六氟化硫氣體危害的預(yù)防

六氟化硫氣體危害的預(yù)防六氟化硫〔SF6〕氣體是目前覺察的六種溫室氣體之一。在高壓電器制造行業(yè)使用著大量的SF6氣體，由于使用、治理不當(dāng)或沒有按正確的方法對(duì)其進(jìn)展回收、再生處理，導(dǎo)致SF6氣體及在高溫電弧作用下產(chǎn)生的有毒分解物排放到大氣中，給人類賴以生存的環(huán)境帶來污染和破壞，同時(shí)給電器設(shè)備的正常運(yùn)行和人們身體安康帶來不利影響。、概述從1940年作為絕緣介質(zhì)開頭，迄今已被廣泛地應(yīng)用在電力設(shè)備中，如高壓斷路器、變壓器、互感器、電容器、避雷器、接觸器、熔斷器、管道母等。隨著SF6氣體使用量的增加，范圍的擴(kuò)大，正確的使用和治理SF6議事日程上來。SF6氣體的性質(zhì)SF6氣體的物理性質(zhì)純潔的SF6氣體是一種無色、無嗅、根本無毒、不行燃的鹵素化6.16g/cm3(20℃,0.1MPa時(shí))為1400g/cm3(20℃時(shí))5便于運(yùn)輸和貯存，SF6氣體通常以液態(tài)形式存在于鋼瓶中。SF6氣體的化學(xué)性質(zhì)SF6氣體的化學(xué)性質(zhì)格外穩(wěn)定，在空氣中不燃燒，不助燃，與水、強(qiáng)堿、氨、鹽酸、硫酸等不反響；在低于150℃時(shí)，SF6氣體呈化學(xué)惰性，極少熔于水，微熔于醇。對(duì)電器設(shè)備中常用的金屬及其它有機(jī)材料SF6氣體能分解和游離出多種產(chǎn)物，主要是氫氟酸。SF6氣體的毒性來源SF6氣體的毒性主要來自5個(gè)方面。〔1〕SF6產(chǎn)品不純，出廠時(shí)含高毒性的低氟化硫、氟化氫等有毒氣體。大家知道，目前化工行業(yè)制造SF6氣體的方法主要是承受單質(zhì)硫磺與過量氣態(tài)氟直接化合反響而成；即S+3F2→SF6+Q 〔放出熱量〕。在合成的粗品中含有多種雜質(zhì)，其雜質(zhì)的組成和含量因原材料的純度、生產(chǎn)設(shè)備的材質(zhì)、工藝條件等因素的影響而有很大差異，雜質(zhì)總含量可達(dá)5%。其組成有硫氟化合物如：S2F2、SF2、SF4、S2F1O等硫氟氧化合物如SOF2、SO2F2、SOF4、S2F10O等以及原料中帶入的雜質(zhì)如HF、OF2、CF4、N2、O2等。為了凈化粗品中的雜質(zhì)，合成后的SF6氣體還需要經(jīng)過水洗、堿洗、熱解〔去除劇毒的十氟化物〕、枯燥、吸附、冷凍、蒸餾提純等一系列凈化處理過程才能得到純度在99.8%以上的產(chǎn)品然后再用壓縮機(jī)加壓，充入降溫至-80℃左右的鋼瓶中，以液態(tài)形式存在。在使用時(shí)減壓放出，呈氣態(tài)沖入電氣設(shè)備中。除在上面的合成過程中產(chǎn)生的雜質(zhì)外，另外，在氣體的充裝過程中還可能混入少量的空氣、水分、和礦物油等雜質(zhì)，這些雜質(zhì)均帶有或會(huì)產(chǎn)生肯定SF6產(chǎn)品的純度和質(zhì)量，對(duì)出廠的SF6產(chǎn)品國際電工委員會(huì)〔IEC〕及很多國家均制定了質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，并要求生產(chǎn)廠家在供貨時(shí)供給生物試驗(yàn)無毒證明書?！?〕電器設(shè)備內(nèi)的SF6氣體在高溫電弧發(fā)生作用時(shí)產(chǎn)生的有毒產(chǎn)物。SF6氣體在電弧中的分解和與氧的反響：〔氟化亞硫?！场菜姆蝓！场菜姆蝓！场擦颉场卜蝓！场?〕電器設(shè)備內(nèi)的SF6氣體分解物與其內(nèi)的水分發(fā)生化學(xué)反響而生成某些有毒產(chǎn)物。例如：SF6氣體分解物與水的繼發(fā)性反響：產(chǎn)生〔氫氟酸〕〔二氧化硫〕〔硫酸〕〔4SF6〔CuW合金及金屬材料反響而生成某些有毒產(chǎn)物。〔5電器設(shè)備內(nèi)的SF6氣體及分解物與絕緣材料反響而生成某些有毒產(chǎn)物。SF6氣體的危害長期以來，由于對(duì)SF6氣體的使用、治理不善、而導(dǎo)致很多有毒的、具有腐蝕性的氣體和固體分解物被排放到大氣中，不但給我們賴以生存的環(huán)境造成了難以挽救的污染和破壞，同時(shí)還危及電器設(shè)備的正常運(yùn)行和人們的身體安康。對(duì)人及動(dòng)物的危害從醫(yī)學(xué)的角度來講，各種分解物氣體及生成物對(duì)人體的影響程度不光取決于其毒性的大小，還與吸入到人體內(nèi)量的大小和每個(gè)人的身體素養(yǎng)有A—B—〔50%為死亡濃度〕；C——15minD—E——為每天8h，一周40h的正常勞動(dòng)時(shí)間，大多數(shù)人在此濃度下工作，均不會(huì)對(duì)安康有不良影響。早在1979SF6氣體的人群進(jìn)展了調(diào)查及動(dòng)物試驗(yàn)。在對(duì)生產(chǎn)和使用SF6氣體的兩家企業(yè)的工人進(jìn)展職業(yè)流行病學(xué)調(diào)查中，對(duì)年齡、性別、勞動(dòng)強(qiáng)度、專業(yè)工齡、是否吸煙等相近的工人，進(jìn)展分組比照、比較，對(duì)工人們的安康狀況未覺察有明顯的損害。但從統(tǒng)計(jì)的病癥發(fā)生率來看，表現(xiàn)出乏力、記憶力差、咽痛、胸悶的人數(shù)較多。在對(duì)動(dòng)物〔雌性大、小鼠〕進(jìn)展分組急性靜式染毒試驗(yàn)、亞急性靜式染毒試驗(yàn)中，分別將白鼠放在不同濃度的SF6氣體或〔與電弧接觸過的〕開斷氣的氣體分組箱里。其結(jié)果是急性靜式染毒試驗(yàn)未覺察特別，而亞急性靜式染毒試驗(yàn)則覺察一只大鼠的肺毛細(xì)血管在電子顯微鏡下有輕度亞微構(gòu)造轉(zhuǎn)變。是否就是由SF6氣體引起的，因試驗(yàn)的動(dòng)物數(shù)量有限，還難以定論。對(duì)環(huán)境的危害近百年來，地球氣候正經(jīng)受一次以全球變暖為主要特征的顯著變化。這種全球性的氣候變暖是由自然的氣候波動(dòng)和人類活動(dòng)所增加的溫室效應(yīng)共同引起的。削減溫室氣體排放、減緩氣候變化是《聯(lián)合國氣候變化公約》和《京都議定書》的主要目標(biāo)，而我國在削減溫室氣體排放方面所面臨的國際壓力越來越大。由于二氧化碳等氣體的這一作用與“溫室”的作用類似，故稱之為“溫室效應(yīng)”，二氧化碳等氣體被稱為“溫室氣體”。目前，覺察人類活動(dòng)排放的溫室氣體有六種，它們是二氧化碳、甲烷、氧化亞氮、氫氟碳合物、全氟化碳、六氟化硫，這當(dāng)中氟化物就有三種。其中CO2對(duì)溫室效應(yīng)影響最大，占60%，而SF6氣體的影響僅占0.1%，但SF6氣體分子對(duì)溫室效應(yīng)具有潛在的危害，這是由于SF6氣體一個(gè)分子對(duì)溫室效應(yīng)的影響為CO2分子的25000倍，同時(shí)，排放在大氣中的SF6氣體壽命特長，約3400年?，F(xiàn)今，每年排放到大氣中的CO2氣體約210億，而每年排放到大氣中的SF6氣體相當(dāng)于1.25億t CO2氣體?，F(xiàn)在全球每年生產(chǎn)的大約8500tSF6力工業(yè)。而在電力工業(yè)中，高壓開關(guān)設(shè)備約占用氣量的80%以上。其中1/10126～252kV的高壓、330～800kV126kV～252kV～550kV的斷路器〔GCB〕SF6封閉組合電器〔GIS〕、充氣柜〔C-GIS〕、SF6氣體絕緣管道母線〔GIL〕中。因此，合理、正確的使用治理SF6氣體，削減排放量已到了非整治不行的地步。SF6氣體的使用現(xiàn)狀及存在的問題工作人員環(huán)境保護(hù)意識(shí)淡薄目前，尚有相當(dāng)一局部人缺乏環(huán)境保護(hù)學(xué)問，對(duì)SF6氣體的理化性能了解不夠，對(duì)其給環(huán)境所造成的危害生疏不深，環(huán)境保護(hù)意識(shí)淡薄。在生產(chǎn)、使用SF6氣體的環(huán)節(jié)中由于使用、治理不當(dāng)所造成的泄露及人為的排放相當(dāng)嚴(yán)峻?；厥赵倮没蚧厥仗幚淼牟缓脧膰鴥?nèi)的SF6氣體回收裝置的生產(chǎn)及需求數(shù)量上來看，每年約70臺(tái)左右。而銷售量最大的還是簡易的抽真空、充氣裝置。究其緣由，一是由于SF615～30萬元人民幣之間，而國外進(jìn)口的價(jià)格更高，使其普及受到限制；二是除電器制造行業(yè)外，該裝置的利用率很低，一般只在設(shè)備安裝或檢修時(shí)使用，閑置時(shí)間長。作為SF6氣體使用量很大的高壓電器制造行業(yè)的電力部門，其SF6氣體回收裝置的使用和治理并不抱負(fù)；尤其一些中、小企業(yè)根本沒有配備SF6氣體35kV以下變電站幾乎沒有S6有的地區(qū)是幾個(gè)變電站共用一臺(tái)。SF6氣體的回收處理更差，廢氣幾乎都是一放了之或經(jīng)過簡潔的過濾吸附而排放到大氣中。由于，目前國內(nèi)還沒有一家生產(chǎn)的SF6氣體回收裝置可對(duì)SF6氣體進(jìn)展再生處理。SF6氣體回收裝置的功能均是對(duì)電器設(shè)備進(jìn)展抽真空，將設(shè)備內(nèi)的SF6氣體回收至氣腔壓力為負(fù)133Pa，同時(shí)將廢氣壓縮到儲(chǔ)氣罐中，儲(chǔ)氣罐的容量最大為500kg。而這些回收的“廢氣”一般用于電器設(shè)備中零部件檢漏，很少有送回生產(chǎn)廠家對(duì)其進(jìn)展再生處理的。治理制度不到位對(duì)SF6SF6產(chǎn)品的裝備。對(duì)長期接觸或短期接觸SF6氣體的人員在勞動(dòng)保護(hù)方面欠考慮且沒納入安全生產(chǎn)的治理程序。預(yù)防措施由于SF6氣體分解產(chǎn)生的這些有毒氣體和粉末對(duì)人及動(dòng)物上呼吸道“溫室效應(yīng)”。因此，為盡量削減危害，將其所帶來的不利影響降到最小程度。我們可實(shí)行以下行之有效的措施加以掌握和防范。削減和掌握SF6氣體中的水分含量對(duì)充以SF6氣體作為絕緣或滅弧的電氣設(shè)備，為削減和掌握其內(nèi)部的水分含量，在產(chǎn)品裝配前，除要將零部件放在相應(yīng)的烘干間內(nèi)進(jìn)展烘干處理外，同時(shí)還要求在其內(nèi)部裝設(shè)吸附劑。常用的吸附劑有活性氧化鋁和分子篩兩種，由于它們的吸附性不同，可將兩種吸附劑混合使用，吸附劑應(yīng)SF6氣體總重量的10%左右。正確的使用吸附劑，不但可吸取SF6氣體中的水分及SF6SF6氣體中的水分含量及分解物的產(chǎn)生與排放。還能提高電器設(shè)備的絕緣性能和開斷性能。GB/T8905-1996規(guī)定了在20℃時(shí)SF6電器設(shè)備水分含量的允許值。加強(qiáng)SF6氣體及分解物的回收和處理以SF6氣體作為絕緣和滅弧的電器設(shè)備，在以下四種狀況下必需對(duì)其內(nèi)SF6氣體及分解物進(jìn)展回收或中和處理。〔1〕在產(chǎn)品開發(fā)時(shí)，做過絕緣試驗(yàn)和開斷試驗(yàn)的試品；〔2〕檢修進(jìn)展過的電器設(shè)備；〔3〕處理發(fā)生故障的電器設(shè)備；〔4〕淘汰、更換掉的電器設(shè)備。在對(duì)SF6①在翻開設(shè)備前，必需先回收氣體，并抽真空；②對(duì)設(shè)備內(nèi)部進(jìn)展徹底通風(fēng)；③工作人員應(yīng)帶放毒面具和橡皮手套；劑和回收裝置，吸附罐中吸附劑，按CB/T8905-1996《六氟化硫電氣設(shè)“由生產(chǎn)分解氣體的設(shè)備中更換下來的”由此我們可按以下方法進(jìn)展處理：〔a〕按20ml/g的比例將吸附劑放入當(dāng)濃度為IN的氫氧化鈉溶液中，攪拌浸泡24h，將吸附劑內(nèi)部可溶于水和可水解、堿解的SF6氣體分解物轉(zhuǎn)移到氫氧化鈉溶液中?！瞓〕0.1N的硫酸進(jìn)展中和，在溶液呈中性時(shí)，方可排放?！瞔對(duì)排放后剩余吸附劑及固體物質(zhì)經(jīng)水洗后可作為一般垃圾處理或深埋掉。提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)水平，降低泄露率在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上承受技術(shù)、工藝，提高制造水平，力爭將年漏氣率由1%降到0.5%以下，主要從如下三點(diǎn)入手?！?〕應(yīng)盡量不用SF6氣體或削減SF6氣體的使用量，通過轉(zhuǎn)變產(chǎn)品構(gòu)造，削減充氣隔室或空間，開發(fā)空氣絕緣、固體絕緣的電器設(shè)備，如環(huán)氧樹脂絕緣的〔干式〕變壓器、電壓互感器、電流互感氣、真空斷路器，空氣斷路器，負(fù)荷開關(guān)；將斷路器的滅弧室充以SF6氣體，絕緣拉桿局部承受空氣絕緣；將罐式斷路器改為瓷柱式等?！?于密封，還可能削減漏氣點(diǎn)?！?SF6氣體的泄露。管的蠕變來供給直動(dòng)所需的行程或轉(zhuǎn)動(dòng)所需的轉(zhuǎn)角。承受其它代替氣體或混合氣體目前，還未覺察一種完全代替純SF6氣體的單一替代氣體，從環(huán)N2N2氣體的絕緣強(qiáng)度與純SF6氣體的絕緣強(qiáng)度等同，須將純N2氣體的壓力提高到純SF6氣體的3-4倍。因此，從安全角度考慮，電器設(shè)備的容器剛度、強(qiáng)度及其使用有待提高。鑒于使用純N2氣體的難以操作性，國內(nèi)外的爭論人員將目標(biāo)轉(zhuǎn)向N2/SF6N2SF6氣體后，覺察可顯著得提高絕緣強(qiáng)度，并接近于純SF6氣體的絕緣性能。關(guān)于使N2/SF6SF6氣體的爭論很多，雖然可削減純SF6GCB〔斷路器和GIS〔封閉組合電器〕中使用的絕緣介質(zhì)，不但要求有絕緣性能，還要求有滅弧性能，而N2/SF6混合氣體要想獲得與原有設(shè)備同等的性能是極其困難的，要想直接使用是不行能的。如西門子公司為解決高寒地區(qū)〔-40℃〕斷路器的使用問題將N2/SF6混合氣體的壓力提高到0.75MPa〔表壓同時(shí)也對(duì)滅弧室進(jìn)展了修改。在GIL〔管道母線〕中 由于除故障時(shí)以外，均無電弧產(chǎn)生，且對(duì)絕緣氣體沒有滅弧要求，使承受N2/SF6混合氣體成為可能性，在這方面法國、德國已做了嘗試。但由于N2/SF6