新葡萄京娱乐场8455SF6气体分析仪的作用及特点

发布时间:18-01-15 16:17分类:技术文章
标签:SF6气体分析仪,SF6,SF6气体分析仪的作用及特点
六氟化硫(SF6)气体分析仪用于高压设备(例如高压绝缘开关、断路器等)的绝缘和灭弧已经有超过50年的历史。SF6是主要的温室气体,产生温室效应的能力是二氧化碳的23900倍。因此,在对变电站维护过程中,测量、监测及采样SF6是非常重要的环节。SF6分解后的产物包括少量硫的氟化物,它们可水解生成氢氟酸(HF)及二氧化硫(SO2)。空气中的水蒸气及氧气在局部放电的情况下与SF6分解后的产物发生反应,生成各种剧毒物质,这些物质很难被检测到。测量SF6的分解产物非常重要,IEC/CIGRE和ASTM提供了多种这些产物的测量方法,为设备的维护人员提供技术支持。对SF6的维护及对其质量好坏的分析,在电气设备的整个使用、维护过程中是非常重要的。对SF6的分析主要用于:
确保电气设备在运输时或者在注入 SF6气体时处于正常状态。
在设备运行期间,对SF6设备的恶化情况做出诊断。
对使用过的SF6气体做合适的处理(例如:回收处理)。附爱仪器仪表热卖产品:美国TIF
XP-1A SF6定性检漏仪

SF6开关或GIS设备泄漏的克星

六氟化硫气体是目前发现的六种温室气体之一。在高压电器制造行业使用着大量的SF6气体,由于使用、管理不当或没有按正确的方法对其进行回收、再生处理,导致SF6气体及在高温电弧作用下产生的有毒分解物排放到大气中,给人类赖以生存的环境带来污染和破坏,同时给电器设备的正常运行和人们身体健康带来不利影响。1、概述新葡萄京娱乐场8455
自1900年法国化学家摩森和李博(P.Lebeau)在实验室中将硫在氟气中燃烧以制备六氟化硫气体以来,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。2、SF6气体的性质2.1SF6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。2.2SF6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。3SF6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。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、S2F10O等以及原料中带入的杂质如HF、OF2、CF4、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、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+O22SOF2+8F2SF6+O22SOF4+4FSF6SF4+2FSF6S+6F2SOF4+O22SO2F2+4F3)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+H2OSOF2+2HFSOF4+H2OSO2F2+2HFSOF2+H2O
SO2+2HFSO2F2+2H2O
H2SO4+2HF4)电器设备内的SF6气体及分解物与电极及金属材料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+3SF43F+ALALF33SOF2+AL2O32ALF3+3SO2SF6+CuCuF2(固态粉末)+SF64SF6+W+Cu2S2F2+3WF6+CuF25)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。如与含有硅成分的环氧酚醛玻璃丝布板等绝缘件;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、Si2F2等产物。4SF6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。

IAC510检测实录

珠海集森电器有限公司 鹿 波 519070

随着电力事业的大力发展,SF6
气体以其优异的绝缘性能和灭弧性能被广泛用于电气设备中,
SF6气体开关装置的运行也得到迅猛的发展。但是SF6开关的泄漏不仅会影响设备的正常运行,更会给检修人员带来身体上及生命上的危害。由于SF6气体无色无味的物理特征,很还容易被检修人员发现泄漏。,这一问题一直是充SF6气体开关装置发展过程中所面对的问题。本文从实例当中深入探讨了SF6开关装置中SF6气体泄漏情况与如何及时而又真实的发现SF6泄漏并如何有效的进行解决。

关键词:SF6 气体泄漏 开关装置 危害性

述:

SF6开关一旦泄漏就会使SF6开关内部的SF6气体绝缘性能大大降低,就会在开关内部产生电弧,对开关及联接设备造成很能很大的破害。同样SF6气体对空气造成严重的环境污染。而且SF6在高压高温的情况下分解,分解成氟化氢、二氧化硫、四氟化硫、硫化氢等有毒物质会导致肺组织急性水肿,影响肺部氧气交换,导致缺氧而窒息性死亡。所以如何能够及时的发现并解决SF6泄漏的问题是刻不容缓。

但在这么多危害并存的情况下,我们如何选用一台真证的检测设备,才能够真正的达到保护自己和设备安全呢?面对市场的虚假推广我们怎样才能买到一台对设备及人身安全的保障呢的检测仪器呢?请您擦亮眼睛,应用专业技术面对现在的所有的问题。

一、 SF6的危害

纯净的SF6气体无色、无味、无臭、不燃,在常温下化学性质稳定,属惰性气体。但在电力行业,由于六氟化硫气体

2SF6 + O2 2SOF4 +

SF6 SF4 +

SF6 S +

2SOF4 + O2 2SO2 +

电气设备内的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

SOF4 + H2O SO2 + 2HF

SOF2 + H2O SO2 + 2HF

SO2 + 2H2O H2SO4 + 2HF及金属材料反应而生成某些有毒产物荒

例如:SF6气体及分解物与电极或其它材料反应:

3SF6 + W WF6+ 3SF4

+ AL ALF3

3SOF2 + AL2O3 2ALF3+ 3SO2

SF6 + Cu CuF2(固态粉末) + SF6

4SF6 + W + Cu 2S2+3WF6+ CuF2

电气设备内的SF6气体及分解物与绝缘材料反应而生成某些有毒产物。

如与含有硅成分的环氧酚醛玻璃丝布板等绝缘件;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、Si2F2等产物
另外安装SF6高压设备的室内空间一般都较密闭,一旦发生SF6气体泄漏,由于空气流通极其缓慢,毒性分解物在室内沉积,不易排出,从而对进入SF6开关室的工作人员产生极大的危险,而且,由于SF6气体的比重较氧气大。当发生SF6气体泄漏时SF6气体将在低层空间积聚,造成局部缺氧。使人窒息。另一方面,由于SF6气体本身无色无味,发生泄漏后不易让人察觉,这就增加了对进入泄漏现场工作人员的潜在危险性,严重威胁人员的安全和健康.甚至造成恶性事故。
根据美国和前苏联的化学防护科学家的研究,结果表明:在存在纯净SF6气体环境中工作,皮肤暴露在SF6气体中连续8个小时,所能承受的最高SF6气体含量1000*10ˉ6(1000ppm)在这个浓度下,不会对人的生命健康产生危险和长期影响。我国《国家电网公司电力安全工作规程》援引此项研究结果,1000*10ˉ6为在SF6开关室允许存在SF6气体的安全警界线,超过此浓度对人的生命构成威胁。二、目前的技术

现目前常用的检测SF6的方法有以下四种:

经北京清华大学试验室实验证明

1、 电化学技术费加罗传感器或卤素气体传感器

2、 高压击穿技术

3、 红外光谱技术

电子捕获ECD原理

实验方式:通过把体积比浓度为100PPM的SF6气体放入密封的容器中,分别用四款原理的技术设备进行实验并通过PC分析得出以下结论。

实验设备

实验结果

缺点

电化学技术

失败

没有发生电压变化,显示数值为0PPM。因为TG830,820费加罗传感器为卤素传感器,而SF6气体不属于R-113、R-22、R-11、R-134a范围内。根据SF6化学稳定性证实SF6检测技术中电化学方式是失败的。不能够检测SF6气体只能检测CFC等气体

高压击穿技术

失败

放入100PPM的SF6气体中不能够放电,显示数值为0PPM,所以高压击穿技术必须借助于空气才能够正常放电。且检测的气体可以是任何惰性气体,从PC上的数据反应不是真实的SF6气体浓度相差太大且没有规律。

所以在只有SF6单一的气体中并有空气存在的情况下。只能做定性产品使用。对于氮气、二氧化碳、丁烷、烷氢碳氢化合物、卤素气体均有反应。

IAC510红外光谱技术

成功

特定波段的红外光有很强的吸收特性。能够真实反应SF6气体含量,不受环境影响,对温度湿度的影响很小,反应迅速,寿命高。能够呈现SF6线性规律。与50万元的丹麦INNOVA
SF6示踪气体机测量精度基本一致。

电子捕获ECD原理

成功

能够真实反应SF6气体含量,精度高、成本高特点。

通过以上试验证明采用IAC510红外光谱技术能够真正的检测到SF6气体泄漏的情况,能够准确及时的查找到SF6开关中泄漏点,可及时避免事故的发生,保证检修人员的人身不受到意外伤害。

三、国家电力系统对SF6设备的规定

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、周期和标准

SF6气体它检测项目

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

2

SF6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GIS

SF6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

2

SF6气体泄漏

交接时、大修后、必要时

年漏气率不大于0.5%或使用灵敏度不低于110-6 的检漏仪检测各密封面无泄漏。

按GB11023方法进

对电压等级较高的断路器及GIS,因为体积大可用局部包扎法检漏,每个密封部位包扎后历时24h,测得SF6气体含量不大于3010-6

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)国家电网公司电力设备交接和预防性试验规程编制说明中

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。

5)国家电网公司电力安全工作规程(变电站和发电厂部分)______国家电网公司发布

在六氟化硫电气设备上的工作

在室内,设备充装SF6气体时,周围环境相对湿度应不大于80%,同时应开启通风系统,并避免SF6气体泄漏到工作区。
工作区空气中SF6气体含量不得超过1000UL/L

工作人员进入SF6配电装置室,入口处若无SF6气体含量显示器,应先通风15min,并用检漏仪测量SF6气体含量合格。尽量避免一人进入SF6配电装置室进行巡视,不准一人进入从事检修工作。进入SF6配电装置低位区或电缆沟进行工作,应先检测含氧量和SF6气体含量是否合格。

结论:

以上规程则是经验、事故及危害的总结,如何的能够做到真正的实施,就需要时时警惕,律人律已。这样才不会有悲剧的重演,这样才能够真正保障了我们环境的质量利国、利民、利于后代。时时备好检测设备IAC510检漏仪及水分检测仪,做好回收处理。才能保障使用设备的安全和稳定免受人身伤害。

四、市场上对于SF6检测设备的误导

1、
据我了解现在许多电力公司购买了一些定性的检漏仪。并打着可以检测到110-6ppm的或更小浓度的SF6气体,。最早接触这些设备是在2003年3月份,各大宣传资料及各大网站上都是宣传这些设备是测量卤素类气体的技术参数,从来没有谈到检测SF6气体。但因为对一些惰性气体有反应所以后来宣传就改变了其真实性。造成了检修人员的误导,所以直至目前还在宣传是专业检测SF6气体的检测设备实属可笑之极。而且像这类设备只能定性检测,不能够检测其含量值。因为其本身的高压放电特性就根本不能够完成定量检测的目的。

2、 SF6气体不属于卤素类气体,我们知道卤互类气体包括氟气:淡黄绿色 ,氯气:黄绿色, 溴蒸气:红棕色, 碘蒸气:紫色。但SF6气体分子稳定所以一般不容易产生分解。不能够用检测氟气和氯气的方法来进行检测。

3、 在北京清华大学实验室实验证明,用放电原理、或电化原理的检测设备除了对可燃气体或助燃气体不产生反应外,对于其它气体均产生反应。而且其没有规律呈非线性状态,不能够用于定量并真实的反应SF6气体的特征。由于氮气或其它气体的浓度过高也会导致这些原理的设备数值的改变,但不足已证明是SF6气体泄漏所导致的因素。所以不能够用于SF6气体的检测。

五、结束语

科技的发展,带给了人们光明而又幸福的生活。如何能够保证电力的安全运行,这不仅仅只是电力系统检修人员的事情,同样也需要生产厂商,检修厂商对SF6开关安全的高度重视和产品的质量把关。同时运行单位也要加强设备的试验和维护提高检修质量和运行管理水平。并配备好相应的检修设备,才能达到确保安全供电,才能真正的让人们安全幸福的享受电力带给的光明和喜悦。

珠海集森电器有限公司发布

参考文献:

1、《电力设备交接和预防性实验规程》国家电网公司 DL/T596 GB 50150-2006

2、《国家电网公司电力安全工作规程(变电站和发电厂部分)》 国家电网公司
国家电网安监 [2005] 83 号

3、中国电能成套设备总公司,电力工业部电力科学研究院开关所。1989-1997年全国电力系统220KV及以上SF6开关设备运行情况。
1998。7

4、华北电力科学研究院。华北电网开关运行报告 。1997。7

5、崔景春,杜产明。1994年全国高压开关工作总结和事故分析。中国电力科学研究院,1995。11

6、500KV断路器运行评述,1997年4月

7、华北电科院。第36届国际大电网会议论文集译文[变电站-23]

8、施文耀。试论高压自能式SF6断路器的开发与研制。华通技术,N0。1,2000

9、李建基,单压式高压SF6断路器的可靠性。高压电器技术,NO。4,1996

10、中国电机工程学会变电专业委员会、中国电机工程学会,电气设备用SF6气体安全使用与回收利用研讨会
2008年5月

11、东北电力大学电气工程学院; 徐元哲 刘县 胡智慧 周红晶
〈光学式SF_6断路器的泄漏检测技术》CNKI:SUN:GDYJ.0.

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