GIS组合电气泄漏的危害及预防
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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。
1.1 SF6气体变压器试验项目、周期和标准
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)
1.2 110kV及以上SF6电流互感器试验项目、周期和标准
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序号
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项目
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周期
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标准
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说明
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2
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SF6气体泄漏
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交接时、大修后、必要时
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年泄漏率不大于1%/年，或按厂家要求
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日常监控，必要时检测。
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序号
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项目
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周期
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标准
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说明
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2
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SF6气体泄漏
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交接时、大修后、必要时
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年漏气率不大于0.5% 使用灵敏度不低于1×10-6的检漏仪检测各密封面无泄漏。
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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（体积比）不大于30×10-6（每个包扎点）
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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
1.5<<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1×10-6(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
3.1概述
自1900年法国化学家摩森(H.Moissan)和李博(P.Lebeau)在实验室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。
3.2SF6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。
3.2.3 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+3F2→SF6+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、N2、O=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→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(Cu-W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)+3SF4
3F+AL→ALF3(固态粉末)
3SOF2+AL2O3→2ALF3(固态粉末)+3SO2
SF6+Cu→CuF2(固态粉末) +SF6
4SF6+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。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
1S2F2两只老鼠在10×1000μg/g的浓度中，15min内均死亡有刺激性
2SF4在19μg/g的浓度中，4h内动物的死亡率为50%;在10μg/g的浓度中停留1h，动物会出现呼吸困难的征兆。
3S2F10老鼠在0.1μg/g的浓度中停留1h未发现有中毒症状;在1μg/g的浓度中刺 激肺部;在10μg/g的浓度中肺部发生腐烂。
4SOF2有刺激性。
5SO2有刺激性。
6HF有刺激性。
7SiF4有刺激性，从食物中摄取后对呼吸有危险。
8WF6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”的作用类似，故称之为“温室效应”，二氧化碳等气体被称为“温室气体”。目前，发现人类活动排放的温室气体有六种，它们是二氧化碳、甲烷、氧化亚氮、氢氟碳合物、全氟化碳、六氟化硫，这当中氟化物就有三种。其中CO2对温室效应影响最大，占60%，而SF6气体的影响仅占0.1%，但SF6气体分子对温室效应具有潜在的危害，这是因为SF6气体一个分子对温室效应的影响为CO2分子的25000倍，同时，排放在大气中的SF6气体寿命特长，约3400年。现今，每年排放到大气中的CO2气体约210亿，而每年排放到大气中的SF6气体相当于1.25亿tCO2气体。
现在全球每年生产的大约8500tSF6气体中，约有一半以上用于电力工业。而在电力工业中，高压开关设备约占用气量的80%以上。其中中压开关的用气量约占1/10;主要是用在126～252kV的高压、330～800kV的超高压领域，特别是126kV～252kV～550kV的断路器(GCB)、SF6封闭组合电器(GIS)、充气柜(C-GIS)、SF6气体绝缘管道母线(GIL)中。因此，合理、正确的使用管理SF6气体，减少排放量已到了非整治不可的地步。
3.5 SF6气体的使用现状及存在的问题
3.5.1环境保护意识淡薄
目前，尚有相当一部分人缺乏环境保护知识，对SF6气体的理化性能了解不够，对其给环境所造成的危害认识不深，环境保护意识淡薄。在生产、使用SF6气体的环节中由于使用、管理不当所造成的泄露及人为的排放相当严重。
3.5.2回收再利用或回收处理的不好
从国内的SF6气体回收装置的生产及需求数量上来看，每年约70台左右。而销售量最大的还是简易的抽真空、充气装置。究其原因，一是由于SF6气体回收装置的价格昂贵，每台在15～30万元人民币之间，而国外进口的价格更高，使其普及受到限制;二是除电器制造行业外，该装置的利用率很低，一般只在设备安装或检修时使用，闲置时间长。作为SF6气体使用量很大的高压电器制造行业的电力部门，其SF6气体回收装置的使用和管理并不理想;尤其一些中、小企业根本没有配备SF6气体回收装置。在电力行业，35kV以下变电站几乎没有SF6气体回收装置，有的地区是几个变电站共用一台。
SF6气体的回收处理更差，废气几乎都是一放了之或经过简单的过滤吸附而排放到大气中。因为，目前国内还没有一家生产的SF6气体回收装置可对SF6气体进行再生处理。SF6气体回收装置的功能均是对电器设备进行抽真空，将设备内的SF6气体回收至气腔压力为负133Pa，同时将废气压缩到储气罐中，储气罐的容量最大为500kg。而这些回收的“废气”一般用于电器设备中零部件检漏，很少有送回生产厂家对其进行再生处理的。
3.5.3管理制度不到位
对SF6气体的使用、管理没有建立完整的规章制度。SF6产品的装配厂房、检修间及检修现场等工作场 所均没有健全的通风设施和监控设备。对长期接触或短期接触SF6气体的人员在劳动保护方面欠考虑且没纳入安全生产的管理程序。
4、检测记实
现场检漏数据详见表：
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贵州天生桥二级水电站500kV GIS站
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序号
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被检测开关
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IAC510 进口红外双波SF6检漏仪检测情况
仪器配合单位：珠海市集森电器有限公司
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PPM
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mg/m3
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开关泄漏位置
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备注
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1.
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室内500kV GIS
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30
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195
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12号进气阀处
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带电运行中检测
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2.
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室内500kV GIS
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3
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20
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12号压力表处
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带电运行中检测
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3.
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室内500kV GIS
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712
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4628
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套管处
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带电运行中检测
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5、如何正确使用SF6气体
5.1 SF6气体的运行维护
5.1.1定期巡视检测。值班员每天应对SF6电气设备采用红外线双波检漏仪检进行检测，若发现泄漏可以检测出泄漏含量有没有超标并应立即报告，及时处理。
5.1.2 巡视防爆膜。对装有防爆膜的GIS设备，每天定时巡视，但不得在防爆膜附近停留。发现异常情况要立即报告。若防爆膜破损，要停电进行处理。防爆膜应用汽油或丙酮擦拭干净。
5.1.3 定期检校报警装置。每年要对压力整定值进行检验，检查触点及报警器是否完好，各导线连接有无松动等。
5.2 SF6气体的水分测量处理
5.2.1 含水量的测量。用露点(微水)仪测量SF6气体的含水量。一般每3个月测量1次，稳定后减为每年测量1次。发现含水量有明显变化时，应进行复测并分析其原因。断路器气室运行中的SF6气体含水量不得大于3×10-4。
5.2.2 含水量超标时的处理。经测量SF6气体的含水量超过最大允许值时，可用SF6气体处理车对SF6气体进行干燥、过滤。对含水量较高的气室应抽真空，用干燥的氮气进行置换，并用吸附剂吸收水分。
5.3 SF6气体的充补操作
5.3.1 充气前应对钢瓶进行真空处理，去除油污水分。气瓶严禁过量充装，认真实行重量复核。对液态SF6，当充装压力为7.8MPa时，充装系数不得超过1.2kg/L。
5.3.2 运行中的GIS设备补气采用小型补气装置。操作步骤如下：从SF6气体处理车的进出口分别接出2根高压软管，进口侧软管的另一端与气瓶接口相连接，出口侧软管的另一端与GIS气室充气口相连。接牢后，打开气瓶角阀，SF6气体从气瓶经高压软管到达进口阀，通过减压阀、蒸发器、加热器、过滤阀、逆止阀到出口阀，再通过高压软管进入GIS气室。
5.3.3 补气压力应根据出口的环境温度、压力换算到额定值，补气量为补气前后气瓶的重量之差。补气12h后要测量SF6气体的含水量。
5.3.4 在室内充补SF6气体时，必须开启通风系统，工作区域空气中SF6气体含量应在1/1000以下。
5.4 气瓶的管理
5.4.1 检查气瓶外表有无缺陷，安全附件是否齐全。如果怀疑，要进行探伤检查。每次充气后要有IAC510红外线检漏仪检查阀体及气瓶本体的接合处有无漏气现象。
5.4.2 新气瓶要进行抽样(30%以上)检查。充入的SF6气体应有制造厂的分析报告、生物试验证书，气瓶外应挂有气体检验合格证。
5.4.3 气瓶不允许靠近热源、油污等，也不能曝晒、受潮，应立放在架子上，标志向外。
5.4.4 气瓶运输时，可以卧放，但应防止剧烈震动。气瓶装卸要轻抬轻放，严禁气瓶互相碰撞。卸瓶时不得溜放，更不允许抛卸。
参考文献：
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2、电气发展拉动六氟化硫需求加剧了国内六氟化硫市场资源紧缺2006(6)
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10、吴亚珍;;SF_6气体泄漏检测方法及报警技术电工技术;2007年04期[J];
11、国家标准. GB 767472.5kV及以上气体绝缘金属封闭开关设备
12、国家标准. GB50150 电气装置安装工程电气设备交接试验标准
13、电力行业标准. DL/T 618 气体绝缘金属封闭开关设备现场交接试验规程
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