SF6氣體的安全回收與控制

趙康

【摘要】SF6氣體因其化學(xué)穩(wěn)定性和優(yōu)異的絕緣滅弧性能，被廣泛應(yīng)用于高壓斷路器、GIS設(shè)備等電氣開關(guān)設(shè)備當(dāng)中。純凈的SF6氣體無色、無嗅、基本無毒，但是一旦純度不夠混入有毒雜質(zhì)，或是在大功率電弧、火花放電和電暈放電作用下，SF6氣體能分解和游離出多種有毒物質(zhì)。伴隨著城市建設(shè)進(jìn)程的不斷加快，配套的電力設(shè)施、設(shè)備規(guī)模和容量與日俱增，特別是GIS電氣設(shè)備憑借其自身占地面積小、運(yùn)行可靠性高、安裝迅速、維護(hù)工作量小等特點(diǎn)在新建變電站得到了廣泛應(yīng)用，都在一定程度上導(dǎo)致了SF6氣體使用量的增加。如果SF6在使用過程中控制不當(dāng)或是在回收氣體時(shí)出現(xiàn)紕漏，不僅污染化境，也會給電器設(shè)備的正常運(yùn)行和員工的身體健康帶來不利影響，本文就如何安全開展SF6氣體的回收與控制，提出了一些建議。

【關(guān)鍵詞】SF6氣體回收環(huán)境保護(hù)

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1.引言

SF6氣體化學(xué)性質(zhì)十分穩(wěn)定，它與電氣設(shè)備中常用的金屬及其它有機(jī)材料不會發(fā)生化學(xué)作用，兼且自身具有優(yōu)良的絕緣特性，因此SF6氣體迄今已被廣泛地應(yīng)用于電力設(shè)備（如高壓斷路器等）當(dāng)中。需要注意的是，經(jīng)過電弧作用或是混入雜質(zhì)的SF6氣體會生成有毒物質(zhì)，會對人身和環(huán)境造成損害。隨著社會經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步和電力工業(yè)的不斷發(fā)展，SF6氣體使用量明顯增加，正確的使用和管理SF6氣體，保護(hù)環(huán)境健康和人身安全成為了不容忽視的問題。

2.SF6氣體的特點(diǎn)。

SF6氣體是一種化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定的氣體，純凈的SF6氣體無色、無嗅、基本無毒，在空氣中不燃燒，不助燃，是一種不可燃的鹵素化合物。

SF6氣體的使用通常是在溫度為-40℃≤t≤80℃、壓力為P<0.8MPa的環(huán)境條件下。在這個(gè)溫度和壓力范圍內(nèi)SF6主要以氣態(tài)形式存在。純凈的SF6雖然不會對人體造成危害，與電氣設(shè)備中常用的金屬及其他有機(jī)材料也不會發(fā)生化學(xué)作用，但是在大功率電弧、火花放電和電暈放電等高溫作用下，SF6氣體能分解和游離出多種有毒物質(zhì)，主要包括SF4和SF2，以及少量的S2、F2、S、F等等。如果在SF6氣體使用過程中對SF6氣體保管不當(dāng)造成泄漏，會給環(huán)境和人身造成巨大的傷害。

同時(shí)，SF6氣體又是公認(rèn)的溫室氣體之一，減少溫室氣體排放是全世界共同遵守的不容置疑的環(huán)保目標(biāo)。

3.SF6氣體使用中毒性的來源

一是SF6氣體不純，在SF6氣體出廠時(shí)就含有高毒性的低氟化硫、氟化氫等有毒氣體；

二是電氣設(shè)備內(nèi)的SF6氣體在與高溫電弧發(fā)生作用時(shí)產(chǎn)生某些有毒產(chǎn)物；

三是電氣設(shè)備內(nèi)的SF6氣體分解物與其內(nèi)的水分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而生成某些有毒產(chǎn)物；

四是電氣設(shè)備內(nèi)的SF6氣體及分解物與電極(Cu-W合金)及金屬材料(Al、Cu)反應(yīng)而生成某些有毒產(chǎn)物；

五是電氣設(shè)備內(nèi)的SF6氣體及分解物與絕緣材料反應(yīng)而生成某些有毒產(chǎn)物。

4.SF6氣體使用與回收過程中存在的問題

目前看來，在國內(nèi)除有限幾個(gè)規(guī)模較大的電氣設(shè)備供應(yīng)商具有完備的SF6回收控制流程外，大多數(shù)電氣設(shè)備廠商對SF6氣體回收裝置的使用和管理并不理想，尤其一些中、小企業(yè)根本沒有配備SF6氣體回收裝置，SF6氣體的回收處理更差，廢氣幾乎都是一放了之或經(jīng)過簡單的過濾吸附而排放到大氣中。

即便進(jìn)行SF6氣體回收，回收裝置的功能均是對電器設(shè)備進(jìn)行抽真空，將設(shè)備內(nèi)的SF6氣體回收至氣腔，同時(shí)將廢氣壓縮到儲氣罐中。但是這些回收的“廢氣”一般會被用于電器設(shè)備中零部件檢漏，很少有送回生產(chǎn)廠家對其進(jìn)行再生處理。

長期以來，由于對SF6氣體的使用、管理不善、而導(dǎo)致許多有毒的、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)還危及電氣設(shè)備的正常運(yùn)行和人們的身體健康。

據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，在對生產(chǎn)和使用SF6氣體的多家企業(yè)的工人流行病學(xué)調(diào)查中，對年齡、性別、勞動強(qiáng)度、專業(yè)工齡、是否吸煙等相近的工人，進(jìn)行分組對照、比較，發(fā)現(xiàn)對工人們的健康狀況未發(fā)現(xiàn)有明顯的損害。但從統(tǒng)計(jì)的癥狀發(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。

5.SF6氣體安全回收與控制措施

SF6氣體安全回收與控制是電力安全生產(chǎn)過程中的一個(gè)重要課題。筆者認(rèn)為，只有通過加強(qiáng)管理手段，對不可控的人為因素加以制約，并嚴(yán)格規(guī)范SF6回收控制流程，才能有效避免SF6氣體泄漏造成的環(huán)境破壞和人身傷害。概括來說，具體可以包括以下五個(gè)方面：

5.1有效加強(qiáng)制度管理

健全完善在SF6氣體的使用和管理方面的規(guī)章制度，強(qiáng)化制度的落實(shí)，加強(qiáng)對SF6氣體應(yīng)用部位的通風(fēng)和濃度監(jiān)控，同時(shí)配套安裝報(bào)警裝置，健全SF6氣體使用場所及人員的防護(hù)措施，加強(qiáng)監(jiān)督管理，嚴(yán)格控制空氣中SF6氣體及其毒性分解產(chǎn)物的允許含量，減少和控制SF6氣體中的水分含量；以嚴(yán)格的制度執(zhí)行促進(jìn)管理的完善；

5.2.不斷強(qiáng)化人員培訓(xùn)

目前，SF6氣體使用接觸人員，氣體回收操作人員中有相當(dāng)一部分人缺乏環(huán)境保護(hù)知識，對SF6氣體的理化性能了解不夠，對其給環(huán)境所造成的危害認(rèn)識不深，環(huán)境保護(hù)意識淡薄，這些人員是保證SF6氣體安全回收控制的關(guān)鍵人群。我們必須抓住這一主要因素，常態(tài)化開展對SF6氣體使用接觸人員，氣體回收操作人員的安全與技能培訓(xùn)，培養(yǎng)此類人員的環(huán)境保護(hù)意識和基本防護(hù)技能。

5.3加強(qiáng)對廠家設(shè)備安裝調(diào)試人員的監(jiān)督

由于廠家技術(shù)條件限制，對工作人員培訓(xùn)不夠，或是設(shè)備安裝調(diào)試人員素質(zhì)和意識不高，在生產(chǎn)、使用SF6氣體的環(huán)節(jié)中由于使用、管理不當(dāng)所造成的泄露及人為的排放相當(dāng)嚴(yán)重。因此，作為電力設(shè)備使用主體的電力行業(yè)，應(yīng)加強(qiáng)對廠家設(shè)備安裝調(diào)試人員的有效監(jiān)督，并將其表現(xiàn)評價(jià)作為電力設(shè)備供應(yīng)商硬性投標(biāo)準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)，以高門檻促進(jìn)供應(yīng)商的環(huán)保意識。

5.4從技術(shù)層面提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)水平，降低氣體泄露率

一是可通過改變產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，減少充氣隔室或空間，開發(fā)空氣絕緣、固體絕緣的電器設(shè)備；二是在保證產(chǎn)品電氣性能的前提下，盡量降低充氣壓力以減少泄漏風(fēng)險(xiǎn)；三是可以采用新材料、新工藝、在產(chǎn)品的密封結(jié)構(gòu)及材料上下功夫。

5.5明確工作流程，對SF6氣體及分解物進(jìn)行安全回收

對于包括“進(jìn)行過檢修的電器設(shè)備，處理發(fā)生故障的電器設(shè)備以及淘汰的電器設(shè)備”在內(nèi)的涉及到SF6使用的幾種電氣設(shè)備，應(yīng)不容折扣的進(jìn)行氣體回收處理，并且嚴(yán)格按照工作流程和步驟進(jìn)行回收操作，確保過程安全：一是在打開設(shè)備前，必須先回收氣體，并抽真空；二是對設(shè)備內(nèi)部進(jìn)行徹底通風(fēng)；三工作人員應(yīng)戴放毒面具和橡皮手套；最后是將金屬氟化物粉塵集中起來，裝入塑料袋并深埋。

6.結(jié)語

在當(dāng)前的科技條件下，還沒有找到更好的SF6替代品以用于電氣設(shè)備絕緣和滅弧的應(yīng)用。因此，從減少SF6使用量的角度防治污染尚未可行。要想科學(xué)的對SF6氣體進(jìn)行安全回收與控制，須不折不扣的執(zhí)行上述控制措施，才能有效保護(hù)環(huán)境不受損害，保護(hù)人身安全不會受到威脅。

【參考文獻(xiàn)】高壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備中六氟化硫的使用和處理（GB/T28537-2012）