Zastosowania gazu SF6: gdzie i dlaczego stosuje się sześciofluorek siarki

Sześciofluorek siarki (SF6) to bezbarwny, bezwonny, chemicznie obojętny gaz o wyjątkowej wytrzymałości dielektrycznej i zdolności{{1}gaszenia łuku. Od lat sześćdziesiątych XX wieku stał się on dominującym środkiem izolacyjnym i przerywającym w sprzęcie elektrycznym-wysokiego napięcia.

Około 80% całego wyprodukowanego SF6 trafia do przemysłu elektroenergetycznego. Mniejsze, ale ważne zastosowania obejmują medyczny kontrast ultradźwiękowy, trawienie półprzewodników,-wykrywanie wycieków gazu znacznikowego i historycznie magnezowy gaz osłonowy-obecnie w dużej mierze wycofany ze względu na przepisy dotyczące ochrony środowiska.

Dlaczego wybrano SF6: kluczowe właściwości

Te właściwości sprawiają, że SF6 idealnie nadaje się do stosowania w sprzęcie, w którym liczy się przestrzeń, niezawodność i wydajność przerywania,-podstacje, sieci przesyłowe i przemysłowe systemy elektroenergetyczne pracujące od średniego napięcia do 800 kV i więcej.

Podstawowe zastosowanie: energia elektryczna (~80% zużycia SF6)

Zgodnie z praktyką CIGRE i branżą SF6 jest stosowany w całym łańcuchu przesyłowym i dystrybucyjnym w:

1. Rozdzielnica w izolacji gazowej (GIS)

GIS obejmuje wyłączniki, szyny zbiorcze, odłączniki, uziemniki, ograniczniki przepięć i przekładniki w szczelnej metalowej obudowie wypełnionej SF6 pod kontrolowanym ciśnieniem.

Aplikacje:

Podstacje miejskie o ograniczonej przestrzeni

Podstacje podziemne i wewnętrzne

Platformy offshore, dachy, doliny, regiony górskie

Środowiska o dużym zanieczyszczeniu - kurz, sól, chemikalia, wilgoć (zapobiega rozgorzeniu)

Kompleksy przemysłowe, stacje wodne, rozbudowa budynków miejskich

GIS jest zazwyczaj o 25–30% mniejszy niż równoważna rozdzielnica-z izolacją powietrzną (AIS).

Normy: IEC 62271-1, IEC 62271-100, IEC 62271-200

2. Wyłączniki SF6 (GCB)

Wyłączniki SF6 zastępują wyłączniki powietrzne-wydmuchowe i olejowe do przerywania zwarć średniego- i wysokiego-napięcia.

Zakres napięcia: dystrybucja przy napięciu mniejszym lub równym 35 kV poprzez transmisję przy napięciu 800 kV, 1100 kV, 1200 kV

Funkcje:

Przerywa prąd zwarciowy podczas zwarć, przepięć i uszkodzeń izolacji

Chroń transformatory, kable i linie przesyłowe

Odizoluj uszkodzony sprzęt od sieci

Zalety w porównaniu z młotami pneumatycznymi/olejowymi:

Cichsza praca

Brak wypływu gorącego gazu podczas normalnego przełączania

Niższa konserwacja; więcej operacji mechanicznych pomiędzy przeglądami

Większa zdolność przerywania na przerwę

3. Linie w izolacji gazowej (GIL)

Izolowane SF6-podziemne lub naziemne-linie przesyłowe o dużej mocy w ograniczonych korytarzach – alternatywa dla linii napowietrznych w obszarach miejskich lub wrażliwych ekologicznie.

4. Przekładniki z izolacją-gazową

Transformatory napięcia gazowego (GVT)

Gazowe przekładniki prądowe (GCT)

Zintegrowany z przedziałami GIS w celu pomiarów i ochrony

5. Transformatory i reaktory izolowane gazem (GIT) i reaktory (GIR)

Kompaktowe transformatory i dławiki w-izolacji SF6 do instalacji-przestrzennych o krytycznym znaczeniu, gdzie konstrukcje zanurzone w oleju-lub z izolacją powietrzną są niepraktyczne.

6. Rozdzielnica-średniego napięcia

SF6 jest nadal powszechny w rozdzielnicach średniego napięcia (zwykle do 52 kV) w zakładach przemysłowych, górnictwie, zakładach naftowo-gazowych, kolejnictwie i sterowaniu silnikami w przemyśle ciężkim-chociaż przerywacze próżniowe coraz częściej zastępują SF6 przy niższych poziomach średniego napięcia.

Zastosowania SF6 według sektorów przemysłu

Nie{0}}elektryczne zastosowania SF6

Medyczny

Produkcja półprzewodników

Gaz do trawienia plazmowego - SF6 dostarcza rodników fluorowych do precyzyjnego trawienia krzemu w produkcji chipów

Rozkłada się w osoczu z uwolnieniem atomowego fluoru; tworzy lotny SiF4 usuwany za pomocą pomp próżniowych

Stosowany w głębokim reaktywnym-trawieniu jonowym (DRIE) i procesach pokrewnych

Wykrywanie gazu znakującego/nieszczelności

Testowanie wydajności wentylacji - Norma ASHRAE 110 (osłona dygestorium) określa SF6 jako gaz stanowiący wyzwanie

Pomiar współczynnika wymiany powietrza w budynku

Badania dyspersji atmosferycznej i tunelu aerodynamicznego

Wykrywanie wycieków SF6 w GIS i wyłącznikach automatycznych - ppm-przyrządy czułe na poziom lokalizują awarie uszczelek

Odlew magnezu (historia / spadek)

Dawniej używany jako gaz osłonowy nad stopionym magnezem, aby zapobiec utlenianiu i zapłonowi

W dużej mierze wycofane ze względu na GWP SF6 wynoszący 23 500 (równoważnik CO2 w ciągu 100 lat)

Zastąpiony mieszankami SO2, HFC-134a i produktami fluoroketonowymi (np. Novec 612, BestSolv Zulu MAG)

Inne drobne zastosowania

Produkcja światłowodów szklanych

Odlewnie aluminium (ograniczone)

Badania i badania znaczników w tunelu aerodynamicznym

SF6 w cyklu życia sprzętu

Wytwarzanie → Napełnianie szczelnie zamkniętej komory → Uruchomienie (cykl zamknięty)

↓

Monitoruj ciśnienie i czystość → Wykrywanie wycieków → Odzysk / recykling podczas konserwacji

↓

Likwidacja → Odzysk → Ponowne przetwarzanie lub zniszczenie

SF6 przeznaczony jest do pracy w obiegu zamkniętym. Wycieki podczas obsługi, konserwacji i-wycofania-utylizacji są głównym problemem środowiskowym,-nie normalnym-w trakcie użytkowania w zamkniętym sprzęcie.

Kontekst środowiskowy i alternatywy

SF6 ma potencjał tworzenia efektu cieplarnianego (GWP) wynoszący ~23 500 w ciągu 100 lat, a czas życia w atmosferze wynosi ~3200 lat. Rozporządzenie UE w sprawie F-gazu i podobne polityki mają na celu:

W istniejącej infrastrukturze WN/EHV nadal dominuje sprzęt elektryczny wykorzystujący SF6,-ale w nowych zamówieniach coraz częściej określa się alternatywy-bez SF6 lub zawierające SF6 o obniżonej zawartości.

Monitorowanie i testowanie gazu SF6 (zastosowania konserwacyjne)

Prawidłowe zarządzanie SF6 wymaga:

Huazheng produkuje testery czystości gazu SF6, wykrywacze nieszczelności SF6 i kompleksowe analizatory SF6 (np. seria HZSF) dla zespołów utrzymania ruchu podstacji zarządzających GIS i flotą wyłączników.