SF6气体及毒性

1、氢气具有很强的扩散性、良好的导热性能、最小的粘度。具有优异绝缘和灭弧性能的 SF6气体SF6气体具有优异的绝缘和灭弧性能。现在没有一种介质或混合介质有如此良好的性能从而完全取代它.迄今只发现和使用某种混合气体（如*厂一。或SF一空气）可用作绝缘,但用作灭弧还不如纯SF气体. SF6气体已有百年历史，它是法国两位化学家 Moisn和 ebu于 100年合成的，1947年提供商用。当前SF气体主要用于电力工业中。SF6气体用于4种类型的电气设备作为绝缘和或灭弧;SF6断路器及S6负荷开关设备、S6绝缘输电管线、S6变压器及SF6绝缘变电站.从用气量讲，80%用于高中压开关设备。S6气体之所以适用于电力设备,因它主要有如下特性：强负电性,具有优异的灭弧性能；绝缘强度高，在大气压力为空气的3倍；热传导性能好且易复合，特别是当SF。气体由于放电或电弧作用出现离解时；可在小的的气罐内储存，这是因为室温下加高压易液化；供气方便，价格不贵且稳定。S6气体与温室效应 199年全球变暖的京都议定书中，将CO及SF6等6个气体列为温室效应气体。在这6个气体,CO2对温室效应的影响最大，占60以上。每年约排放

2、CO2气体10亿t。而F6气体对温室效应的影响为最小，约占01%.那么为什么要将气体列为温室效应气体呢？主要是SF6气体对温室效应有着巨大的潜在危险.主要原因有二：一是 6分子对温室效应潜在影响大,一个SF6分子对温室效应的影响相当于CO2分子的约2500倍；另一个是S6气体排放在大气中后，它的寿命特长,约为320年。这两条原因说明SF6气体具有很大的潜在危险。F6气体每年世界产量约5000800，其中一半以上用于电力工业，而电力工业中,又0%用于高中压开关及其成套设备。 为了减小SF气体对温室效应的影响，应从三方面着手，首先SF开关设备产品在设计时，尽量减少SF气体的用量，同时要采取严格的密封措施，尽量减少因泄漏而向大气的排放量。对于用户来说，为设备寿命终了时，不能随意将设备内的SF6气体排入大气,应由SF气体制造商回收.F6气体制造商要从用户那里回收用过的SF6气体,对它加以处理，重新使用。这样形成三者为一体的良性循环系统，有助于减少SF6气体的排放量，也就减少了SF6气体对温室效应的影响。SF6气体被列入温室效应气体,也引起国际电工委员会的极大注意.国际电工委员会在它的195年技

3、术报告IEC634（195-04)中就提到.SF6气体对温室效应的影响问题。在高中压开关设备中,高压开关设备的用气量大，而中压 SF开关设备用气量仅为高压设备的10。在高压开关设备中又以GIS用气量最大。因之,IEC要在标准中限制漏气量.如199年IEC S 17C243/N文件正式提出了修订IEC 6057（199)额定电压725k及以上气体绝缘金属封闭开关设备。标准修订草案相对90年版本有许多变化。如其中将SF6气体密封的允许泄漏率从3或1降低为05。这就是说，若相对漏气率1%而言,现修订后要求降低一半,也就是说,对漏气率更加严格。漏气率的降低，意味着F6排气量的减少，这就减少了S6气体对温室效应的影响。气体开关设备现年漏气率为%,年排气量为500，加权它一个分子影响倍数为CO2分子的2000倍，相当于1。5亿tCO2的泄漏量。若SF6年漏气率为 0。5,那就大大减少了SF6气体排放量及对温室效应的影响. 由于各方的努力，特别是电工行业有镁业,F气体的排放量有了明显的减少.在2000年国际大电网会议上传来一个好消息，根据Maxlank研究所对19951998年间S气体排放量的测定,

4、此间S6气体排放量下降了20%。S混合气体 为了减少F气体的用量和排放量，30多年来人们一直寻找可替代S6气体的气体或液体介质。在这方面，国际大电网会议作出了努力.为此，198年，国际大电网会议就气体绝缘输电管线（GIL）问题，组织第21233研究委员会共同讨论。会议讨论认为，ZSF.混合气体用于GL为最佳绝缘介质.在2000年国际大电网会议上又进一步指出，从环境、经济和绝缘观点看，GIL的最佳气体绝缘为N/F6混合气体，其中SF占20组分。与纯F6气体相比，雷电冲击耐受水平相同，而混合气体下的交流耐受电压提高1%。这对GIL的可靠性起到积极作用。 在20年国际大电网会议第15研究委员会（绝缘材料）也讨论到空气一SF6混合气体的使用问题。许多报告指出，用约0/80SF6空气混合气体作为纯绝缘任务是可行的，但对于断路器中的灭弧需要用纯F6气体。 第2/2333研究委员会在共同讨论中也指出，因为GIL中仅要求绝缘性能，故使用N6混合气体占有优势.但在断路器中,用这种混合气体就不经济,因为开断能力会大大下降,它的开断能力与0年前的压缩空气断路器相当。利用2%/80%SF6混合气体，西门子公司

5、已研制出00MW以上的气体绝缘输电管线。SF6气体及分解物的毒性问题纯净的SF6气体一般认为无毒.检验方法是用79的SF与21%的O2混合,即用S取代空气做动物实验,24小时暴漏后无中毒现象.SF在生产过程中会有少量生成物，其中S210认为是有巨毒的，但经过净化处理可以完全消除。纯净的6气体虽然无毒,工作中要防止SF6气体浓度的上升到缺氧的水平，即空气中O的比例不得低于1(20SF6和 64%氮气,16%的氧气)。美国卫生标准建议，对于工作人员每天工作八小时的场所,SF6气体的极限浓度为100010-6VV(0。1）比上面提到的数值（0S6）低过两个数量级以上,是绝对安全的。其它各国标准中也有相应的规定。 F6气体的密度大约是空气的五倍.F6气体如有泄漏必将沉积于低洼处,如电缆沟在浓度过大会出现使人窒息的危险，设计户内通风装置时要考虑到这一情况。另外，SF6气体通过对流能与空气混合,但速度很慢。气体一旦混合后就形成了SF6气体和空气的混合气体,不会再次分离。 问题严重的是，电弧作用下S6气体的分解物如F4,2F2,SOF，SO2F,O4和F等，它们都有强烈的腐蚀性和毒性. (1)4（四

6、氟化硫） 常温下F4为无色的气体，有类似SO2的刺鼻气味,在空气中能与水分生成烟雾,产生S2和HF，SF6气体可用碱液或活性氧化铝(A12O3）吸收。SF6气体对肺有侵害作用，影响呼吸系统,其毒性与光气相当。美国标准中（下同)规定空气中SF6气体的极限浓度为0.10(VV）. （2)SF2(氟化硫） 常温下为无色气体，有毒，有刺鼻气味，通水分能完全水解形成S，S2和HF。S22对呼吸系统有类似光气的破坏作用。空气中的极限浓度为0X-（V). （3）F2(二氟化硫) SF2的化学性能极不稳定，受热后性能更加活泼，易水解成S,SO2和HF。SF气体可用碱液或活性氧化铝吸收。空气中的极限浓度为5X06（V）。 （4）SOF2(氟化亚硫) SOF为无色气体，有臭鸡蛋味，化学性能稳定。它与水分反应缓慢，并能快速地为活性氧化铝或活性炭吸附。SF2为剧毒气体，可造成严重的肺水肿,使动物窒息死亡。空气中的极限浓度为.X106（/V）。 （5) SO2(二氟化硫酸) SO2F2为无色无臭气体，化学性能极为稳定，加热到1时也不会与水和金属反应.SO2F2不易被活性氧化铝吸收，但可被OH和NHOH缓慢吸收。

7、SO2F2是一种能导致痉挛的有毒气体。它的危险性在于无刺鼻性嗅昧且不会对眼鼻粘膜造成刺激作用，故发现中毒后往往会迅速死亡。空气中的极限浓度为5X106(VV）。 （6)SOF(四氟亚硫酰） OF为无色气体，有刺鼻性气味，能被碱液吸收，与水反应会生成S2F2.SO4是有毒气体，对肺部有侵害作用。空气中的极限浓度为5X16(VV）。 （）F（氢氟酸) HF是酸中腐蚀性最强的物质。对皮肤、粘膜有强烈刺激作用,并可引起肺水肿和肺炎等、空气中的极限浓度为18（V)310(/V）o 其它分解物在空气中的极限浓度见表. 考虑到表中大多数有毒分解物如 SF2,SOF2和 W6会转化成毒性较小的 HF,O2和OF2这些气体在很低浓度下就因有味很易被察觉（只有O2F2例外,但它总与有臭鸡蛋味的 SOF4在一起）,加上这些气体能被味觉检测到的浓度又比造成伤害的浓度低两个数量级,所以工作人员能轻易地得到警告，使危险性大为减小.当工作人员接近F6电器设备闻到有刺鼻性的气味时，应立即设法防止吸人气体并迅速离开。 检修F6电器设备不可避免会接触到SF6分解物。另外S6电器设备损坏时，例如SF6绝缘的封闭组合电器由于

8、内部电弧故障使压力释放装置动作或者外壳烧穿时,会有大量SF6气体及其分解物向外排放到大气中。为了保证检修人员的安全以及减少对周围环境造成的影响,应该采取一些必要的预防措施。预防措施有： (1)所有安装有SF6电器设备的场所内应该装置有合适的自然通风或强制通风装置。这些通风装置应能保证在最坏的条件下，例如有大量的SF6气体及其分解物向外排出时,足以使有毒的分解物稀释到可以容许的程度。在安装场所的人口处，工作人员应能方便地启动通风装置。另外，也可利用S6的检测装置对部分通风装置实行自动启动.还要防止SF6气体及其分解物进人其它没有通风装置的房间中。 （2）除对检修人员进行安全知识的培训外,还应给检修人员配备合适的保护衣眼和鞋袜手套，化学型的工业防护眼镜，防毒面具，有活性过滤器的呼吸保护装置等。为安全起见，检修现场还应配备有氧气呼吸装置的急救设备。 (3)利用真空吸尘器尽快清除F电器设备内部存在的分解物。清理后，对残留的分解物可用干燥、不起毛的抹布来清除。清扫过程中已被污染的清扫材料及固态分解物都应放在双层的塑料袋中。未经处理不得任意抛弃，以免造成对环境的污染。 SF6电器设备的应用已近0年，在这段时间内已经积累了大量S6气体方面的知识和经验。只要严格按照国家或制造厂的有关规程进行工作,就能确保SF电器设备安全可靠以及有关人员的人身安全。六氯化硫电器设备中的水分控制 F6气体中的水分必须控制在一定限度内，否则将给F6电器设备的安全运行带来问题。水分造成的危害有两个方面: （1）水分引起的化学反应 常温下S6气体是非常稳定的,温度低于00时一般不会自行分解，但是水分较多时，20以上就有可能产生水解 2F6+H2O2SO2 +2F+2 是氢氟酸，有很强的腐蚀性,又是对生物肌体有强烈腐蚀性的剧毒物。S遇水后生成亚硫酸2O3也有腐蚀性.水分的危害更主要的是在电弧高温作用下SF气体分解过程中水分所起的化学反应。化学反应中最后的生成物（见表）也都是随水分含量的增大而增加。为了限制有毒物质的生成量，必须限制SF气体中的水分含量，SF6气体中的水分含量通常用体积比 06(V/ V)或重量比 06（WW)表示（国际也有用Pm表示的，即parer illion).各电器设备制造厂及使用部门都对S6电器设备中气体的水分含量作出了明确的规定。(2）水分对绝缘性能的影

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