一、關(guān)于SF6氣體及其在電力方面的應(yīng)用 SF6氣體常態(tài)下是一種無色、無味、無毒的不可燃?xì)鈶B(tài)氣體。比重約為空氣的五倍。其惰性與氮氣相似，具有的化學(xué)穩(wěn)定性能，純態(tài)下即使在500゜C也不易分解。由于SF6有較強的電負(fù)性，使SF6氣體具有很高的絕緣強度；同時，SF6的分解時需吸收大量的熱量，能使電弧迅速冷卻下來，而且具有*的分解復(fù)合性，復(fù)合后性能無明顯下降，因此，SF6氣體的滅弧能力相當(dāng)同等條件下空氣的100倍。 正是由于SF6氣體具有的化學(xué)穩(wěn)定性能，具有優(yōu)異的絕緣性能和滅弧能力的電氣性能，是一種理想的絕緣介質(zhì)，所以，在國內(nèi)外電氣設(shè)備中逐步替代了常規(guī)的絕緣油材料。充SF6氣體的電氣設(shè)備以其體積小、噪音低、維護工作量小等特點，得到了廣泛應(yīng)用。 但是，正是由于SF6的穩(wěn)定性，其溫室效應(yīng)還高于CO2，對環(huán)境影響嚴(yán)重，所以不論從經(jīng)濟或環(huán)境上來考慮，SF6氣體的泄露及排放都應(yīng)嚴(yán)格控制。（1992年，在巴西里約熱內(nèi)盧腦會議上通過了自愿排放目標(biāo)；1997年，在日本京都，165個國家通過了強制性排放目標(biāo)。） 二、SF6電氣設(shè)備在我國使用情況及其分解物的狀況 現(xiàn)今，采用SF6作為絕緣介質(zhì)的電氣設(shè)備主要有斷路器、變壓器、電纜、GIS站等。在我國，220V電壓等級的設(shè)備約有一半以上采用SF6氣體絕緣；330V電壓等級的設(shè)備將近99%采用SF6氣體絕緣；550V電壓等級的設(shè)備及GIS全部采用SF6氣體絕緣；在110KV及以上新建輸變電設(shè)備與城網(wǎng)改造中，SF6設(shè)備成為；因此，及時測定SF6純度、濕度、泄露，分析SF6氣體分解物的含量并作出故障判斷與對故障部位的查找日益顯得重要。 工作中SF6氣體成分主要由SF6生產(chǎn)過程中混入的氣體雜質(zhì)及SF6在電氣設(shè)備經(jīng)電暈、火花和放電分解產(chǎn)生的各種有毒、腐蝕性氣體與固體分解產(chǎn)物。因此，工作中SF6氣體大致包含以下成分：空氣（O2，N2）、水氣（H2O）、礦物油、氟化亞硫酰（SOF2）、氟化硫酰（SO2F2）、四氟化硫（SF4）、四氟化硫酰（SOF4）、二氧化硫（SO2）、十氟化二硫（S2F10）、一氧十氟化二硫（S2F10O）、氟化氫（HF）、二硫化碳（CS2）、氟化銅（CuF2）、二氟二甲基硅[Si（CH3）2F2]及三氧化鋁（AlF3）等。詳細(xì)請參看下面國標(biāo)“DL/T 639-1997”附錄A和B。 工作場所中SF6氣體及具毒性分解物的容許含量 毒性氣體及固體名稱 | 容許含量(TLV—TWA) | 六氟化硫 | SF6 | 1000μL/L | 四氟化硫 | SF4 | 0.1μL/L | 四氟化硫酰 | SOF4 | 2.5mg/m3 | 氟化亞硫酰 | SOF2 | 2.5mg/m3 | 二氧化硫 | SO2 | 2μL/L | 氟化硫酰 | SO2F2 | 5μL/L | 十氟化二硫 | S2F10 | 0.025μL/L | 十氟化二硫—氧 | S2F10O | 0.5μL/L | 四氟化硅 | SiF4 | 2.5mg/m3 | 氟化氫 | HF | 3μL/L | 二硫化碳 | CS2 | 10μL/L | 三氟化鋁 | AlF3 | 2.5mg/m3 | 氟化銅 | CuF2 | 2.5mg/m3 | 二氟化二甲基硅 | Si(CH3)2F2 | 1 mg/m3 | 注：表中TLV—TWA為物質(zhì)加權(quán)濃度，選用美國ACGIH(1978年)和NIOSH(1982年)公布的值 | SF6氣體質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 指標(biāo)名稱 | IEC標(biāo)準(zhǔn) | 國家標(biāo)準(zhǔn) | 空氣(氧、氮) | ≤0.05％(質(zhì)量分?jǐn)?shù)) | ≤0.05％(質(zhì)量分?jǐn)?shù)) | 四氟化碳 | ≤0.05％(質(zhì)量分?jǐn)?shù)) | ≤0.05％(質(zhì)量分?jǐn)?shù)) | 濕度 | ≤15μg/g | ≤8μg/g | 游離酸(用HF表示) | ≤0.3μg/g | ≤0.3μg/g | 可水解氟化物(用HF表示) | ≤1.0μg/g | ≤1.0μg/g | 礦物油 | ≤10μg/g | ≤10μg/g | 六氟化硫 | ≥99.80％(質(zhì)量分?jǐn)?shù)) | ≥99.80％(質(zhì)量分?jǐn)?shù)) | 生物毒性實驗 | 無毒 | 無毒 | 工作中的SF6氣體當(dāng)溫度超過500゜C后，才會開始分解。對于正常運行的SF6電氣設(shè)備，其非電弧室中一般沒有分解產(chǎn)物，即使在有電弧的斷路器室、也因其分合速度快，又有良好的滅弧功能，再加上SF6的高復(fù)合性（復(fù)合率達(dá)99.8%以上），所以，不會有明顯的分解產(chǎn)物；對于故障的SF6電氣設(shè)備，則會因故障區(qū)域的高電弧放電及高溫產(chǎn)生大量的分解物，因此SF6分解物含量的測量對于預(yù)防可能產(chǎn)生的SF6故障及快速判斷SF6故障部位有很大的幫助。 三、SF6電氣設(shè)備內(nèi)部可能故障狀態(tài)分析及相應(yīng)分解物狀況 電氣設(shè)備內(nèi)部故障可分為局部放電和過熱兩大類，其中，局部放電又可細(xì)分為懸浮電位放電、電暈放電、火花放電和電弧放電。故障區(qū)域內(nèi)的SF6氣體與固體絕緣材料分解產(chǎn)生氟化物和硫化物，因而，SF6電氣設(shè)備內(nèi)部故障狀態(tài)大致有以下幾種情況： 一）、懸浮電位放電 金屬對金屬的電位放電。故障主要表現(xiàn)為因動觸頭與拉桿間的接觸不良和CT電容屏頂部固定螺絲松動而引起金屬間懸浮電位放電。此類放電性故障一般能量不大，通常只會使SF6氣體分解；分解物主要有二氧化硫（SO2）、氟化氫（HF）及金屬氟化物等，同時可能會有少量的硫化氫（H2S）產(chǎn)生。 二）、導(dǎo)電桿接觸不良 因?qū)щ姉U連接接觸不良，導(dǎo)致故障點溫度過高。當(dāng)超過500゜C后，SF6開始分解；達(dá)到600゜C時，鋁合金導(dǎo)電桿開始熔化，支撐固體絕緣材料分解。此類故障主要分解物有二氧化硫（SO2）、氟化氫（HF）、氟化硫酰和硫化氫（H2S）等。 三）、導(dǎo)電金屬對地放電 此類故障一般能量較大，主要表現(xiàn)為絕緣缺陷導(dǎo)致對地放電及氣體中導(dǎo)電顆粒雜質(zhì)引起對地放電。故障區(qū)域內(nèi)的SF6氣體和固體絕緣材料分解，產(chǎn)生大量的二氧化硫（SO2）、氟化氫（HF）、氟化亞硫酰(SOF2)、金屬氟化物和硫化氫（H2S）等。 研究表明，電弧和電火花放電所產(chǎn)生的SF6氣體分解物中含有大量的SOF2而其它分解物很少，SOF2產(chǎn)生量的多少率直接取決于影響SF6的電弧能量的大?。粌?nèi)部故障時，還產(chǎn)生少量的四氟化硫（SF4）與四氟化硫酰（SOF4）等分解物，但在氧（O2）和水氣（H2O）雜質(zhì)影響下，此類分解物會再次反應(yīng)，最后生成較穩(wěn)定的二氧化硫（SO2）、氟化氫（HF）。參看以下方程式： 2SF4+O2→2SOF4 SF4+H2O→SOF2+2HF 2SOF4+H2O→3SOF2+2HF SOF2+H2O→SO2+2HF 因此，實際上四氟化硫（SF4）、四氟化硫酰（SOF4）與氟化亞硫酰（SOF2）等分解物的含量一般來說都是比較少的。 總結(jié)以上分析，SF6電氣設(shè)備故障時產(chǎn)生的分解物主要還是二氧化硫（SO2）、氟化氫（HF）和硫化氫（H2S）（因此一般對故障設(shè)備解體時有可能會嗅到臭雞蛋的味道）；故障時，分解的產(chǎn)物具有一定的特點和規(guī)律。所以，我們可以通過對分解物的主要成分的含量分析來預(yù)期檢出內(nèi)部故障和快速判斷內(nèi)部故障的位置。 四、關(guān)于SF6分解物在電氣設(shè)備內(nèi)部故障方面的應(yīng)用及未來發(fā)展展望 上面的分析中知道，內(nèi)部故障分解物的主要成分為二氧化硫（SO2）、氟化氫（HF）和硫化氫（H2S）。 因而，我們可以選定一種或二種成分進(jìn)行含量測試，這樣不僅檢測方便，而且*可能快速準(zhǔn)確的判斷設(shè)備內(nèi)部缺陷。建議以二氧化硫（SO2）和氟化氫（HF）或二氧化硫（SO2）與硫化氫（H2S）為檢測對象；二氧化硫（SO2）為主測對象，氟化氫（HF）或硫化氫（H2S）為輔測對象（從收集到的資料及根據(jù)各省中試院關(guān)于這方面的分析、實測來看，實際上，在微水雜質(zhì)的影響下，由于氟化氫（HF）的強酸腐蝕性，會與內(nèi)部金屬發(fā)生再反應(yīng)，通常故障后檢測到的氟化氫（HF）含量都較小或有可能檢測不到，短時間內(nèi)現(xiàn)場測量效果可能好些；另外，硫化氫（H2S）一般只有當(dāng)設(shè)備內(nèi)部故障且能量相當(dāng)時才會少量分解產(chǎn)生，有時亦難以檢測；因此推薦以二氧化硫（SO2）為主測對象。 | 
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