SF6氣體的安全回收與控制

趙康

【摘要】SF6氣體因其化學穩定性和優異的絕緣滅弧性能，被廣泛應用于高壓斷路器、GIS設備等電氣開關設備當中。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，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。伴隨著城市建設進程的不斷加快，配套的電力設施、設備規模和容量與日俱增，特別是GIS電氣設備憑借其自身占地面積小、運行可靠性高、安裝迅速、維護工作量小等特點在新建變電站得到了廣泛應用，都在一定程度上導致了SF6氣體使用量的增加。如果SF6在使用過程中控制不當或是在回收氣體時出現紕漏，不僅污染化境，也會給電器設備的正常運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。

【關鍵詞】SF6氣體回收環境保護

中圖分類號：TV文獻標識碼： A

1.引言

SF6氣體化學性質十分穩定，它與電氣設備中常用的金屬及其它有機材料不會發生化學作用，兼且自身具有優良的絕緣特性，因此SF6氣體迄今已被廣泛地應用于電力設備（如高壓斷路器等）當中。需要注意的是，經過電弧作用或是混入雜質的SF6氣體會生成有毒物質，會對人身和環境造成損害。隨著社會經濟的進步和電力工業的不斷發展，SF6氣體使用量明顯增加，正確的使用和管理SF6氣體，保護環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。

SF6氣體是一種化學性質非常穩定的氣體，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的環境條件下。在這個溫度和壓力范圍內SF6主要以氣態形式存在。純凈的SF6雖然不會對人體造成危害，與電氣設備中常用的金屬及其他有機材料也不會發生化學作用，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，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氣體保管不當造成泄漏，會給環境和人身造成巨大的傷害。

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

3.SF6氣體使用中毒性的來源

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

二是電氣設備內的SF6氣體在與高溫電弧發生作用時產生某些有毒產物；

三是電氣設備內的SF6氣體分解物與其內的水分發生化學反應而生成某些有毒產物；

四是電氣設備內的SF6氣體及分解物與電極(Cu-W合金)及金屬材料(Al、Cu)反應而生成某些有毒產物；

五是電氣設備內的SF6氣體及分解物與絕緣材料反應而生成某些有毒產物。

4.SF6氣體使用與回收過程中存在的問題

目前看來，在國內除有限幾個規模較大的電氣設備供應商具有完備的SF6回收控制流程外，大多數電氣設備廠商對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過簡單的過濾吸附而排放到大氣中。

即便進行SF6氣體回收，回收裝置的功能均是對電器設備進行抽真空，將設備內的SF6氣體回收至氣腔，同時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備中零部件檢漏，很少有送回生產廠家對其進行再生處理。

長期以來，由于對SF6氣體的使用、管理不善、而導致許多有毒的、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境造成了難以挽救的污染和破壞，同時還危及電氣設備的正常運行和人們的身體健康。

據調查數據統計，在對生產和使用SF6氣體的多家企業的工人流行病學調查中，對年齡、性別、勞動強度、專業工齡、是否吸煙等相近的工人，進行分組對照、比較，發現對工人們的健康狀況未發現有明顯的損害。但從統計的癥狀發生率來看，表現出乏力、記憶力差、咽痛、胸悶的人數較多。

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過程中的一個重要課題。筆者認為，只有通過加強管理手段，對不可控的人為因素加以制約，并嚴格規范SF6回收控制流程，才能有效避免SF6氣體泄漏造成的環境破壞和人身傷害。概括來說，具體可以包括以下五個方面：

5.1有效加強制度管理

健全完善在SF6氣體的使用和管理方面的規章制度，強化制度的落實，加強對SF6氣體應用部位的通風和濃度監控，同時配套安裝報警裝置，健全SF6氣體使用場所及人員的防護措施，加強監督管理，嚴格控制空氣中SF6氣體及其毒性分解產物的允許含量，減少和控制SF6氣體中的水分含量；以嚴格的制度執行促進管理的完善；

5.2.不斷強化人員培訓

目前，SF6氣體使用接觸人員，氣體回收操作人員中有相當一部分人缺乏環境保護知識，對SF6氣體的理化性能了解不夠，對其給環境所造成的危害認識不深，環境保護意識淡薄，這些人員是保證SF6氣體安全回收控制的關鍵人群。我們必須抓住這一主要因素，常態化開展對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，培養此類人員的環境保護意識和基本防護技能。

5.3加強對廠家設備安裝調試人員的監督

由于廠家技術條件限制，對工作人員培訓不夠，或是設備安裝調試人員素質和意識不高，在生產、使用SF6氣體的環節中由于使用、管理不當所造成的泄露及人為的排放相當嚴重。因此，作為電力設備使用主體的電力行業，應加強對廠家設備安裝調試人員的有效監督，并將其表現評價作為電力設備供應商硬性投標準入標準，以高門檻促進供應商的環保意識。

5.4從技術層面提高產品設計水平，降低氣體泄露率

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

5.5明確工作流程，對SF6氣體及分解物進行安全回收

對于包括“進行過檢修的電器設備，處理發生故障的電器設備以及淘汰的電器設備”在內的涉及到SF6使用的幾種電氣設備，應不容折扣的進行氣體回收處理，并且嚴格按照工作流程和步驟進行回收操作，確保過程安全：一是在打開設備前，必須先回收氣體，并抽真空；二是對設備內部進行徹底通風；三工作人員應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.結語

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

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