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1、GIS 组合电气 泄漏的危害及预防严 进天生桥二级水力发电厂（贵州，贵州兴义 564203）【摘 要】 如何让我们检修人员轻轻松松的找到 GIS 组合电气（SF6 设备）的泄漏点并能够真实了解它的泄漏量，是今天我们要探讨的问题。消除 GIS 组合电气所带来的泄漏隐患才能使我们更好、更安全的工作。面对参差不齐的检测技术，我们如何能够找寻到一个真正而又高效的检漏方法是我们一直所追寻的问题。面对着 SF6 设备在电力行业中的广泛使用，面对 SF6 气体这一具有优越性的一面，又具有破坏性、危害性的一面。我们如何扬长避短？我们如何避免由于不规范的使用而导致环境的恶化？我们如何避免给于检修人员带来的人身伤
2、害？只有遵循科学的检测方法，只有严格按照规程执行。关键词：SF6 气体泄漏 开关装置 危害性 泄漏点 泄漏量 1、国家电力系统对 SF6 设备的规定？（规定中明确要求用定量检漏仪检测）才能够真实有效的检测出泄漏点与泄漏量。在 SF6 气体方面都是做了如何的规定呢？见下列：电力设备交接和预防性实验规程是电力生产实践及科学实验中重要的常用标准。根据DL/T 电力设备预防性试验规程及 GB 50150-2006 电气装置安装工程电气设备交接试验标准、GB 12022-2006 工业六氟化硫标准的基本精神，结合近两年新颁布的国家标准、行业标准及反事故措施要求修订。1）SF6 气体变压器试验项目、周期和
3、标准SF6 气体它检测项目 （交接时及运行中 SF6 气体的试验项目、周期和标准）2）110KV 及以上 SF6 电流互感器试验项目、周期和标准 序号 项目 周期 标准 说明2SF6 气体泄漏 交接时、大修后、必要时年泄漏率不大于 1%/年，或按厂家要求日常监控，必要时检测。3） 开关设备 SF6 断路器和 GISSF6 断路器和 GIS 的试验项目、周期和标准 序号 项目 周期 标准 说明2SF6 气体泄漏 交接时、大修后、必要时年漏气率不大于0.5% 使用灵敏度不低于 110-6的检漏仪检测各密封面无泄漏。按 GB11023 方法进行对电压等级较高的断路器及 GIS，因为体积大可用局部包扎
4、法检漏，每个密封部位包扎后历时 24h，测得 SF6 气体含量（体积比）不大于 3010-6（每个包扎点）3）GIS 用金属化物避雷器的试验项目、周期和标准a) 避雷器大修时，其 SF6 气体按以上表的规定b) 避雷器运行中的密封检查按以上表的规定c) 其它有关项目按以上表中的规定4）编制说明中SF6 断路器和 GIS 下的 SF6 气体泄漏 条款中明确规定：目前,SF6 检漏仪的灵敏度已经较高,可以满足年泄漏率不大于 0.5%的要求,且原用的包扎法测量很不准确,现场实施困难,帮标准中增加”可采用灵敏度不低于 110-6(体积比)的检漏仪检测各密封面无泄漏。2、为什么要进行检测泄漏？目前红外双
5、波光谱原理检测 SF6 气体是最有效的检测方法，而且在交接及大修时，必要时要使用的仪器。每年要检测开关泄漏情况并作出相应每年泄漏量多少的报告是必不可少的工作流程。为了防止 SF6（六氟化硫）开关的爆炸，及人身安全（房间内超过1000PPM 的 SF6 气体会使人缺氧窒息） 。另外为了避免因为 SF6 开关产生的故障而大范围停电。国家安全操作规程中明确要求要使用这种仪器进行对 SF6 开关及 GIS 检测，看看是否有漏气的情况，漏的大小是不是没有超过国家规程。找到泄漏点及时堵漏。3、SF6 气体的介绍31、概述自 1900 年法国化学家摩森（H.Moissan）和李博(P.Lebeau)在实验室
6、中将硫在氟气中燃烧以制备 SF6（六氟化硫）气体以来，人们已从中收益非浅。因纯 SF6 气体的化学稳定性，早期用于进行人工气胸治疗肺结核空洞；同时因其优异的绝缘和灭弧性能也倍受人们的关注。从 1940 年作为绝缘介质开始，迄今已被广泛地应用在电力设备中，如高压断路器、变压器、互感器、电容器、避雷器、接触器、熔断器、管道母等。随着 SF6 气体使用量的增加，范围的扩大，正确的使用和管理 SF6 气体，保护好我们赖以生存的环境及人身安全等问题被提到了重要的议事日程上来。3.2、SF6 气体的性质3.2.1 SF6 气体的物理性质纯净的 SF6 气体是一种无色、无嗅、基本无毒、不可燃的卤素化合物。其
7、相对密度在气态时为 6.16g/cm3(20,0.1MPa 时)，在液态时为 1400g/cm3(20时)；在相同状态下约是空气相对密度的 5 倍。为便于运输和贮存，SF6 气体通常以液态形式存在于钢瓶中。3.2.2 SF6 气体的化学性质SF6 气体的化学性质非常稳定，在空气中不燃烧，不助燃，与水、强碱、氨、盐酸、硫酸等不反应；在低于 150时，SF6 气体呈化学惰性，极少熔于水，微熔于醇。对电器设备中常用的金属及其它有机材料不发生化学作用。然而，在大功率电弧、火花放电和电晕放电作用下，SF6 气体能分解和游离出多种产物，主要是 SF4 和 SF2，以及少量的S2、F2、S、F 等。3.23
8、 SF6 气体的毒性来源从有关部门的试验及研究结果可知，SF6 气体的毒性主要来自 5 个方面。（1）SF6 产品不纯，出厂时含高毒性的低氟化硫、氟化氢等有毒气体。大家知道，目前化工行业制造 SF6 气体的方法主要是采用单质硫磺与过量气态氟直接化合反应而成；即S+3F2SF6+Q（放出热量） 。在合成的粗品中含有多种杂质，其杂质的组成和含量因原材料的纯度、生产设备的材质、工艺条件等因素的影响而有很大差异，杂质总含量可达 5%。其组成有硫氟化合物，如：S2F2、SF2、SF4、S2F1O 等；硫氟氧化合物如SOF2、SO2F2、SOF4、S2F10 等以及原料中带入的杂质如 HF、OF2、CF4
9、、N2、O2 等。为了净化粗品中的杂质，合成后的 SF6 气体还需要经过水洗、碱洗、热解（去除剧毒的十氟化物） 、干燥、吸附、冷冻、蒸馏提纯等一系列净化处理过程才能得到纯度在 99.8%以上的产品。然后再用压缩机加压，充入降温至-80左右的钢瓶中，以液态形式存在。在使用时减压放出，呈气态冲入电气设备中。除在上面的合成过程中产生的杂质外，另外，在气体的充装过程中还可能混入少量的空气、水分、和矿物油等杂质，这些杂质均带有或会产生一定的毒性物质。因此，为保证 SF6 产品的纯度和质量，对出厂的 SF6 产品国际电工委员会（IEC）及许多国家均制定了质量标准，并要求生产厂家在供货时提供生物试验无毒证明
10、书。（2）电器设备内的 SF6 气体在高温电弧发生作用时而产生的某些有毒产物。例如：SF6 气体在电弧中的分解和与氧的反应：2SF6 + O2 2SOF2 + 8F（氟化亚硫酰）2SF6 + O2 2SOF4 + 4F（四氟化硫酰）SF6 SF4 + 2F（四氟化硫酰）SF6 S + 6F（硫）2SOF4 + O2 2SO2F2 + 4F（氟化硫酰）（3）电器设备内的 SF6 气体分解物与其内的水分发生化学反应而生成某些有毒产物。例如：SF6 气体分解物与水的继发性反应：SF4 + H2O SOF2 + 2HF（氢氟酸）SOF4 + H2O SO2F2 + 2HF（氢氟酸）SOF2 + H2O
11、 SO2 + 2HF（二氧化硫）SO2F2 + 2H2O H2SO4 + 2HF（硫酸）（4）电器设备内的 SF6 气体及分解物与电极（CuW 合金）及金属材料（AL、Cu）反应而生成某些有毒产物。例如：SF6 气体及分解物与电极或其它材料反应：3SF6 + W WF6（气态）+ 3SF43F + AL ALF3（固态粉末）3SOF2 + AL2O3 2ALF3（固态粉末）+ 3SO2SF6 + Cu CuF2(固态粉末) + SF64SF6 + W + Cu 2S2F2（气态）+3WF6（气态）+ CuF2（固态粉末）（5）电器设备内的 SF6 气体及分解物与绝缘材料反应而生成某些有毒产物。
12、如与含有硅成分的环氧酚醛玻璃丝布板（棒、管）等绝缘件；或以石英砂、玻璃作填料的环氧树脂浇注件、模压件以及瓷瓶、硅橡胶、硅脂等起化学作用，生成 SiF4、Si（CH3）2F2 等产物。 3.4 SF6 气体的危害长期以来，由于对 SF6 气体的使用、管理不善、而导致许多有毒的、具有腐蚀性的气体和固体分解物被排放到大气中，不但给我们赖以生存的环境造成了难以挽救的污染和破坏，同时还危及电器设备的正常运行和人们的身体健康。SF6 气体的电弧分解物及反应生成物的生理特性见下表：SF6 气体的电弧分解物及反应生成物的生理特性：序号 化学成分 生理学特性1 S2F2 两只老鼠在 101000g/g 的浓度中
13、，15min 内均死亡，有刺激性2 SF4 在 19g/g 的浓度中， 4h 内动物的死亡率为 50%；在10g/g 的浓度中停留 1h，动物会出现呼吸困难的征兆。3 S2F10 老鼠在 0.1g/g 的浓度中停留 1h 未发现有中毒症状；在1g/g 的浓度中刺 激肺部；在 10g/g 的浓度中肺部发生腐烂。4 SOF2 有刺激性。5 SO2 有刺激性。6 HF 有刺激性。7 SiF4 有刺激性，从食物中摄取后对呼吸有危险。8 WF6 有刺激性。3.4.1 对人及动物的危害从医学的角度来讲，各种分解物气体及生成物对人体的影响程度不光取决于其毒性的大小，还与吸入到人体内量的大小和每个人的身体素质
14、有关。作为客观地判断依据，日本将每一种动物物质的允许浓度设定为五级。即：A最低致命浓度；B半致命浓度（50%为死亡浓度） ；C短时间停留极限，通常为 15min；D出现毒性反应的最低浓度；E为每天 8h，一周 40h 的正常劳动时间，大多数人在此浓度下工作，均不会对健康有不良影响。早在 1979 年，上海第一医学院和上海市化工局职业病防治研究所就对长期从事或接触 SF6 气体的人群进行了调查及动物试验。在对生产和使用 SF6 气体的两家企业的工人进行职业流行病学调查中，对年龄、性别、劳动强度、专业工龄、是否吸烟等相近的工人，进行分组对照、比较，对工人们的健康情况未发现有明显的损害。但从统计的症
15、状发生率来看，表现出乏力、记忆力差、咽痛、胸闷的人数较多。在对动物（雌性大、小鼠）进行分组急性静式染毒试验、亚急性静式染毒试验中，分别将白鼠放在不同浓度的 SF6 新气体或（与电弧接触过的）开断气的气体分组箱里。其结果是急性静式染毒试验未发现异常，而亚急性静式染毒试验则发现一只大鼠的肺毛细血管在电子显微镜下有轻度亚微结构改变。是否就是由 SF6 气体引起的，因试验的动物数量有限，还难以定论。3.4.2 对环境的危害近百年来，地球气候正经历一次以全球变暖为主要特征的显著变化。这种全球性的气候变暖是由自然的气候波动和人类活动所增强的温室效应共同引起的。减少温室气体排放、减缓气候变化是联合国气候变化公约和京都议定书的主要目标，而我国在减少温室气体排放方面所面临的国际压力越来越大。温室效应是指大气中的二氧化碳等气体能透过太阳短波辐射，使地球表面升温。同时阻挡地球表面向宇宙空间发射长波辐射，从而使大气增温。由于二氧化碳等气体的这一作用与“温室
