Приложения на газ SF6: Къде се използва серен хексафлуорид и защо

Серният хексафлуорид (SF6) е безцветен, без мирис, химически инертен газ с изключителна диелектрична якост и-способност за гасене на дъгата. От 60-те години на миналия век той се превърна в доминираща изолационна и прекъсваща среда в електрическото оборудване с високо{4}}напрежение.

Приблизително 80% от целия произведен SF6 отива за електроенергийната индустрия. По-малки, но важни употреби включват медицински ултразвуков контраст, ецване на полупроводници, откриване на изтичане на трасиращ-газ и исторически магнезиев покривен газ-сега до голяма степен премахнат поради екологичните разпоредби.

Защо е избран SF6: ключови свойства

Тези свойства правят SF6 идеален за оборудване, където пространството, надеждността и производителността на прекъсванията са от значение-подстанции, преносни мрежи и индустриални енергийни системи, работещи от средно напрежение до 800 kV и по-високо.

Основно приложение: електрическа енергия (~80% от използването на SF6)

Според CIGRE и индустриалната практика SF6 се използва във веригата за пренос и разпределение в:

1. Комутационна апаратура с газова изолация (GIS)

GIS капсулира прекъсвачи, шини, разединители, заземителни превключватели, ограничители на пренапрежение и измервателни трансформатори в запечатан метален корпус, пълен с SF6 при контролирано налягане.

Приложения:

Градски подстанции с ограничено пространство

Подземни и закрити трафопостове

Офшорни платформи, покриви, долини, планински райони

Силно замърсени среди - прах, сол, химикали, влажност (предотвратява пламъка)

Промишлени комплекси, хидростанции, градски разширения

GIS обикновено е с 25–30% по-малък от еквивалентните разпределителни уреди с въздушна -изолация (AIS).

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

2. SF6 прекъсвачи (GCB)

SF6 прекъсвачи заменят въздушни-взривни и маслени прекъсвачи за средно- и високо-напрежение при повреда.

Диапазон на напрежението: разпределение при по-малко или равно на 35 kV чрез предаване при 800 kV, 1100 kV, 1200 kV

Функции:

Прекъсвайте тока на повреда по време на късо съединение, пренапрежения и повреди на изолацията

Защитете трансформатори, кабели и преносни линии

Изолирайте неизправното оборудване от мрежата

Предимства пред въздушни/маслени прекъсвачи:

По-тиха работа

Няма отделяне на горещ газ по време на нормално превключване

По-ниска поддръжка; повече механични операции между проверките

По-висок капацитет на прекъсване на прекъсване

3. Газоизолирани линии (GIL)

SF6-изолирани подземни или над-наземни преносни линии за висок мощностен капацитет в ограничени коридори – алтернатива на въздушните линии в градски или чувствителни към околната среда зони.

4. Измервателни трансформатори с газова-изолация

Трансформатори за газово напрежение (GVT)

Газови токови трансформатори (GCT)

Интегриран в GIS отделения за измерване и защита

5. Трансформатори с газова изолация (GIT) и реактори (GIR)

Компактни трансформатори и реактори с SF6-изолация за космически-критични инсталации, където потопените в масло-или конструкции с въздушна изолация са непрактични.

6. Комутационни апарати за средно{1}}напрежение

SF6 остава често срещан в разпределителните апарати за средно напрежение (обикновено до 52 kV) за промишлени предприятия, минно дело, нефтени и газови съоръжения, железопътни линии и управление на двигатели в тежката промишленост-въпреки че вакуумните прекъсвачи все повече заместват SF6 при по-ниски нива на средно напрежение.

Приложения на SF6 по индустриален сектор

Не{0}}електрически SF6 приложения

медицински

Производство на полупроводници

Газът за плазмено ецване - SF6 осигурява флуорни радикали за прецизно ецване на силиций при производството на чипове

Разгражда се в плазмата за освобождаване на атомен флуор; образува летлив SiF4, отстранен от вакуумни помпи

Използва се при дълбоко реактивно{0}}йонно ецване (DRIE) и свързани процеси

Откриване на трасиращ газ / течове

Тестване на ефективността на вентилацията - Стандарт 110 на ASHRAE (задържане на аспиратора) определя SF6 като предизвикателен газ

Измерване на въздушния обмен на сградата

Атмосферна дисперсия и изследвания в аеродинамичен тунел

Откриване на течове на SF6 в GIS и прекъсвачи - ppm-инструменти за чувствителност на ниво локализират повреди на уплътнението

Магнезиево леене (исторически / западащо)

По-рано използван като покривен газ върху разтопен магнезий за предотвратяване на окисление и запалване

До голяма степен отстранен поради GWP на SF6 от 23 500 (CO2 еквивалент за 100 години)

Заменен от SO2, HFC-134a смеси и флуорокетонови продукти (напр. Novec 612, BestSolv Zulu MAG)

Други незначителни употреби

Производство на оптични стъклени влакна

Алуминиеви леярни (ограничени)

Изследвания и проучвания за трасиране в аеродинамични тунели

SF6 в жизнения цикъл на оборудването

Производство → Напълнете запечатаното отделение → Работете (затворен цикъл)

↓

Следете налягането и чистотата → Откриване на течове → Възстановяване / рециклиране при поддръжка

↓

Извеждане от експлоатация → Възстановяване → Повторна обработка или унищожаване

SF6 е предназначен да работи в затворен цикъл. Изтичането по време на манипулиране, поддръжка и-изхвърляне-в края на-жизнения цикъл е основната грижа за околната среда-не е нормално при-сервизна работа вътре в запечатано оборудване.

Екологичен контекст и алтернативи

SF6 има потенциал за глобално затопляне (GWP) от ~23 500 за 100 години и живот в атмосферата от ~3200 години. Регламентът за F-газа на ЕС и подобни политики водят до:

Електрическото SF6 оборудване остава доминиращо в съществуващата HV/EHV инфраструктура-но новите поръчки все повече определят алтернативи без SF6-или с намалено съдържание на SF6.

Мониторинг и тестване на газ SF6 (приложения за поддръжка)

Правилното управление на SF6 изисква:

Huazheng произвежда тестери за чистота на SF6 газове, детектори за течове SF6 и всеобхватни анализатори за SF6 (напр. серия HZSF) за екипи за поддръжка на подстанции, управляващи GIS и паркове от прекъсвачи.