基于工程实践的SF6气体危害研究及其防治措施探讨

沈吉

摘要：近年来SF6气体在电网设备中的应用越来越广泛。SF6气体拥有良好的性能，能迅速、可靠的灭弧，有效保障设备的绝缘;但同时也有一个弊端，那就是设备内的SF6气体一旦泄漏到空气中，就会对环境造成污染，损害人身的健康。此外，气体的泄漏还会使设备的绝缘强度下降，造成跳闸事故影响电网的安全、稳定运行。为了有效的减轻其危害，掌握SF6气体的安全管理势在必行。

关键词：SF6设备;气体泄漏;电网安全;安全管理

SF6气体优良的绝缘和灭弧性能在电网一次设备中得到广泛应用的同时，气体泄漏的问题也日渐显现。据统计昆明供电局所辖150多座110kV以上的变电站，在2007.09月至2015年09月期间，与SF6气体相关的缺陷有223起，其中 SF6气体压力下降引起的缺陷就有88%。SF6气体一旦泄漏，如果发现和处理得不及时就会严重威胁人身、环境和电网的安全。因此，SF6气体的安全管理亟待规范。

1.SF6气体泄漏的危害

1）在SF6气体生产的过程中，可能会伴有多种有毒气体;注入断路器中经电晕、火花及电弧的作用，也会产生多种有毒、有腐蚀性的气体以及固体分解物。这些气体主要有：氟化亚硫酰、氟化硫酰、四氟化硫等;固体分解产物主要有：二氟化铜、二氟二甲基硅、三氟化铝等。

2）长期泄漏会使水分渗入气室，使SF6气体微水超标，很容易在绝缘材料表面结露，造成绝缘下降，如果处理不及时，设备在长期运行中，特别是在污染严重的地区，水和灰尘等杂质将从漏气点慢慢渗入和积聚，使泄漏电流增大，影响电场分布，当泄漏电流增大到一定程度或系统发生过电压时，容易引起绝缘击穿，对地短路，造成跳闸停电事故。

2.SF6气体的安全管理

2.1 SF6气体的保管

新SF6气体到货后，应检查生产厂家的质量证明书，其内容应包括：生产厂名称、产品名称、气瓶编号等。生产厂家提供的产品化学分析报告中应包括四氟化碳、空气、水、纯度合格证等8项指标，化学分析报告应放在气瓶的瓶帽中随同产品一起出厂。

2.2 设备中SF6气体的安全管理

2.2.1 定性检漏

新装或大修的SF6设备注气前必须定性检漏。其方法步骤如下：

1）先将回收装置及连接管道抽真空到133.3Pa，观察0.5h，确认无泄漏后才能使用。

2）将断路器抽真空到绝对压力133Pa时，开始记录时间，维持真空泵运转30min左右，停泵后使断路器与真空泵隔离，静止30min后读取绝对压力数据A;再静止5h，第二次读取绝对压力数据B，如果 B-A≤67Pa（极限允许值133Pa），就认为密封性能良好。

2.2.2 定量检漏、年漏气率的测定

新装或大修的SF6设备，投入运行前必须测定年漏气率。其方法步骤如下：

1）将SF6断路器所有密封环节用塑料薄膜包起来，放置4h，然后用SF6气体检漏仪检测漏气量。SF6气体检漏仪应严格按照其说明书的操作步骤进行操作。

2）计算每个密封环节的漏气量。

Qi=（V_i M）/4（mL·MPa/h）

式中Vi――塑料薄膜与被检设备之间所包的容积，mL; M――检漏仪的指示值ppm（v）

3）计算SF6断路器的年泄漏率q。如果已知设备的气体容积，则利用如下公式计算

q=（365×24×∑?Q_i ）/（（P/0.01+1）） V×100%/年

式中 P――SF6气体额定气压，MPa;V――SF6气体绝缘设备的容积，mL。

4）如果已知SF6断路器气体重量，用如下公式计算

q=（365×24×r∑?Q_i ）/1000W V×100%/年

式中 r――SF6气体密度，6.14×10-3g/mL;w――被检SF6断路器气体重量，kg。

每一种产品的技术条件中都规定了本产品的年漏气量，低水平的设备漏气量一般规定为所充气的总重量的3%。

2.2.3建立SF6断路器气压监测档案资料

对每一台运行的断路器都要建立一个完整的气压档案资料，要求如下：

1）首先记录断路器编号、充气日期、气压值（参考厂方气压曲线图，折算到200C）、充气时的环境温度。

2）按下式验算其年泄漏率是否满足要求

q=（ P20-P30）×365/（30P）×100%/年

式中P――断路器额定气压，MPa。如果q值小于1%，证明断路器密封良好，装配质量良好。

2.3设备解体时对SF6的安全管理。

2.3.1 SF6的管理

SF6气体在电弧作用下，分解成气态和固态的副产物，这些产物是有毒的、有腐蚀性的，在操作时必须注意。设备解体前，通过气体回收装置将气体全部回收，回收的气体应装入有明显标记的容器内进一步处理，设备解体前可用干燥氮气转换几次。全封闭SF6电器发生故障造成气体外逸时，人员应立即撤离现场，并立即采取强力通风。

2.3.2吸附剂的管理

设备内装吸附剂的种类、用量及处理，应符合制造厂规定。

1）吸附剂的存放。吸附剂应置于阴凉干燥处，防潮、防水。

2）吸附劑的安装。1、吸附剂在安装前原则上应按规定进行活化处理。2、吸附剂从干燥装置内取出至安装完毕，在大气中暴露的时间应尽量缩短，一般不超过15min。

3、吸附剂安装完到开始抽真空的时间，一般不超过30min。

3）吸附剂的处理。1、吸附剂的活化处理，一般用干燥的方法，干燥温度及时间按制造厂规定。2、产生分解气体的设备中更换下来的吸附剂不要再生，应利用30%的氢氧化钠溶液浸泡后深埋。

3.结语

SF6气体在设备中起到绝缘和灭弧的作用，其安全管理对设备的安全运行起到至关重要的作用。只有加强SF6气体的全生命周期管理，并在实践中不断总结经验，做好各项预防措施，才能有效提高SF6一次设备运行的可靠性。

参考文献

[1]陈家斌，刘增良，苏景军等. SF6断路器实用技术.中国水利水电出版社，2004.3.5：229-239.

[2]丁毓山，徐义斌等.变电检修工.中国水利水电出版社，2009.5：129-131.