變電所常見的廢棄物危害及其預防處理＊

王 玨，楊海威

（1.華北電力大學 電氣與電子工程學院，北京102206；2.湖州電力局，浙江 湖州313000）

電力系統(tǒng)在設(shè)備選型和使用上一直堅持環(huán)保理念，20世紀80年代至90年代初，我國對含PCBs的電力設(shè)備進行了淘汰，并對部分廢棄的PCBs變壓器／電力電容器進行了無害化處理，后又開展了開關(guān)的無油化改造.但隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，社會用電量需求的增加和用電可靠性的提高，電網(wǎng)規(guī)模不斷擴大，需要新建越來越多的變電所，同時部分變電所的設(shè)備已經(jīng)接近服役年限，需要進行改造或更換，因此在設(shè)備的運行和維護過程中均不可避免的產(chǎn)生各式各樣的廢棄物.

1 變電所常見的廢棄物分類

1.1 按建造和運行的時間分

（1）新建、擴建工程中產(chǎn)生的廢棄物：土方、建筑垃圾、裝修垃圾、各種電氣設(shè)備的包裝材料、生活污水、施工過程中剩余的電纜皮、電焊條頭等.

（2）變電所運行過程中產(chǎn)生的廢棄物：生活垃圾、生活污水、各種報廢的電氣設(shè)備、滲漏油等.（3）變電所退役后產(chǎn)生的廢棄物：退役報廢電氣設(shè)備、各式廢舊生活垃圾等.

1.2 按形態(tài)分

（1）固態(tài)：土方、建筑垃圾、生活垃圾、報廢的電氣設(shè)備等.

（2）液態(tài)：生活污水、各類充油設(shè)備的廢油.

（3）氣體：SF6氣體.

2 變電所常見的廢棄物及其危害

2.1SF6氣體及其危害

SF6在常溫常壓下是一種無色、無臭、無毒、不燃、無腐蝕性的氣體，氣體密度6.16kg／m3（一個標準大氣壓下，20℃），其化學穩(wěn)定性強，500～600℃ 不分解，和酸、堿、鹽、氨、水等均不發(fā)生反應，在電弧作用下（幾千度）分解為S和F的原子氣，但電弧一旦解除，便在10﹣5－10﹣6s內(nèi)復合成SF6.SF6具有良好的電氣絕緣性能及優(yōu)異的滅弧性能，其耐電強度為同一壓力下氮氣的2.5倍，擊穿電壓是空氣的2.5倍，滅弧能力是空氣的100倍.因其良好的化學穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性、優(yōu)異的絕緣性能和滅弧性能，SF6氣體被廣泛應用于高壓斷路器中［1］.隨著國內(nèi)電氣設(shè)備制造工藝的進步，沿海城市的土地資源越來越稀缺，GIS設(shè)備因節(jié)省占地和空間，運行安全可靠，電氣性能良好，檢修周期長，維護方便等優(yōu)點，得到了廣泛的應用.

2.1.1 SF6氣體的窒息作用

SF6氣體密度是空氣的5.1倍.如果SF6電氣設(shè)備在生產(chǎn)運行中一旦發(fā)生泄漏，SF6氣體將在電纜層（隧道）等低洼處沉積，將該空間空氣中的氧氣排出，人員在此環(huán)境中工作將會面臨窒息的危險.

2.1.2 SF6氣體的溫室效應

SF6氣體是目前發(fā)現(xiàn)的六種溫室氣體之一.目前，發(fā)現(xiàn)人類活動排放的溫室氣體有六種：氫氟碳合物、全氟化碳、六氟化硫、二氧化碳、甲烷、氧化亞氮.其中氟化物就有三種.CO2對溫室效應影響最大，占總量的60%，而SF6氣體的影響僅占0.1%.但是由于SF6氣體一個分子對溫室效應的影響為CO2分子的2.39萬倍，同時排放在大氣中的SF6氣體壽命極長，約3400年，因此SF6氣體分子對溫室效應有很大的潛在危害性.

2.1.3 SF6氣體分解物對人體的危害

SF6氣體在生產(chǎn)制造過程中純度不高，運輸過程中會有雜質(zhì)侵入，而且在電氣設(shè)備運行過程中均會產(chǎn)生SF6氣體分解物.

國內(nèi)職業(yè)病防治研究機構(gòu)曾對長期從事或接觸SF6氣體的人群進行了職業(yè)流行病學調(diào)查.調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該類人群的健康情況未發(fā)現(xiàn)有明顯的損害.但從癥狀的統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，該類人群多數(shù)表現(xiàn)為乏力、記憶力差、咽痛、胸悶.從醫(yī)學角度講，各種SF6氣體分解物對人體的危害程度不僅取決于其毒性的大小，還與分解物的濃度、人體吸入量、接觸時間、個人的體質(zhì)等有關(guān).

HF對皮膚、粘膜有強刺激作用，并可引起肺水腫，而且溶于眼球的液體中會對人的視力造成持久的性破壞等.SO2為強刺激性氣體，損害人體的粘膜及呼吸系統(tǒng)，可被吸收進入血液，對全身產(chǎn)生毒副作用，破壞酶的活力，對肺產(chǎn)生刺激作用［2］.SOF4有刺激性氣味，對肺部有侵害作用；SF4毒性與光氣并列，對肺部有侵害作用，影響呼吸系統(tǒng).S2F2是一種有毒的刺激性氣體，對呼吸系統(tǒng)破壞作用較大.

2.2 建筑垃圾

變電所常見的建筑垃圾主要產(chǎn)生于新建或擴建、改造的過程中，主要有以下幾種：建筑渣土、裝修垃圾、磚瓦、混凝土、金屬、木材、塑料、施工過程中剩余的電纜皮、電焊條頭等.若這些建筑垃圾未經(jīng)分類，未經(jīng)環(huán)保處理，隨意進行掩埋或者焚燒，則會引起土壤、水資源和大氣的污染，從而導致附近人口的生存環(huán)境及健康持續(xù)性惡化，也是社會資源的浪費.

2.3 絕緣油

絕緣油常用于變壓器、油浸式電壓互感器和電流互感器及少油開關(guān)中.充油設(shè)備長期運行、過負荷、流過故障電流等會使絕緣油老化，從而影響設(shè)備的可靠運行和使用壽命，若發(fā)生絕緣油大量泄漏，會對周圍水體（居民生活用水、養(yǎng)殖、澆灌）、農(nóng)田等環(huán)境造成污染.

2.4 電容器

電容器的液體介質(zhì)有烷基苯、二芳基乙烷、芐基甲苯、苯基乙苯基乙烷或者其它液體介質(zhì)，基本無毒或者毒性甚微，對人體無害，但是有一定的氣味，排入水域后對環(huán)境有一定的影響.

2.5 免維護蓄電池

免維護蓄電池因其高性能、長壽命、無污染、可靠性高、電解液的消耗量非常小，以及在使用壽命內(nèi)基本不需要補充蒸餾水、體積小等優(yōu)點被廣泛應用于電力系統(tǒng)中.

免維護鉛酸蓄電池主要由極板、隔板、電池槽、電解液組成.極板是由鉛合金板柵與鉛粉及其氧化物組成.電解液由硫酸及懸浮的含鉛化合物組成.鉛酸電池已被列入國家危險廢物目錄.如果廢舊電池未及時進行回收和無害化處理，廢鉛酸蓄電池所分解出的重金屬鉛和毒廢液進入水體，則會引起水體污染，會對生態(tài)環(huán)境和人體健康造成很大的威脅.

3 變電所常見的預防和處理方法

隨著科學技術(shù)的進步，各種先進的在線監(jiān)測技術(shù)不斷在電力系統(tǒng)中的使用，給運行的電氣設(shè)備提供了實時健康的參數(shù).通過實時掌握設(shè)備的健康狀況，開展設(shè)備狀態(tài)評估，推廣實施設(shè)備狀態(tài)檢修，及時消除設(shè)備隱患和缺陷，及時更換亞健康設(shè)備和零件，能提高電氣設(shè)備的使用壽命.

3.1SF6氣體設(shè)備

3.1.1 SF6氣體設(shè)備的運行和維護

日常運行中，對于SF6的斷路器和GIS設(shè)備，按照月度工作計劃定期檢查并抄錄SF6氣體壓力，發(fā)現(xiàn)異常要及時上報處理.

對于室內(nèi)布置的SF6斷路器，配電裝置室必須裝設(shè)強力通風裝置，風口設(shè)置在室內(nèi)底部，通風裝置電源開關(guān)設(shè)置在配電裝置室外.運行人員在進入SF6配電裝置室前，必須先通風15min，并用便攜式檢漏儀測量SF6氣體含量.盡量避免單人進入SF6配電裝置室進行巡視，嚴禁單人進入從事檢修工作.

對于使用GIS組合電器的室內(nèi)布置的配電裝置室，在SF6配電裝置室低位區(qū)安裝能報警的氧量儀和SF6氣體泄漏警報儀，空氣中SF6氣體濃度極限值不大于1000μL／L（6g／m3）或者空氣中氧含量應大于18%.同時與排風扇設(shè)置聯(lián)動，當裝置告警時自動啟動排風功能，并在配電裝置室門口設(shè)置語言提示，以確保運行和檢修人員的人生安全.

檢查SF6配電裝置室通風裝置是否完好，氧量儀和SF6氣體泄漏警報儀是否工作正常，列入月工作計劃，發(fā)現(xiàn)故障及時維修.定期將便攜式檢漏儀送檢試驗.

新設(shè)備投運前，檢驗設(shè)備氣室內(nèi)SF6氣體水份和空氣含量，并要求廠家提供相應的檢驗合格報告，與設(shè)備清單同時移交.設(shè)備投運后每三個月檢查一次SF6氣體含水量，直至穩(wěn)定后，每年檢測一次含水量.SF6氣體有明顯變化時，立即上報處理.

3.1.2 SF6氣體設(shè)備的檢修和回收

SF6氣體設(shè)備檢修時，嚴格執(zhí)行《六氟化硫電氣設(shè)備運行、試驗及檢修人員安全防護細則》（DL／T639－1997），設(shè)備解體檢修前，必須先對SF6氣體進行檢驗.根據(jù)有毒氣體的含量，采取安全防護措施.

檢修人員必須身著防護服并根據(jù)需要配戴防毒面具.打開設(shè)備封蓋后，檢修人員應暫離現(xiàn)場30min，并開啟通風系統(tǒng).檢修人員必須戴防毒面具和防護手套方可取SF6開關(guān)內(nèi)的吸附劑和金屬粉塵.清理出來的吸附劑、金屬粉末等廢物必須放入20%氫氧化鈉水溶液中浸泡，進行無害化處理12小時，并分類集中深埋.檢修工作結(jié)束后，檢修人員應洗澡，并清洗使用過的工器具、防護用具.

設(shè)備故障或報廢后，嚴禁將設(shè)備解體把廢氣排放到大氣中；必須采用裝置對廢氣進行現(xiàn)場或者集中回收.多個省公司已設(shè)置SF6氣體處理中心，均可實現(xiàn)廢氣的集中處理和再生利用.

3.2 建筑垃圾

3.2.1 建筑垃圾的堆放及分類

在變電所新建或者擴建、改造工程現(xiàn)場，分門別類的設(shè)置建筑垃圾堆放點，土建和電氣安裝工作結(jié)束要進行現(xiàn)場清理，完成垃圾歸集分類.對于部分重污染垃圾，盡量堆放在室內(nèi)，嚴禁堆放在室外露天，并長期不處理，導致雨水沖刷后污染水體.

3.2.2 建筑垃圾處理

土方或者磚瓦、混凝土等惰性物質(zhì)按設(shè)計要求，部分在完成電氣安裝或者土建施工后進行回填，多余部分送入市政垃圾處理中心，統(tǒng)一處理集中填埋.對于生活垃圾以及塑料等，送入市政垃圾處理回收中心，集中進行焚燒發(fā)電或者再生利用等無害化處理.對于金屬、木材、紙張等可再生垃圾，集中回收.做好施工現(xiàn)場垃圾分類和回收的宣傳工作，嚴禁垃圾未經(jīng)分類隨意堆放，或未經(jīng)無害化處理隨意焚燒、丟棄.

3.3 絕緣油

加強設(shè)備巡視，建立設(shè)備缺陷臺賬，對滲漏油設(shè)備要做好跟蹤巡視，及時安排好消缺工作.根據(jù)季節(jié)性特點，做好氣溫突變季節(jié)的充油設(shè)備特巡.

定期對充油設(shè)備取油樣進行化驗，及時發(fā)現(xiàn)絕緣油的老化和異常.

變電站修建事故集油系統(tǒng)，發(fā)生故障及時將溢出的變壓器油貯存，防止變壓器油進入附近水體.

新安裝的110kV及以上變壓器，有載調(diào)壓分接開關(guān)調(diào)檔次數(shù)頻繁，調(diào)檔過程中易發(fā)生絕緣油老化，要安裝分接開關(guān)在線凈油裝置，在調(diào)檔后和每天定期對分接開關(guān)內(nèi)絕緣油進行過濾，提高絕緣油的使用壽命.

220kV以上電壓等級的主變，要安裝油色譜在線檢測系統(tǒng)，以測量油中溶解的氫氣、一氧化碳、甲烷、乙烷、乙炔等多種氣體，以提高絕緣油和主變的使用壽命.

3.4 電容器

日常運行中電容器的運行電壓不得超過額定電壓1.1倍，運行電流不得超過1.3倍，三相不平衡電流不得超過相電流的5%.電容器外殼溫度最高不得超過55℃.

加強對電容器的巡視，檢查保護熔絲是否完好，防止電容器無故障損壞，發(fā)現(xiàn)鼓肚、銹蝕、噴油、滲漏油要及時更換，更換下的廢舊電容器嚴禁隨意丟棄，要返廠修理或者集中進行焚燒.

3.5 免維護蓄電池

改善蓄電池運行環(huán)境，在蓄電池室安裝防爆空調(diào).盡量控制 蓄電池室溫度在5℃～45℃之間.蓄電池室要單獨布置，做到遠離熱源、震源，玻璃窗要做好防陽光直射的措施.

嚴格控制浮充電壓，在環(huán)境溫度為25℃時，電池的浮充電壓控制在各個單體電池平均電壓2.23～2.28V的范圍.若是環(huán)境溫度高于25℃時，其浮充電壓應相應提高.降低或提高的幅度為：每變化1℃每個單體電池增減0.003V［4］.

蓄電池組投運后，每月對蓄電池端電壓進行實測，并做好記錄.

投運后的蓄電池組，每2～3年進行一次核對性放電試驗.運行6年以上的蓄電池組，每年進行一次核對性放電試驗.對蓄電池組進行活化，以提高使用壽命.

在日常巡視、端電壓實測或核對性充放電工作中，如發(fā)現(xiàn)個別電池電壓低于最低電壓，應將其解除放電.必要時，應單獨對其進行過充電處理直至恢復容量.如發(fā)現(xiàn)蓄電池鼓肚、裂紋時，應及時更換；如發(fā)現(xiàn)電池組有落后電池，而無法恢復容量時也應進行更換.廢舊蓄電池必須進行集中回收，統(tǒng)一送專業(yè)廠家進行處理.

4 結(jié)語

本文探討了變電所常見廢棄物及其對人與環(huán)境的危害，介紹了變電站的預防措施和處理方法.隨著社會的進步，人們環(huán)保意識的不斷提高，對變電所的要求也越來越高.唯有不斷應用新的科學檢測手段，不斷提高變電所的運行維護水平，推進設(shè)備狀態(tài)評估，推廣設(shè)備狀態(tài)檢修，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備安全隱患，切實提高設(shè)備的使用壽命，加強工作人員的環(huán)保意識培訓，并對變電所廢棄物進行科學的回收和無害化處理，方可實現(xiàn)變電所、人、環(huán)境的和諧發(fā)展.

［1］王景儒.我國六氟化硫發(fā)展近況［J］.低溫與特氣，1993（1）：4～8.

［2］郭傳文.淺談六氟化硫中毒的防護及治療［J］.中級醫(yī)刊，1997，32（12）：48～49.

［3］王繼宗.與六氟化硫電弧分解生產(chǎn)物有關(guān)的若干問題［J］.絕緣材料通訊，1979，8（4）：9～55.

［4］劉偉洲.閥控鉛酸蓄電池在變電站的運行和維護［J］.機械與電子，2007（3）：65～66.