固体绝缘环网柜取代sf6气体绝缘环网柜的探讨

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1、固体绝缘环网柜取代SF6气体绝缘环网柜的探讨　　【摘要】随着配电网环网柜的使用越来越多，SF6环网柜因其具有全绝缘、全封闭等特点而得到广泛应用。但是，随着环网柜应用数量的不断增加，其发生SF6及其衍生物泄漏故障的情况也逐渐增多。本文通过对SF6及其衍生物泄漏后对环境的影响及SF6环网柜维护中存在一些问题的总结和分析，对比新型固体绝缘柜技术特点，对固体环网柜替代SF6环网柜的可能性进行分析，从而降低电网设备故障率，提高电网供电可靠性。　　【摘要】固体绝缘环网柜取代SF6气体　　环网柜是由一组高压开关设备安装在金属柜体内或

2、做成拼装间隔式环网柜供电单元的电气设备，广泛用于中压电缆线路分段、联络及分接负荷。近几年来，随着中压配电网建设及入地改造的实施，城市中压配电网电缆化率越来越高，作为电缆线路重要供电设备的环网柜在城市中压配电网中发挥着重要作用。13　　我国电网中使用的环网柜按照绝缘方式主要分为三类：油绝缘、空气绝缘和SF6气体绝缘。而油绝缘环网柜随着国内城乡电网无油化改造的推进，已经基本被淘汰；空气绝缘环网柜由于供电单元只能用于开断容量小、不频繁操作的场合，而且对户外恶劣环境适应性较差，所以现在已较少使用。目前国网大规模使用的是SF6气

3、体绝缘环网柜，但实现循环经济是未来发展的方向，所以电力设备无氟化是必然道路，随着固体绝缘技术的成功研发，使得广泛使用的SF6绝缘环网柜被固体绝缘环网柜所替代成为可能。　　1SF6气体绝缘环网柜介绍　　1.1SF6气体绝缘环网柜使用情况　　SF6气体绝缘环网柜主要采用SF6气体作为绝缘介质，将高压部分或高低压部分密封在一个充满SF6气体的气箱内，气箱内外存在0.3～0.5BAR的压力差，客观上使SF6气体外泄成为可能。　　1.2SF6及其化学反应衍生物的形成及危害　　1.2.1SF6及其化学反应衍生物的产生及性质　　（1

4、）SF6气体性质。纯净的SF6气体是一种无色、无嗅、基本无毒、不可燃的卤素化合物。在相同状态下约是空气相对密度的5倍。为便于运输和贮存，SF6气体通常以液态形式存在于钢瓶中。　　SF6气体的化学性质非常稳定，在空气中不燃烧，不助燃，与水、强碱、氨、盐酸、硫酸等不反应；在低于150℃时，SF6气体呈化学惰性，极少熔于水，微熔于醇。对电气设备中常用的金属及其它有机材料不发生化学作用。然而，在大功率电弧、火花放电和电晕放电作用下，SF6气体能分解和游离出多种产物，主要是SF4和SF2，以及少量的S2、F2、S、F等。特别在是

5、室内、地铁、大型剧场、机场、医院等设施内使用，对人体会产生非常不利的影响，并且非常不安全。另外，SF6气体是温室效应气体，散发到大气中后不能有效分解，对气候产生很大影响，污染空气，使空气污浊，严重影响人们的生存空间。　　（2）SF6气体的毒性来源。从有关部门的试验及研究结果可知，SF6气体的毒性主要来自5个方面。13　　1）SF6产品不纯，出厂时含高毒性的低氟化硫、氟化氢等有毒气体。大家知道，目前化工行业制造六氟化硫（SF6）气体的方法主要是采用单质硫磺与过量气态氟直接化合反应而成；即S+3F2→SF6+Q（放出热量）

6、。在合成的粗品中含有多种杂质，其杂质的组成和含量因原材料的纯度、生产设备的材质、工艺条件等因素的影响而有很大差异，杂质总含量可达5%。其组成有硫氟化合物，如：S2F2、SF2、SF4、S2F1O等；硫氟氧化合物如SOF2、SO2F2、SOF4、S2F10O等以及原料中带入的杂质如HF、OF2、CF4、N2、O2等。为了净化粗品中的杂质，合成后的SF6气体还需要经过水洗、碱洗、热解（去除剧毒的十氟化物）、干燥、吸附、冷冻、蒸馏提纯等一系列净化处理过程才能得到纯度在99.8%以上的产品。然后再用压缩机加压，充入降温至-80

7、℃左右的钢瓶中，以液态形式存在。在使用时减压放出，呈气态冲入电气设备中。　　除在上面的合成过程中产生的杂质外，另外，在气体的充装过程中还可能混入少量的空气、水分、和矿物油等杂质，这些杂质均带有或会产生一定的毒性物质。因此，为保证SF6产品的纯度和质量，对出厂的SF6产品国际电工委员会（IEC）及许多国家均制定了质量标准，并要求生产厂家在供货时提供生物试验无毒证明书。　　2）电气设备内的SF6气体在高温电弧发生作用时而产生的某些有毒产物。例如：SF6气体在电弧中的分解和与氧的反应：　　2SF6+O2→2SOF2+8F（氟

8、化亚硫酰）　　2SF6+O2→2SOF4+4F（四氟化硫酰）　　SF6→SF4+2F（四氟化硫）13　　SF6→S+6F（硫）　　2SOF4+O2→2SO2F2+4F（氟化硫酰）　　3）电气设备内的SF6气体及分解物与电极（CU-W合金）及金属材料（AL、CU）反应而生成某些有毒产物。例如：SF6气体及分解物与电极或其它材料反应：