SF6 氣體的性質(zhì)及危害

六氟化硫 SF6 氣體的性質(zhì)及危害 SF6氣體性質(zhì) 物理性質(zhì) 化學性質(zhì) 絕緣性能 滅弧性能 物理性質(zhì) SF6氣體是無色 無昧 無毐 不可燃 性能穩(wěn)定的氣體SF6是一種比較重的氣體 在標準狀態(tài)下比空氣大約重5倍它的臨界溫度不高其熱傳導率隨溫度變化的特性對電弧的熄滅非常有利 SF6的臨界溫度是45 6 所謂臨界溫度 就是在這個溫度以上 壓力無論如何加大 氣體絕無液化發(fā)生在這個溫度下 使其液化的壓力就是臨界壓力 化學性質(zhì)不與堿液 白熱的氧化亞銅 銅或銀作用熱特性在500 時還不分解 總之 溫度低于600 以下時 SF6是很穩(wěn)定的氣體 因此用于A級 B級絕緣是不會有問題的 在被電擊穿后 SF6能自行復合 不會影響其絕緣和滅弧性能 絕緣性能 絕緣性能優(yōu)良其在0 3Mpa壓力下的絕緣強度就可達到變壓器油的水平而空氣要達到同樣的絕緣強度要0 6 0 7Mpa絕緣應用開始用于電纜 高壓靜電發(fā)生器中 后用到開關(guān) 變壓器 高壓互感器和全封閉組合電器中 高絕緣強度原因 一 主要原因 負電性 二 其次原因 分子直徑大 影響絕緣強度的因素 1 電場的均勻性 2 氣體壓力 3 電暈 4 電極表面狀態(tài) 5 雜質(zhì) 1 電場的均勻性對放電的影響空氣間隙的絕緣擊穿電壓主要決定于電極間平均場強 與電場均勻性關(guān)系不大 要想提高絕緣強度 一般只需適當增加絕緣距離即可 SF6氣體的絕緣擊穿電壓 主要決定于最大場強 與電場的不均勻程度關(guān)系很大 原因 SF6間隙中帶電質(zhì)點隨電場強度增加而增加的速度遠比空氣要大得多 使SF6氣體隨著電場不均勻程度的增加 放電電壓將很快下降 結(jié)論 為了提高SF6的絕緣強度 在加大電極間距離的同時 更重要的是 盡可能使電場均勻 在設計同心電極時 應使兩直徑盡可能接近最佳配合比例 2 與氣體壓力的關(guān)系SF6氣體的絕緣強度隨著氣體壓力的增加而增加 在均勻電場中 一個大氣壓下 SF6氣體的絕緣擊穿電壓是空氣的2 3倍 3個大氣壓下 SF6氣體的絕緣擊穿電壓約與變壓器油相當 試驗證明 當氣體壓力增加到10個大氣壓時 擊穿電壓增加較慢 開始呈飽和趨勢 3 電暈對放電的影響空氣絕緣有電暈效應 在極不均勻的電場下 電暈放電所產(chǎn)生的空間電荷可以改善棒電極表面的電場分布 從而提高了間隙的擊穿電壓 這就是所謂的電暈屏蔽效應 而SF6氣體無電暈效應 由于氣體密度大 空間電荷不易擴散 因此 所以在SF6氣體中 往往一出現(xiàn)電暈 馬上就出現(xiàn)放電 結(jié)論 因此 在SF6氣體絕緣設計時 應將無電暈作為設計條件 4 電極表面狀態(tài)的影響影響 一般電極表面愈粗糙 其擊穿電壓愈低電極表面積越大 表面上的弱點可能愈多 其擊穿電壓也愈低 措施 電極表面的微觀凸起 雜質(zhì)和其它缺陷 可以通過老煉加以改善 老煉就是對氣體間隙進行多次重復的放電 通過放電燒掉缺陷 使間隙的擊穿電壓提高 此外 也可以采用在電極表面覆蓋絕緣薄層的方法來提高絕緣強度 5 雜質(zhì)對絕緣強度的影響主要雜質(zhì)塵埃 金屬微粒當電極之間施加電壓時 就有靜電力作用于這些微粒 當靜電力超過這些微粒的重量時 它們就會懸浮起來 并直立于電極表面 從而引起電極端部的電場局部集中 使SF6氣體間隙的擊穿電壓降低 稍有微小的火花放電 擊穿電壓就能降低30 措施 在裝配 檢修過程中必須認真地清除雜質(zhì)以保證間隙的擊穿電壓強度 次要雜質(zhì)水分 空氣如果水分僅以氣體形態(tài)存在時 SF6氣體與固體分界面的絕緣性能幾乎不受影響 但如果水分含量過多 并在固體表面結(jié)露時 其表面絕緣性能將下降 若在SF6氣體中混入 其空氣含量大于50 時 則絕緣強度下降空氣含量為50 時 則絕緣強度與純SF6氣體相同在空氣含量小于50 時 則絕緣能力反而比純凈的SF6氣體高 SF6分子的負電性是其具有優(yōu)良滅弧性能的另一重要原因 利用SF6氣體吹弧和利用空氣吹弧在表面上十分相似 但從介質(zhì)電強度恢復的理論上講 SF6氣體斷路器和空氣斷路器是不一樣的 空氣中大約含有79 的氮氣及21 的氧氣 它們不是負電性氣體 空氣吹弧主要是冷卻電弧 而SF6分子吸附自由電子后變成負離子 負離子容易和正離子復合形成中性分子 特別是保證電流過零期間大量新鮮的SF6分子與電弧相接觸 可充分發(fā)揮其負電性氣體的特點 SF6氣體的介質(zhì)電強度恢復速度要比空氣的恢復速度快100倍以上 是目前知道的最理想的絕緣和滅弧介質(zhì) GIS室發(fā)生SF6泄漏的危害GIS室內(nèi)空間較封閉 一旦發(fā)生SF6氣體泄漏 流通極其緩慢 毒性分解物在室內(nèi)沉積 不易排出 從而對進入GIS室的工作人員產(chǎn)生極大的危險 而且SF6氣體的比重較氧氣大 當發(fā)生SF6氣體泄漏時SF6氣體將在低層空間積聚 造成局部缺氧 使人窒息 另一方面SF6氣體本身無色無味 發(fā)生泄漏后不易讓人察覺 這就增加了對進入泄漏現(xiàn)場工作人員的潛在危險性 泄露氣體傷害后主要癥狀 1 呼吸系統(tǒng) 刺激呼吸道 打噴嚏 嗆咳 咽部干燥 有燒灼感 繼而呼吸不暢 胸悶氣短 嚴重時呼吸困難 喉頭水腫 潰爛 2 眼部 流淚 怕光 燒灼感 充血 水腫 3 皮膚 瘙癢 皮疹 接觸處可能有紅腫 4 消化道 吞咽困難 惡心 嘔吐 腹痛 5 神經(jīng)系統(tǒng) 突然頭痛 頭昏 全身軟弱無力 感覺抑郁 嚴重會驚厥 抽搐 休克 猝倒 昏迷 現(xiàn)場急救辦法如果懷疑發(fā)生中毒現(xiàn)象 應采取以下措施 1 組織人員立即撤離現(xiàn)場 開啟通風系統(tǒng) 保持空氣流通 2 觀察中毒者 如有嘔吐應使其側(cè)位 避免嘔吐物吸入 造成窒息 3 皮膚污染 應立即用清水沖洗 換衣服 4 眼部傷害或污染用清水沖洗并搖晃頭部 5 應弄清毒物性質(zhì) 并保留嘔吐物待查 6 現(xiàn)場應配備必要的藥品 防護方法 1 減少SF6氣體的排放量 提高氣體的回收率 設備內(nèi)的SF6氣體不得向大氣排放 應采用凈化裝置回收 經(jīng)處理合格后方準使用 2 SF6電氣設備安裝與主控制室隔離 防止泄漏氣體進入主控室 設備安裝室內(nèi)應有良好的排風系統(tǒng) 通風孔應設在室內(nèi)下部 底部應設SF6氣體泄漏報警器和氧量儀 3 工作人員不得單獨或隨意進入GIS室 因工作需要必須進入時應先排風20min 不準在設備防爆膜附近停留 工作人員