34 Otázky a odpovede na rozbitie mýtu O plyne SF6 v elektrických zariadeniach

Zázračný plyn alebo nie?

Existuje mnoho publikovaných diskusií a správ o rôznych aspektoch SF6 plyn (fluorid sírový) v elektrických zariadeniach. Väčšina z nich je založená na faktoch a výskumoch, ale niektoré nie.

34 Otázky a odpovede na rozbitie mýtu O plyne SF6 v elektrických zariadeniach

Pokúsme sa odpovedať na 34 otázok a rozbiť mýtus o tomto „zázračnom“ plyne.

Väčšina odpovedí je založená na CAPIEL (Koordinačný výbor pre združenia výrobcov priemyselných elektrických rozvádzačov a Controlgear v Európskej únii). \ T príslušných noriem IEC tiež.

1. Kde sa používa SF6?

Sú známe nasledujúce aplikácie. Pre niektoré z nich s najväčšou pravdepodobnosťou ste nepočuli.

• Pre zvukovú izoláciu okien,
• V pneumatikách vozidiel,
• Na liatie horčíka v automobilovom priemysle,
• Ako izolačné a oblúkové hasiace prostriedky v elektrických zariadeniach, \ t
• Na výrobu polovodičov,
• V urýchľovačoch tandemových častíc
• V elektrónových mikroskopoch,
• Ako stopovací plyn v baníctve,
• V zariadení na vyšetrenie röntgenového materiálu,
• Ako čistiaci a ochranný plyn na odlievanie hliníka a horčíka,
• V športovej obuvi,
• Lekárske vyšetrenia,
• Vo vojenských lietadlách radarové systémy a iné vojenské aplikácie.

2. Je SF6 zdravotné riziko?

Čistý SF6 je fyziologicky úplne neškodné pre ľudí a zvieratá, Dokonca sa používa v lekárskej diagnostike. Vzhľadom na svoju hmotnosť môže vytlačiť kyslík vo vzduchu, ak sa veľké množstvá koncentrujú na hlbších a nevetraných miestach.

3. Je SF6 škodlivý pre životné prostredie?

Nemá žiadny ekotoxický potenciál, nespôsobuje poškodzovanie ozónu. Vzhľadom na vysoký potenciál globálneho otepľovania. \ T 22,200 (*) môže prispieť k skleníkovému efektu, ak sa uvoľní do atmosféry. V elektrických rozvádzačoch sa však plyn SF6 používa vždy v plynotesných priestoroch, značne minimalizuje únik, Skutočný vplyv na skleníkový efekt je tak zanedbateľný.

_{(*) Podľa tretej hodnotiacej správy UNFCCC. Predchádzajúca akceptovaná hodnota bola 23.900}

4. Aký je celkový príspevok SF6 v elektrickom zariadení k skleníkovému efektu?

Menej ako 0,1% (pozri CAPIEL) a CIGRE). V Štúdia Ecofys Odhaduje sa, že príspevok k skleníkovému efektu v Európe 0,05% (*).

_{(*) ECOFYS, Sina Wartmann, Dr. Jochen Harnisch, jún 2005, „Zníženie emisií SF6 z vysokonapäťových zariadení v Európe“}

5. Do akej miery je použitie SF6 v rozvodných a rozvodných rozvádzačoch?

Rozvádzač izolovaný SF6 sa v súčasnosti používa na celom svete. Odhaduje sa, že priemerná približne 80% HV zariadení teraz má obsah SF6.

6. Prečo sa SF6 používa v elektrických zariadeniach?

Vzhľadom k svojim vynikajúcim elektrickým, fyzikálnym a chemickým vlastnostiam, ktoré prinášajú významné výhody pre elektrickú sieť:

1. Izoluje 2,5 krát lepšie ako vzduch (N₂)
2. Viac ako 100-krát lepšia schopnosť zhášania oblúka ako vzduch (N₂), a
3. Lepší odvod tepla ako vzduch;

Okrem toho, LCA štúdie to dokázalipoužitie technológie SF6 v rozvodnom zariadení elektrických rozvodov vedie k nižším celkovým priamym a nepriamym vplyvom na životné prostredie v porovnaní so vzduchovo izolovanými rozvodňami (*)

_{(*) Solvay Germany, 1999: Mestský energetický zdroj využívajúci technológiu SF6, hodnotenie životného cyklu v mene ABB, PreussenElektra Netz, RWE Energie, Siemens, Solvay Fluor und Derivate}

7. Aké sú prínosy vysokonapäťového rozvádzača SF6?

Existuje značný počet dávok takto:

Bezpečnosť miestneho operátora

1. Rozvádzač izolovaný SF6 významne prispieva k zníženiu rizika nehody.
2. Celkové uzavretie všetkých živých častí v uzemnených kovových krytoch poskytuje imanentnú ochranu pred úrazom elektrickým prúdom a minimalizuje riziká spojené s ľudskými chybami.
3. Vysoko kvalitný rozvádzač zostáva hermeticky uzavretý po celú dobu jeho životnosti.

Veľmi vysoká prevádzková spoľahlivosť

1. Ponúka veľkú prevádzkovú spoľahlivosť, pretože v uzavretých plynových komorách majú primárne vodiče úplnú ochranu pred všetkými vonkajšími vplyvmi.
2. Minimálne použitie syntetických materiálov znižuje požiarne zaťaženie.
3. Izolácia SF6 zaručuje úplnú voľnosťoxidácia kontaktov a skrutkových spojov, čo znamená, že nedochádza k postupnému znižovaniu únosnosti prúdu zariadenia v jeho starnutí.
4. V dôsledku vonkajších faktorov nedochádza k redukcii izolačnej kapacity.

Významný príspevok k bezpečnosti dodávok

Celkové uzavretie tiež znamená, že zariadenie je takmer úplne nezávislé od životného prostredia, Rozvádzač izolovaný SF6 možno použiť aj v náročných klimatických podmienkach, napríklad:

1. Vo vlhkých oblastiach s častými kondenzáciami z teplotných zmien, a to aj v miestach so záplavovým potenciálom.
2. Tam, kde by mohla byť spoľahlivosť izolácieinak trpia kontamináciou, napr. prach z priemyslu alebo poľnohospodárstva, alebo soľné ložiská v pobrežných oblastiach. Plynom izolovaný rozvádzač úplne eliminuje túto možnosť po celú dobu životnosti zariadenia
3. Na rozdiel od vzduchovej izolácie, ktorej izoláciakapacita sa znižuje s rastúcou nadmorskou výškou, rozvádzač izolovaný SF6 si zachováva svoju plnú izolačnú kapacitu bez ohľadu na výšku nad hladinou mora. Vyhýbajú sa tak väčším a nákladnejším špeciálnym návrhom alebo zariadeniam s vyššími hodnotami izolácie - a teda aj nákladnejšími

Požiadavky na malý priestor

1. Vzhľadom na vysokú dielektrickú pevnosť plynu je rozvádzač kompaktný s minimálnymi požiadavkami na priestor.
2. Vynikajúce požiadavky na bezpečnosť a nízky priestorRozvádzač SF6 umožňuje jeho umiestnenie priamo v mestských aglomeráciách av blízkosti nákladných centier, ako sú mestské centrá, priemyselné výrobné závody a komerčné priestory.
3. To preto spĺňa jednu zo základnýchZáklady distribúcie energie, menovite to, aby rozvodne boli umiestnené čo najbližšie k nákladným centrám, aby sa minimalizovali straty pri prenose, aby sa šetrili zdroje a minimalizovali náklady.
4. Veľké úspory v stavebných, pozemných a dopravných nákladoch možno dosiahnuť v celom reťazci procesov.
5. V niekoľkých prípadoch je jediným možným riešením rozvádzač SF6: pre veterné elektrárne (na mori), v jaskyniach, pre veľké generátorové ističe a pre rozšírenie existujúcich zariadení.
6. To často umožňuje rozšíriť existujúce budovy tam, kde je potrebná výmena rozvádzača alebo rozšírenie na pokrytie rastu zaťaženia.

Vynikajúce ekonomické a ekologické vlastnosti

1. Výrazné ekonomické prínosy pochádzajú z:
   1. Dlhá životnosť
   2. Minimálne náklady na údržbu vďaka bezúdržbovým, plynotesným krytom
   3. Znížené náklady na pôdu, budovy, dopravu a uvedenie do prevádzky
      
   4. Maximálna prevádzková spoľahlivosť ako predpoklad diaľkového ovládania a automatizácie energetických sietí
2. Ekologické a ekonomické prínosy vyplývajú z:
   </ P>
   1. Minimálne straty pri prenose v dôsledku umiestnenia zariadenia v blízkosti nákladných stredísk.
   2. Znížená spotreba primárnej energie a emisie prispievajú k ekonomicky optimalizovaným systémom napájania.
   3. Dlhá životnosť rozvádzača SF6 tiež prispieva k ochrane zdrojov.
3. Estetické a ekologické prínosy pre vidiecke a mestské krajiny:
   </ P>
   1. Pretože inštalácie SF6 sú kompaktné, potrebujúminimálnu údržbu, majú mimoriadne vysokú dostupnosť a sú nezávislé od klimatických vplyvov. Ponúkajú nielen veľké ekologické a ekonomické výhody, ale môžu byť tiež bezproblémovo integrované do akejkoľvek krajiny alebo architektúry miest, miest alebo vidieka
   2. Rekultivácia plôch, ktoré predtým preberali konvenčné rozvodne.

8. Existuje nejaká alternatíva k ŠF₆ v rozvádzači pre vysoké a stredné napätie?

Z hľadiska LCA neexistuje žiadna technicky a ekonomicky životaschopná alternatíva s ekvivalentným súborom vlastností opísaným vyššie as rovnakým stupňom bezpečnosti a spoľahlivosti.

_{(*) CIGRE: Medzinárodná rada pre veľké elektrické systémy}

9. Aké sú rôzne aplikácie v elektrických zariadeniach využívajúcich SF6?

Toto sú najbežnejšie aplikácie, kde sa používa SF6:

1. GIS (rozvádzač s plynom izolovaný pre stredné a vysoké napätie),
2. CB (istič),
3. Výkonové transformátory,
4. VT (Voltage Transformer),
5. CT (prúdový transformátor),
6. RMU (Ring Main Unit),
7. Zostavy VN zariadení a GIL (plynom izolované vedenia), \ t
8. Kondenzátory atď.

10. Aký je rozdiel medzi vysokonapäťovým (VN) a stredným napätím (MV) v súvislosti so SF6?

V podstate neexistuje žiadny rozdiel ako obojeAplikácie používajú SF6 v plynotesných priestoroch so zanedbateľnými mierami úniku. Všeobecne platí, že MV (do 52 kV) používajú v uzavretých tlakových systémoch tlaky blízke atmosférickému tlaku. Nízky tlak a malé rozmery majú za následok malé množstvo plynu len niekoľko kg. Miera úniku je extrémne nízka, menej ako 0,1% ročne.

11. Aké sú hlavné záväzky dobrovoľných činností / dohôd výrobcov a používateľov týkajúcich sa manipulácie so SF6?

Výrobcovia aj užívatelia rozvádzačov sa zaväzujú neustále zlepšovať znižovanie emisií, ako aj monitorovanie a ročné správy.

12. Ako sa overuje účinnosť dobrovoľných činností?

Výrobné procesy rozvádzačov VN a VNv západnej Európe sa zlepšili tak, aby sa znížili špecifické emisie o 2/3 z roku 1995 na rok 2003. Ecofys (*) určili na rovnaké obdobie zníženie emisií o 40%.

_{(*) ECOFYS, Sina Wartmann, Dr. Jochen Harnisch, jún 2005, „Zníženie emisií SF6 z vysokonapäťových zariadení v Európe“}

13. Aké sú povinnosti používateľa pri monitorovaní údajov SF6 o rozvádzačoch stredného napätia?

Pokiaľ ide o uzavreté tlakové systémy (utesnené pre život), používatelia zvyčajne nemusia monitorovať ani vykazovať emisie.

14. Ako je zabezpečené správne spracovanie rozvádzača SF6 na konci jeho životnosti?

Podľa medzinárodne uznávaných inštrukcií (t. J. Podľa IEC 601634, CIGRE 2003 SF6 Recycling Guide).

</ P>

Toto video sa nezobrazuje? Kliknite tu a sledujte ho na Youtube.

15. Aké sú povinnosti používateľa pri vyradení rozvádzača SF6 z prevádzky?

Aby ste sa uistili, že s SF6 manipuluje kvalifikovaná osoba alebo kvalifikovaný personál podľa IEC 61634 článok 4.3.1. a podľa IEC 60480 článok 10.3.1.

16. Ako sa spracúva alebo likviduje plyn SF6?

Po správnom filtrovaní sa zvyčajne znovu používa. V niektorých špeciálnych prípadoch je nutná likvidácia plynu.

17. V niektorých európskych krajinách boli navrhnuté zákazy rozvádzačov SF6. Kde sa vykonávajú právne zákazy?

Neexistujú žiadne právne zákazy. V politických diskusiách bolo navrhnuté zníženie využívania SF6 v niektorých aplikáciách, ktoré nesúvisia s elektrotechnickým priemyslom.

18. Môžeme použiť vákuum ako izolačné médium?

Vákuová technológia sa už používa na spínacie účely v rozsahu MV. V prípade malého objemu môže byť vákuum relatívne ľahko udržiavané, čo je nevyhnutné na zabezpečenie výkonu spínacieho zariadenia.

19. Ako môže užívateľ dohliadať na kvalitu SF6?

Zapečatené pre životnosť VN zariadení nevyžaduje kontroly kvality SF6, Pre iné HV zariadenia Príloha B IEC 60480 popisuje rôzne metódy analýzy použiteľné pre uzavreté tlakové systémy (na mieste av laboratóriu).

20. A čo proces starnutia plynu SF6? Je potrebné doplnenie plynu približne po 20 rokoch?

Vo všeobecnosti nie je potrebné, pretože kvalita plynu je v súlade s hodnotami uvedenými v písm IEC 60480 Tabuľka 2 „Maximálne prípustné úrovne nečistôt“ (platí pre uzavreté tlakové systémy). V prípade zariadení s nepriepustnosťou pre životné prostredie nie je potrebné doplňovanie, pretože kvôli normálnym vlastnostiam SF6 pri normálnych prevádzkových podmienkach nedochádza k degradácii.

21. Koľko SF6 (kvantifikované v kg) môže uniknúť v dôsledku „normálneho“ úniku?

Závisí to od množstva náplne, ktoré závisí od veľkosti a konštrukcie zariadenia (objem a tlak). Pre rozvádzače VN sa emisný faktor pohybuje od približne 0,1% ročne až 0,5% (0,5% ročne je maximálna prijateľná miera úniku podľa normy IEC 62271-203)

Pre zapečatené pre životnosť VN zariadení je bežný rozsah pod 0,1% ročne. Napríklad 3 kg plniace množstvo (RMU) má za následok vypočítanú stratu 3 g za rok.

22. Aká vysoká je MAC (Maximálna povolená koncentrácia pracovného prostredia) pre čisté SF6 v rozvodni a ako nebezpečný je čistý SF6?

Vo všeobecnosti sa odporúča dodržať maximálnu koncentráciu SF6 v pracovnom prostredí menej ako 1000 μl / l (*). Toto je hodnota, ktorá je akceptovaná pre pracovný režim na plný úväzok (8 h / deň, 5 dní / týždeň). Táto hodnota nesúvisí s toxicitou, ale so stanoveným limitom pre všetky netoxické plyny, ktoré nie sú normálne prítomné v atmosfére.

_{(*) TRGS 900, Technische Regeln für Gefahrstoffe}

23. Aké produkty rozkladu vznikajú v prípade vnútorných porúch oblúka av akom množstve?

Vzniknú plynné a prašné vedľajšie produkty. vidieť IEC 60480, tabuľka 1 a / alebo CIGRE Report Electra 1991 („Nakladanie so SF6 a jeho rozkladnými produktmi v GIS“, tabuľka 2 „Hrubá charakterizácia hlavných rozkladných produktov pochádzajúcich z rôznych zdrojov“).

Produkty rozkladu závisia od typu zariadenia a jeho prevádzkovej histórie; množstvá závisia od energie (napätia, prúdu, času) a typu zariadenia.

24. Ako nebezpečné sú rozkladné produkty?

vidieť IEC 61634, príloha C: „Uvoľňovanie SF6 z rozvádzača a regulačného zariadenia - potenciálne účinky na zdravie“.

25. Čo treba urobiť po poruche elektrického oblúka v rozvádzači?

V takýchto prípadoch sa musí postupovať opatrne. Ak došlo k poškodeniu zapuzdreniamôžu byť prítomné zlúčeniny s toxickými charakteristikami, ktoré môžu vzniknúť nielen z rozkladu SF6, ale aj z iných zdrojov (napríklad horiace maľby, výpary medi atď.).

26. Musí byť inštalovaný (pasívny alebo aktívny) systém vetrania v miestnosti rozvádzača alebo v suteréne kábla?

Budovy obsahujúce vnútorné vybavenie SF6 by mali byť vybavené vetraním; prirodzené vetranie by normálne bolo primerané na zabránenie hromadeniu SF6 uvoľneného v dôsledku úniku (pozri IEC 61634, pododdiel 3.4: „Bezpečnosť personálu“ a IEC 61936-1). Typ a rozsah požadovaných opatrení závisí od umiestnenia miestnosti, prístupnosti a pomeru plynu k objemu miestnosti.

27. Čo mám robiť, keď je inštalácia GIS poškodená?

Napríklad vyvŕtaná diera v prípade zapuzdrenia alebo poškodenia pri preprave, ako je napríklad panel, ktorý spadol a liala živica rozbitá) a SF6 uniká, alebo keď môj GIS vyvíja abnormálny únik?

Vhodným nápravným opatrením by malo byť riešenie úniku. Ak je zariadenie v prevádzke a únik je vysoký, musí byť vypnutýv súlade s organizáciouprevádzkových postupov. Strata plynu sa musí minimalizovať dodržiavaním postupov organizácie a podľa potreby pomocou služieb / odporúčaní výrobcu alebo kvalifikovanej servisnej organizácie.

Technická integrita zariadenia budepo takomto prípade je potrebné overiť, či oprávnení pracovníci pred opätovným plnením zariadenia alebo uvedením do prevádzky vykonajú príslušné nápravné opatrenia.

28. Za akých podmienok je potrebné vymeniť plyn SF6 v plynom izolovanom rozvádzači?

Ktoré parametre sa majú kontrolovať, napr. (koncentrácia, rosný bod, rozkladné produkty) a aké sú prípustné limity?

Normálne plyn zostáva až do demontáže. Počas údržby vyžadujúcej evakuáciu plynu by sa mal analyzovať. Usmernenie o tom, ako postupovať, je uvedené v IEC 60480.

29. Ako môžem systém evakuovať a vyplniť?

vidieť IEC 61634, CIGRE Report 2004 („Praktické pokyny na manipuláciu so SF6“). Prosím, pozrite si aj návod na obsluhu vášho zariadenia.

30. Koľko plynu SF6 je v rozvádzači? Kde nájdem tieto informácie?

Na typovom štítku alebo v návode na obsluhu. V prípade starších zariadení sa obráťte na svojho výrobcu.

31. Musí byť SF6 zlikvidovaný, keď je vlhký?

Nie, plyn je možné vysušiť; vlhkosť sa môže znížiť na prijateľné úrovne adsorpciou; materiál ako napr oxid hlinitý, sóda, molekulové sitá alebo zmesi sú vhodné na tento účel (pozri tiež IEC 61634, príloha B.3„Opatrenia na odstránenie produktov rozkladu SF6“). Maximálne tolerovateľné úrovne vlhkosti na opätovné použitie možno odobrať IEC 60480, príloha A.

32. Čo mám robiť, keď som prišiel do kontaktu s rozloženým SF6?

vidieť IEC 61634, príloha E: „Všeobecné bezpečnostné odporúčania, vybavenie preosobnej ochrany a prvej pomoci “. Za normálnych okolností by sa s tým mali zaobchádzať len vyškolení a kvalifikovaní pracovníci, a preto by si mali byť vedomí potrebných bezpečnostných opatrení a opatrení.

33. Aké aspekty životného prostredia a bezpečnosti pri práci je potrebné zohľadniť?

Pozri IEC 61634 [8], článok 4: „Manipulácia s použitým SF6“.

Potreba manipulovať s použitým SF6 vzniká tam, kde:

1. Vykonáva sa dopĺňanie SF6 v uzavretých tlakových systémoch;
2. Plyn musí byť odstránený z krytu, aby sa umožnila údržba, oprava alebo rozšírenie;
3. Plyn bol úplne alebo čiastočne vypudený kvôli abnormálnemu uvoľneniu;
4. Plyn musí byť odstránený na konci životnosti zariadenia;
5. Musia sa získať vzorky plynu alebo sa musí merať tlak plynu cez dočasné spojenie meracieho prístroja.

Situácie 1 a 1 vznikajú najmä vzhľadom na. \ Tvysokonapäťové zariadenia a môžu vzniknúť so zariadeniami stredného napätia GIS, najmä ak sa vyžaduje, aby sa k existujúcemu rozvádzaču pridalo ďalšie zariadenie. Nevyskytujú sa pri zariadeniach, ktoré používajú utesnené tlakové systémy.

34. Čo treba dodržať pri čistení miestnosti rozvádzača po internej poruche s emisiou rozloženého plynu?

vidieť IEC 61634, odsek 5.3 / 5.3.3:

Abnormálne uvoľnenie spôsobené vnútornou chybou (vnútorné inštalácie) a národnými požiadavkami.

Ak sa vo vnútri rozvádzača a skrine rozvádzača spustí abnormálny oblúk, vyskytne sa interná chyba.

V určitých typoch zariadení, najmäKovovo uzavreté rozvádzače stredného napätia, vzduchová izolácia sa používa pre prípojnice medzi skriňami a okolo káblových spojov a SF6 sa nachádza len v spínacích komorách. V tomto prípade sa môže vyskytnúť vnútorná porucha v rozvádzači, ale mimo spínacej komory, takže sa neuvoľní žiadny SF6.

Vnútorná chyba je veľmi zriedkavý výskyt, ale nemožno ju úplne ignorovať.

Interná porucha spôsobí zvýšenietlak vo vnútri krytu, ktorého účinky budú závisieť od okolností. Zvýšenie tlaku je spôsobené prenosom elektrickej energie z oblúka do plynu. Zvýšenie tlaku bude závisieť od hodnoty prúdu oblúka, napätia oblúka, trvania oblúka a objemu puzdra, v ktorom sa oblúk vyvinul.</ P>

Po internej poruche vedúcej k odľahčeniu tlaku alebo prepáleniu krytu, bude SF6 a väčšina produktov rozkladu pevných látok (práškov) vylúčená z puzdra SF6.

Referencie:

• CAPIEL (Koordinačný výbor pre združenia výrobcov priemyselných elektrických rozvádzačov a Controlgear v Európskej únii) - často kladené otázky (FAQ) a odpovede na SF6
• IEC 61634 Vysokonapäťové spínacie a riadiace zariadenia - Použitie a manipulácia s fluoridom síry (SF6) vo vysokonapäťových rozvádzačoch a riadiacich zariadeniach
• IEC 60480 Pokyny na kontrolu a úpravu fluoridu sírového (SF6) prevzatého z elektrického zariadenia a špecifikácie na jeho opätovné použitie