近年來,由于對氣候的影響日益明顯,應(yīng)對溫室效應(yīng)也受到了國際社會的更多關(guān)注。作為最重要的溫室氣體之一,六氟化硫主要用于電氣設(shè)備、金屬冶煉、電子制造和大氣溯源。作為六氟化硫的主要消費(fèi)行業(yè),為了通過研究和技術(shù)改進(jìn)滿足國際環(huán)保要求,基本停止了六氟化硫氣體在電子制造業(yè)和大氣追溯中的使用。在金屬熔煉方面,混合氣體的使用也大大減少了六氟化硫的消耗,并且仍在改進(jìn)中。作為消耗量最大的電氣設(shè)備,六氟化硫的環(huán)保問題仍然很少受到重視,電氣設(shè)備本身也在不斷擴(kuò)大六氟化硫填充設(shè)備的應(yīng)用。本文主要分析了六氟化硫填充電氣設(shè)備的應(yīng)用現(xiàn)狀,提出了六氟化硫電氣設(shè)備的研究方向和發(fā)展趨勢,并對短期內(nèi)降低六氟化硫消耗提出了建議
1、前言
六氟化硫(以下簡稱SF6)因其良好的絕緣性能和滅弧性能而廣泛應(yīng)用于電氣行業(yè),如斷路器、高壓開關(guān)、高壓變壓器、氣封組合電容器、高壓輸電線路、互感器等。六氟化硫由于其化學(xué)惰性、無毒、不易燃、無腐蝕性,還廣泛應(yīng)用于金屬冶煉、大氣溯源、電子制造等行業(yè)。
自二十世紀(jì)初(1900年)實(shí)驗(yàn)室(法國巴黎大學(xué))首次合成六氟化硫以來,研究已確定其具有良好的電性能,并逐漸開始工業(yè)化生產(chǎn)。經(jīng)過在小型電器中的實(shí)驗(yàn)研究和應(yīng)用,它在20世紀(jì)60年代后開始用于高性能電器,然后出現(xiàn)了全封閉組合電器。
中國對SF6電氣設(shè)備的了解始于20世紀(jì)60年代。20世紀(jì)70年代初,第一批家用電器投入運(yùn)行,并引入了第一組氣體絕緣變電站(GIS)。從那時起,具有不同電壓水平的設(shè)備已被識別和使用。改革開放20世紀(jì)80年代,大量SF6電器被引進(jìn)并成功開發(fā),不斷推動了SF6電器在我國的快速發(fā)展。到目前為止,幾乎所有高壓斷路器都允許六氟化硫代替絕緣油和空氣介質(zhì);地理信息系統(tǒng)已在許多省級電網(wǎng)投入運(yùn)行,六氟化硫變壓器也已在一些城市電網(wǎng)中引入;其他設(shè)備,如變壓器、插座等。也被大量更換和使用,甚至使用了電容器、避雷器、管軌等設(shè)備。
六氟化硫是一種化學(xué)性質(zhì)極為穩(wěn)定的氣體。它在大氣中的壽命約為3200年。特別是,六氟化硫具有很強(qiáng)的吸收紅外輻射的能力,即六氟化硫是一種具有強(qiáng)烈溫室效應(yīng)的氣體。例如,考慮到100年,潛在的溫室效應(yīng)是二氧化碳的23900倍。此外,排放到大氣中的六氟化硫氣體目前正以8.7%的速度增加。
2、六氟化硫的電氣特性和問題
2.1優(yōu)良的電氣性能
六氟化硫是硫和氟在高溫(即s+3f2→SF6)下反應(yīng)生成的。六氟化硫在正常溫度和壓力下為無色、無味和無毒氣體。
六氟化硫在能源工業(yè)中的主要優(yōu)勢如下:
A、 電氣絕緣性能和消弧性能sin