Содержание

Элегаз – это… Что такое Элегаз?

  • ЭЛЕГАЗ — см. в ст. Серы фториды …   Большой Энциклопедический словарь

  • элегаз — сущ., кол во синонимов: 1 • гексафторид (2) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 …   Словарь синонимов

  • элегаз — шестифтористая сера — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия Синонимы шестифтористая сера EN sulfur… …   Справочник технического переводчика

  • элегаз — см. Серы фториды. * * * ЭЛЕГАЗ ЭЛЕГАЗ, см. в ст. Серы фториды (см. СЕРЫ ФТОРИДЫ) …   Энциклопедический словарь

  • ввод «воздух-элегаз» — 3.1.1 ввод «воздух элегаз» : Конструктивное исполнение соединения конечного фидерного элемента комплектного распределительного устройства элегазового (КРУЭ) с воздушной линией электропередачи, гибкой или жесткой ошиновкой оборудования вне КРУЭ.

    … …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • ввод «кабель-элегаз» — 3.1.2 ввод «кабель элегаз» : Конструктивное исполнение соединения конечного фидерного элемента КРУЭ с кабельной линией. Источник: СТО 70238424.29.240.10.005 2011: Комплектные распределительные устройства элегазовые (КРУЭ). Условия поставки. Нормы …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • ввод «масло-элегаз» — 3.1.3 ввод «масло элегаз» : Конструктивное исполнение соединения конечного фидерного элемента КРУЭ непосредственно с масляным трансформатором. Источник: СТО 70238424.29.240.10.005 2011: Комплектные распределительные устройства элегазовые (КРУЭ).… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Фторид серы(VI) — Фторид серы(VI) …   Википедия

  • ввод — 3.1.9 ввод (bushing): Структура, содержащая один или более проводников на выводе из оболочки, изолирующая вывод и средства подсоединения (например, воздушные вводы). Источник …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • СТО 70238424.29.240.10.005-2011: Комплектные распределительные устройства элегазовые (КРУЭ). Условия поставки. Нормы и требования — Терминология СТО 70238424.29.240.10.005 2011: Комплектные распределительные устройства элегазовые (КРУЭ). Условия поставки. Нормы и требования: 3.1.1 ввод «воздух элегаз» : Конструктивное исполнение соединения конечного фидерного элемента… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Элегаз и его особенности – Промприбор-Р

    Элегаз представляет собой вещество неорганического происхождения, которое открыто в 1900 году. В России практическое изучение данного вещества датируется 30-ми годами прошлого столетия, когда ученым Б.М. Гохбергом были детально изучены электрические свойства этого газа.


    Физические свойства


    Этот газ не имеет запаха и цвета, а также является очень тяжелым (примерно в пять раз тяжелее воздуха). Элегаз состоит из таких химических элементов, как сера и фтор. При этом процентное соотношение этих элементов в веществе составляет:


    S –F
    21,95% − 78,05%

     

     


    Элегаз очень плохо растворяется в воде, но хорошо растворяется в органических веществах неполярной природы. Сам по себе газ совершенно не горюч и не проявляет токсических свойств. Однако продукты разложения этого газа, которые образуются при его нагревании до температуры 1100°С, очень ядовиты. Несмотря на то, что сам по себе этот газ не оказывает вредного воздействия на человека, при большом скоплении в помещении он может провоцировать кислородную недостаточность. Поэтому для промышленных помещений строго определена норма ПДК (Предельно Допустимой Концентрации) этого газа, которая составляет 5000 мг/м³.

     

    Элегаз не стареет, т. е. не меняет своих свойств с течением времени, при электрическом разряде распадается, но быстро рекомбинирует, восстанавливая первоначальную диэлектрическую прочность.


    При температурах до 1000 К элегаз инертен и нагревостоек, до температур порядка 500 К химически не активен и не агрессивен по отношению к металлам, применяемым в конструкции элегазовых распределительных устройств.

    В электрическом поле элегаз обладает способностью захватывать электроны, что обусловливает высокую электрическую прочность элегаза. Захватывая электроны, элегаз образует малоподвижные ионы, которые медленно разгоняются в электрическом поле.

    Эксплуатационная способность элегаза улучшается в равномерном поле, поэтому для эксплуатационной надежности конструкция отдельных элементов распределительных устройств должна обеспечивать наибольшую равномерность и однородность электрического поля.


    Молекулярная структура


    Молекулярная масса элегаза составляет 146,06, а его плотность равняется 0,1 МПа при условии, что газ находится при температуре, равной 273К. При изменении физико-химических условий окружающей среды элегаз способен переходить в различные агрегатные состояния (жидкое, твердое и газообразное).

     


    Молекулы элегаза обладают симметричной формой. Они достаточно компактны, что объясняется наличием атомов с отрицательным электрическим зарядом, которые обладают большим значением молекулярной массы. При этом в центральной части молекулы элегаза располагается атом серы, а вокруг него находятся атомы фтора. Примечательно, что эта молекула имеет форму октаэдра с шестью вершинами, на которых располагаются атомы фтора. Именно благодаря такой молекулярной структуре элегаз является химически инертным соединением. Он обладает очень слабой реакционной способностью даже при условиях, когда находится в смеси с другими газами.


    Применение элегаза


    В настоящее время элегаз широко используется в качестве изоляционного материала благодаря своей химической инертности. С его помощью обеспечивается надежная изоляция современного коммутационного оборудования. Благодаря внедрению элегаза в технологию производства такого оборудования удалось существенно повысить его надежность на различных производствах.
    В свою очередь, это привело к снижению расходов на эксплуатацию оборудования, а также значительно повысило безопасность для рабочего персонала. Современные элегазовые выключатели обладают простой конструкцией и длительным сроком эксплуатации. Высокая эффективность сделала элегаз самым распространенным веществом, применяемым в качестве дугогасящей среды для коммутационного оборудования.

    • как изолятор и теплоноситель в высоковольтной электротехнике;
    • как технологическая среда в электронной и металлургической промышленности;
    • в системах газового пожаротушения в качестве пожаротушащего вещества;
    • как хладагент благодаря высокой теплоёмкости, низкой теплопроводности и низкой вязкости;
    • для улучшения звукоизоляции в стеклопакетах;
    • в полупроводниковой промышленности для плазмохимического травления кремния.

    При вдыхании наблюдается эффект пониженной тональности голоса, противоположный действию гелия.

    Стоимость элегаза довольно высока, однако он нашёл достаточно широкое применение в технике, особенно в высоковольтной электротехнике.

    Он прежде всего используется как диэлектрик, то есть в качестве основной изоляции для комплектных распределительных устройств, высоковольтных измерительных трансформаторов тока и напряжения и др. Также элегаз используется как среда дугогашения в высоковольтных выключателях.

     

    Вредное воздействие  

    По степени воздействия на организм человека относится к малоопасным веществам (4-й класс согласно ГОСТ 12.1.007-76).

     

    Имеется возможность отравления продуктами распада элегаза (низшими фторидами), образующимися, например, при работе дугогасительных камер в высоковольтных выключателях.

     

    Потенциал разрушения озонового слоя ODP = 0.

     

    Потенциал глобального потепления GWP = 24 900 (регламентируется Киотским протоколом).

    Элегаз в распределительных устройствах среднего и высокого напряжения: использовать нельзя отказаться – Энергетика и промышленность России – № 22 (258) ноябрь 2014 года – WWW.EPRUSSIA.RU

    Газета “Энергетика и промышленность России” | № 22 (258) ноябрь 2014 года

    Гексафторид серы, более известный как элегаз, применялся на протяжении довольно продолжительного времени в разных отраслях – от производства спортивной обуви и теннисных мячей до автомобильных шин и стеклопакетов.
    Его применение в распределительных устройствах среднего и высокого напряжения берет свое начало еще в 1970-х годах, именно тогда оно доказало свою эффективность и открыло новые перспективы для отрасли –использование этого газа позволило разрабатывать более компактные устройства для распределения энергии. Это вещество имеет ряд общеизвестных достоинств, в числе которых нетоксичность, термическая стабильность, невысокая стоимость и, кроме того, непревзойденные электрические свойства. Мало кто поспорит с тем, что элегаз – это отличное изолирующее вещество, которое восстанавливает свою электрическую прочность в довольно короткие промежутки времени. Именно это сделало его незаменимым средством для гашения дуги, возникающей во время коммутаций.

    Однако у элегаза есть и недостатки, главным из которых стало его воздействие на окружающую среду–он может сохраняться в атмосфере до 3200 лет. Используя гексафторид серы сегодня, промышленные компании, равно как и другие, использующие это вещество, оказывают сильное негативное влияние на окружающую среду будущего. Поэтому применение элегаза ограничено или запрещено вовсе в большинстве отраслей.

    Однако, кроме негативного воздействия на окружающую среду, элегаз имеет и другие недостатки, на которые сегодня все больше обращают внимание руководители производств, особенно после того, как на рынке распределительных устройств среднего напряжения была найдена альтернатива в виде применения вакуумной технологии. Основные из этих недостатков – воздействие на здоровье персонала и риск возникновения проблем, связанных с безопасностью на предприятиях. Как уже отмечено выше, сам элегаз нетоксичен, но токсичными являются побочные продукты, которые выделяются при коммутационных процессах. Эти побочные продукты включают в себя такие вещества, как фтороводород (HF), тионилгалогенид (SOF2),фторид серы (SF4)и декафторид дисеры (S2F10). При эксплуатации оборудования в штатном режиме вырабатываемое количество этих веществ невелико, однако зачастую проблемы возникают при окончании эксплуатации устройства, демонтаже и утилизации оборудования.

    Кроме того, элегазовые распределительные устройства требуют обслуживания, недёшевы в эксплуатации.

    Учитывая все вышеописанное, можно смело сказать, что сегодня отказ от применения элегаза в системах среднего напряжения более чем обоснован, тем более что на рынке существуют альтернативы. Рынок наполнился продуктами безэлегазовых распределительных устройств среднего напряжения нового поколения. К примеру, компания Eaton разработала продукт Xiria, который основан на вакуумной технологии гашения дуги и комбинированной воздушной и твердой изоляции. Помимо незначительного воздействия на окружающую среду, вакуумные выключатели имеют и другие положительные характеристики: переключающие элементы не требуют технического обслуживания и обладают большим сроком службы. Отсутствие элегаза делает устройство по-настоящему необслуживаемым и, что не менее важно, ремонтопригодным. Все это позволяет производствам отказаться от использования элегаза уже сейчас.

    Остается, однако, открытым вопрос о поиске заменителя элегаза для систем высокого напряжения; подходящей альтернативы, которая по своим свойствам сможет составить конкуренцию гексафториду серы, здесь пока нет. Однако отрасль динамично развивается, и решение может быть найдено в самом ближайшем будущем.

    Элегаз – Энциклопедия по машиностроению XXL

    В настоящее время для высоковольтных конструкций наиболее широкое применение имеет элегаз. Впервые он  [c.90]

    Установлено, что превышение электрической прочности элегаза над прочностью воздуха не постоянно, оно зависит  [c.90]

    Уже известно на практике применение элегаза в выключателях на рабочее напряжение 750 кВ. Весьма перспективно применение элегаза в комплектных распределительных устройствах на разные напряжения.  [c.92]

    Рис. 3-5. Зависимость пробивного напряжения смеси элегаза и азота между шарами диаметром 5 см при переменном напряжении.

    Элегаз (гексафторид серы). . …… sf 2,3-2,5 -63,8  [c.50]

    Порог чувствительности течеискателя к утечке элегаза, фиксируемой с наибольшей эффективностью, составляет 7 10 ” м -Па/с.  [c.195]

    Воздушное принудительное Вода (6) Вода (элегаз)  [c.272]

    Азот используется в качестве диэлектрика в эталонных (измерительных) конденсаторах, кабелях (в смеси с элегазом).  [c.167]

    Контакты высоковольтных выключателей замыкают и размыкают электрические цепи в различных условиях на воздухе, в масле, в вакууме, в газовой среде (элегаз и др.).  [c.150]

    В последнее время промышленность начинает выпускать новые типы выключателей, в которых коммутация электрического тока осуществляется в вакууме или в объемах, заполненных газом (элегаз). Эти выключатели отличаются существенными преимуществами по сравнению с воздушными или масляными удобством обслуживания, большей надежностью и длительным сроком службы.[c.151]

    Серы гексафторид (элегаз) Углерода двуокись (углекислый газ)  [c.328]

    Газообразные. диэлектрики при атмосферном давлении обладают небольшой электрической прочностью по сравнению с жидкими и твердыми диэлектриками. Например,, электрическая прочность воздуха и азота при расстоянии. между электродами 1 см и более примерно 3 МВ/м, элегаза (SFs) — 7,5. МВ/м, т. е. на порядок меньше, чем у твердых диэлектриков. Тем. не менее газообразные диэлектрики широко применяются в электротехнике благодаря другим своим ценным свойствам, а также в силу того, что в ряде случаев их присутствие неизбежно. Например, воздух окружает большинство электротехнических установок, а в линиях электропередачи, высокого напряжен кия является основной изолирующей средой.  [c.43]

    Гексафторид серы (элегаз) SF, 146 —63,8 2,9  [c.49]

    Для развития разряда в газе основное значение имеет ионизация молекул. В молекулярных тяжелых газах, в частности в элегазе, возможны разные процессы ионизации. Наибольшее значение имеют следующие реакции  [c.50]


    Говоря о применении элегаза, следует иметь в виду его сравнительно высокую стоимость. В целях удешевления газовой изоляции часто применяют элегаз в смеси с более дешевым азотом. Такая смесь-обычно применяется в уст-]юйствах с большим заполняемым газом объемом, а также для работы при низких окружающих температурах. На рис. 3-5 показана зависимость пробивного напряжения смеси элегаза с азотом в зависимости от их соотношения. Из рис. 3-5 видно, что при данных условиях пробивное напряжение смеси, содержащей до 40 % азота, очень мало отличается от пробивного напряжения чистого элегаза.  [c.92]

    В конденсаторостроен Ий применение элегаза ограничивается главным образом высоковольтными (до 500 кВ) образцовыми конденсаторами. На качестве изоляции образцовых конденсаторов положительно сказываются высокая электрическая прочность элегаза под давлением, высокое удельное сопротивление, чрезвычайно малое значенце tg б, большая стабильность диэлектрической проницаемости. Ее малая величина в данном случае — фактор отрицательный (у всех газов относительная диэлектрическая проницаемость практически равна единице независимо от давления).  [c.92]

    Лучше всего требованиям к газам, применяемым в электроизоляционных конструкциях, удовлетворяют элегаз SFe и фреон СС12р.2. Гексафторэтан нельзя использовать при повышенных давлениях из-за низких критических параметров (Я р 3,3 МПа, Т -= —24 °С).  [c.193]

    Сжатый может непосрелственно поступать в изоляцию кабеля (зазоры между лентами бумаги, пространство между проволоками внутри жилы) либо, не соприкасаясь с изоляцией, оказывать на нее давление через специальное устройство (мембрану). Заполнение газонаполненных кабелей производится, как правило, сухим и очищенным от примесей азотом. В некоторых случаях используется смесь азота и элегаза (SiFe), которая имеет большую электрическую прочность.  [c.264]

    Из этой таблицы видно, что наибольшую прочность имеют галоидпро-изводные, из которых заслуживают внимания, в первую очередь, элегаз, фреон, трнхлорфторметан, фторфеиантрен.[c.50]

    Для регистрации утечек электроотрицательных пробных веществ в атмосферу, в частности утечек элегаза, может быть применен течеискатель, называемый плазменным и реагиру-. ющий на пробные вещества изменением частоты срыва высокочастотного генератора [9. Через стеклянную трубку-натекатель, находящуюся в поле плоского конденсатора, при помощи механического вакуумного насоса прокачивается с определенной скоростью воздух, отбираемый от испытуемой поверхности, так что в трубке поддерживается давление 10. .. 30 Па. Высокочастотный генератор ионизирует газ внутри трубки. Возникает тлеющий разряд, демпфирующий контур и срывающий высокочастотную генерацию. Происходит рекомбинация ионов, повышающая добротность контура. Генератор вновь возбуждается и процесс повторяется с определенной частотой. Появление в трубке электроотрицательного вещества изменяет скорость рекомбинации ионов, частота срывов возрастает пропорционально концентрации примеси.  [c.195]

    Параметр Воз- дух Азот N, Кисло- род о, Водо- род н. У голь-ный ангидрид СО, Метан СН, Элегаз SF. Гелии Не Неон Ne Аргон Аг Кгнп- тпн Кг Ксенон Хе  [c.91]

    Так, гексафторид серы (шестифтористая сера) SF имеет электрическую прочность примерно в 2,5 раза выше, чем у воздуха в связи с этим гексафторид серы был назван впервые исследовавшим этот газ советским ученым Б. М. Гохбергом эяе-гавом (сокращение от слов электричество и газ ). На рис. 6-1 приведены значения пробивного напряжения между двумя металлическими дисковыми электродами с закругленными краями в воздухе и в элегазе в зависимости от абсолютного давления газа. Как видно из табл. 6-1, элегаз примерно в 5,1 раза тяжелее воздуха и обладает низкой температурой кипения он может быть сжат (при нормальной температуре) до давления 2 МПа без сжижения. Элегаз нетоксичен, химически стоек, не разлагается при нагреве до 800 °С, его с успехом можно использовать в конденсаторах, кабелях и т. п. Особенно велики преимущества элегаза при повышенных давлениях (рис. 6-2).  [c. 92]

    Дихлордифторметан СС1гРг — так называемый хладон-12, имеет электрическу. о прочность, близкую к электрической прочности элегаза, но его температура кипения всего лишь 242,7 К (—30,5 °С), и он при нормальной температуре может быть сжат без сжижения лишь до 0,6 МПа. Хладон-12 вызывает коррозию некоторых твердых органических электроизоляционных материалов, что надо иметь в виду при конструировании электрических холодильников.  [c.92]


    Значительную сложность напряжение переменного тока 1150 кВ представляет для конструкции подстанций. С целью поиска путей устранения этих трудностей проводятся исследования использования элегаза в качестве изоляции, что позволит перейти к закрытым распредустройствам подстанций.  [c.239]

    В последние годы освоено серийное производство комплектных распределительных устройств (КРУ) с эле-газовой изоляцией на напряжение ПО кВ, которые включают в себя комплекс аппаратов высокого напряжения, обычно применяемых для формирования электрических РУ (выключатели, разъединители, заземлите-лп, трансформаторы тока и напряжения, вводы, сборные шины, разрядники, токопроводы), собранных в металлической оболочке, заполненной шестифтористой серой (элегазом) при небольшом избыточном давлении. Благодаря лучшим изоляционным и дугогасящим свойствам элегаза такие РУ вплоть до сверхвысоких напряжений имеют небольшие габариты (например, объем элегазо-вого РУ 500 кВ почти в 70 раз меньше открытого).  [c.260]

    Элегаз используется в качестве эффективной изолирующей среды в высоковольтных выключателях, разъединителях, трансформаторах тока и напряжения, кабелях, измерительных конденсаторах, а также в элегазовых комплектных распределительных устройствах.  [c.167]

    Использование газовой защиты металла в процессе его расплавления и разливки потребовало применить конструкцию печи с герметичной крЕППкой. Защитный газ под давлением примерно 50 кПа подается в пространство между зеркалом металла и крышкой печи, а также в сифон. Для создания защитной атмосферы применяют шестифтористую серу (элегаз), предварительно смешанную с воздухом, или сернистый ангидрид в чистом виде.  [c.369]

    На рис. 3.6 представлена зависимость электрической прочности, деленной на давление, от произведения давления на междуэлект-родное расстояние в однородном поле для эле-газа и хладона. Здесь же для сравнения дана аналогичная зависимость для воздуха. Как видим, электрическая прочность элегаза и хладона по отношению к воздуху хотя и снижается с Уменьшением рк, но все же остается достаточно высокой.  [c.49]

    Из высокопрочных газов наиболее широкое распространение к настоящему времени нашел газ SFe (элегаз), основные свойства которого будут приведены ниже. Из других вы-еокспрочвых газов следует отметить перфтори-рованные углеводороды, т. е. углеводороды, в которых все атомы водорода заменены атома-  [c.50]

    Как уже отмечалось выше, по комплексу свойств, необходимому для применения газа в сильноточной электротехнике, наиболее ценным является элегаз. Молекула элегаза содержит шесть атомов фтора, расположенных в вершинах правильного октаэдра, и атом серы, находящийся в центре молекулы. Симметричное строение молекулы, ковалентная связь между атомами, оптимальное соотношение между радиусами фтора и серы обеспечивают вясокую стабильность и химическую инертйость этого соединения, исключают гидролиз элегаза водой или щелочными растворами.[c.50]


    Электротехнические материалы (1985) — [ c.91 , c.92 ]

    Конструкционные материалы Энциклопедия (1965) — [ c.280 ]

    Справочник по электротехническим материалам Т1 (1986) — [ c.44 , c.45 , c.50 , c.53 , c.55 , c.56 , c.63 , c.74 ]

    Электротехнические материалы Издание 6 (1958) — [ c.35 , c.36 ]

    Химия и радиоматериалы (1970) — [ c. 98 ]

    Материалы в радиоэлектронике (1961) — [ c.103 ]

    Электротехнические материалы Издание 5 (1969) — [ c.124 , c.125 ]

    Электротехнические материалы (1952) — [ c.26 ]

    Справочник по электротехническим материалам (1959) — [ c.100 ]



    HydroMuseum – Элегаз

    Элегаз

    Элегаз – тяжелый газ, при нормальных условиях в 5 раз тяжелее воздуха. Соединение было впервые получено и описано Анри Муассаном в ходе своих работ по изучению химии фтора. В нем содержится 21,95 % серы и 78,05 % фтора. При нормальном давлении элегаз может находиться в любом из трех агрегатных состояний, в зависимости от температуры.

    Название «элегаз» шестифтористая сера получила от сокращения «электрический газ». Уникальные свойства элегаза были открыты в России, его применение также началось в России. В 30-х годах известный ученый Б. М. Гохберг исследовал электрические свойства ряда газов и обратил внимание на некоторые свойства шестифтористой серы SF6. Электрическая прочность при атмосферном давлении и зазоре 1 см составляет Е=89 кВ/см. Характерным является очень большой коэффициент теплового расширения и высокая плотность. Это важно для энергетических установок, в которых проводится охлаждение каких-либо частей устройства, так как при большом коэффициенте теплового расширения легко образуется конвективный поток, уносящий тепло.

    В центре молекулы элегаза расположен атом серы, а на равном расстоянии от него в вершинах правильного октаэдра располагаются шесть атомов фтора. Это определяет высокую эффективность захвата электронов молекулами, их относительно большую длину свободного пробега и слабую реакционную способность. Поэтому элегаз обладает высокой электрической прочностью.

    Элегаз безвреден в смеси с воздухом. Однако вследствие нарушения технологии производства элегаза или его разложения в аппарате под действием электрических разрядов (дугового, коронного, частичных) в элегазе могут возникать чрезвычайно активные в химическом отношении и вредные для человека примеси, а также различные твердые соединения, оседающие на стенах конструкции. Интенсивность образования таких примесей зависит от наличия в элегазе примесей кислорода и особенно паров воды.

    Некоторое количество элегаза в электротехнической аппаратуре разлагается в процессе нормальной работы — например, коммутация тока 31.5 кА в выключателе 110 кВ приводит к разложению 5-7 см³ элегаза на 1 кДж выделяемой в дуге энергии.

    Стоимость элегаза достаточно высока, однако он нашёл достаточно широкое применение в технике, особенно в высоковольтной электротехнике. Он прежде всего используется как диэлектрик, то есть в качестве основной изоляции для комплексных распределительных устройств, высоковольтных измерительных трансформаторов тока и напряжения и др.  Также элегаз используется как среда дугогашения в высоковольтных выключателях.

    Основные преимущества элегаза перед его основным «конкурентом», трансформаторным маслом, это:

    • взрыво- и пожаробезопасность;
    • снижения массогабаритных показателей конструкции за счет уменьшения изоляционных промежутков и улучшенных условий охлаждения токоведущих частей.

    Элегаз и его свойства | Онлайн журнал электрика

    Элегаз — электротехнический газ — представляет собой шестифтористую серу SF6 (шестифтор). Элегаз является главным изолятором в элементах ячеек с элегазовой изоляцией.

    При рабочих давлениях и обыкновенной температуре элегаз — тусклый газ, без аромата, не горюч, в 5 раз тяжелее воздуха (плотность 6,7 против 1,29 у воздуха), молекулярная масса также в 5 раз больше, чем у воздуха. Элегаз не стареет, т. е. не меняет собственных параметров со временем, при электронном разряде распадается, но быстро рекомбинирует, восстанавливая первоначальную диэлектрическую крепкость.

    При температурах до 1000 К элегаз инертен и нагревостоек, до температур порядка 500 К химически не активен и не агрессивен по отношению к металлам, используемым в конструкции элегазовых распределительных устройств.

    В электронном поле элегаз обладает способностью захватывать электроны, что обусловливает высшую электронную крепкость элегаза. Захватывая электроны, элегаз образует неподвижные ионы, которые медлительно разгоняются в электронном поле.

    Эксплуатационная способность элегаза улучшается в равномерном поле, потому для эксплуатационной надежности конструкция отдельных частей распределительных устройств должна обеспечивать самую большую равномерность и однородность электронного поля.

    В неоднородном поле возникают местные перенапряженности электронного поля, которые вызывают коронирующие разряды. Под действием этих разрядов элегаз разлагается, образуя в собственной среде низшие фториды (SF2, SF4), вредоносно действующие на конструкционные материалы комплектных распределительных элегазовых устройств (КРУЭ).

    Во избежание разрядов все поверхности отдельных частей железных деталей и экранов ячеек производятся незапятнанными и гладкими и не обязаны иметь шероховатостей и заусенцев. Обязательность выполнения этих требований диктуется тем, что грязь, пыль, железные частички также делают местные напряженности электронного поля, а при всем этом усугубляется электронная крепкость элегазовой изоляции.

    Высочайшая электронная крепкость элегаза позволяет уменьшить изоляционные расстояния при маленьком рабочем давлении газа, в итоге этого миниатюризируется масса и габариты электротехнического оборудования. Это, в свою очередь, дает возможность уменьшить габариты ячеек КРУЭ, что очень принципиально, к примеру, для условий севера, где каждый кубический метр помещения стоит очень недешево.

     

    Высочайшая диэлектрическая крепкость элегаза обеспечивает высшую степень изоляции при малых размерах и расстояниях, а отличные способность гашения дуги и охлаждаемость элегаза наращивают отключающую способность коммутационных аппаратов и уменьшают нагрев токоведущих частей.

    Применение элегаза позволяет при иных равных условиях прирастить токовую нагрузку на 25% и допустимую температуру медных контактов до 90°С (в воздушной среде 75°С) благодаря хим стойкости, негорючести, пожаробезопасности и большей охлаждающей возможности элегаза.

    Недостатком элегаза является переход его в жидкое состояние при сравнимо больших температурах, что определяет дополнительные требования к температурному режиму элегазового оборудования в эксплуатации. На рисунке приведена зависимость состояния элегаза от температуры.

    Диаграмма состояния элегаза зависимо от температуры

    Для работы элегазового оборудования при отрицательной температуре минус 40 гр. С нужно, чтоб давление элегаза в аппаратах не превышало 0,4 МПа при плотности менее 0,03 г/см3.

    При повышении давления элегаз будет сжижаться при более высочайшей температуре, потому для увеличения надежности работы электрического оборудования при температурах приблизительно минус 40°С его следует подогревать (к примеру, бак элегазового выключателя во избежание перехода элегаза в жидкое состояние нагревают до плюс 12°С).

    Дугогасительная способность элегаза при иных равных условиях в пару раз больше, чем воздуха. Это разъясняется составом плазмы и температурной зависимостью теплоемкости, тепло- и электропроводности.

    В состоянии плазмы молекулы элегаза распадаются. При температурах порядка 2000 К теплоемкость элегаза резко возрастает вследствие диссоциации молекул. Потому теплопроводимость плазмы в области температур 2000 — 3000 К существенно выше (на два порядка), чем воздуха. При температурах порядка 4000 К диссоциация молекул уменьшается.

    В то же время образующаяся в дуге элегаза атомарная сера с низким потенциалом ионизации содействует таковой концентрации электронов, которая оказывается достаточной для поддержания дуги даже при температурах порядка 3000 К. При предстоящем росте температуры теплопроводимость плазмы падает, достигая теплопроводимости воздуха, а потом опять возрастает. Такие процессы уменьшают напряжение и сопротивление пылающей дуги в элегазе на 20 — 30% по сопоставлению с дугой в воздухе прямо до температур порядка 12 000 — 8000 К. При предстоящем понижении температуры плазмы (до 7000 К и ниже) концентрация электронов в ней миниатюризируется, в итоге электронная проводимость плазмы падает.

    При температурах 6000 К очень миниатюризируется степень ионизации атомарной серы, усиливается механизм захвата электронов свободным фтором, низшими фторидами и молекулами элегаза.

    При температурах порядка 4000 К диссоциация молекул завершается и начинается рекомбинация молекул, плотность электронов еще более миниатюризируется, потому что атомарная сера химически соединяется с фтором. В этой области температур теплопроводимость плазмы еще значимая, идет остывание дуги, этому содействует также удаление свободных электронов из плазмы за счет захвата их молекулами элегаза и атомарным фтором. Электронная крепкость промежутка равномерно возрастает и в конечном счете восстанавливается.

    Особенность гашения дуги в элегазе состоит в том, что при токе, близком к нулевому значению, узкий стержень дуги еще поддерживается и обрывается в последний момент перехода тока через нуль. К тому же после прохода тока через нуль остаточный столб дуги в элегазе активно охлаждается, в том числе за счет еще большего роста теплоемкости плазмы при температурах порядка 2000 К, и электронная крепкость стремительно возрастает. 

    Нарастание электронной прочности элегаза (1) и воздуха (2)

    Такая стабильность горения дуги в элегазе до малых значений тока при относительно низких температурах приводит к отсутствию срезов тока и огромных перенапряжений при гашении дуги.

    В воздухе электронная крепкость промежутка в момент прохождения тока дуги через нуль больше, но из-за большой неизменной времени дуги у воздуха скорость нарастания электронной прочности после прохождения значения тока через нуль меньше.

    Элегаз – свойства и применение

    В качестве основного изолятора в электротехнических установках широко применяется смесь фтора и серы, известная как элегаз. При обычной температуре и рабочем давлении он не имеет цвета и запаха, не горючий и практически в 5 раз плотнее и тяжелее воздуха. Свойства элегаза остаются неизменными в течение неограниченного времени. При попадании в его среду электрического разряда, вначале происходит распад, а затем быстрое восстановление первоначальной диэлектрической прочности. Благодаря своим качествам, элегаз используется в элегазовых устройствах гашения электрической дуги и является основой элегазовой изоляции.

    Физическая и химическая природа элегаза

    С точки зрения химии элегаз представляет собой чрезвычайно инертное соединение. Он не реагирует на кислоты и щелочи, окислители и восстановители. Данное вещество обладает повышенной устойчивостью к расплавленным металлам, слаборастворимо в воде и вступает во взаимодействие только с органическими растворителями.

    Для распада этого соединения необходима температура 1100 градусов и выше. Продуктами распада являются газообразные составляющие, обладающие токсичностью и специфическим резким запахом. Накапливаясь в помещении, элегаз может вызвать кислородную недостаточность. В целом он относится к малоопасным веществам с предельно допустимой концентрацией в помещении – 5000 мг/м3, а на открытом воздухе – 0,001 мг/м3.

    При захвате соединением электронов, происходит образование малоподвижных ионов. В результате, существенно снижается количество носителей заряда. Их разгон в электрическом поле крайне замедленный, что препятствует образованию и развитию электронных лавин. За счет этого элегаз обладает высокой электрической прочностью. Увеличенное давление способствует росту электрической прочности пропорционально действующему давлению. Нередко этот показатель превышает аналогичный параметр у жидких и твердых диэлектрических материалов.

    Существенным недостатком элегаза является потеря его изоляционных качеств и переход в жидкое состояние под действием низких температур. Поэтому к температурному режиму элегазовых установок предъявляются дополнительные требования. Одним из наиболее подходящих вариантов выхода из подобных ситуаций служит смешивание элегаза с другими видами газов, например, с азотом. Другой способ заключается в использовании системы подогрева, существенно повышающей надежность оборудования при температурах минус 40 и ниже.

    Элегаз – востребованное соединение

    Высокие номинальные напряжения и ток приводят к тому, что при создании оборудования возникают проблемы. Они связаны с высоким давлением воздуха, что обуславливает необходимость значительных затрат на обеспечение механической прочности устройств.

    Рациональным решением этой задачи является использование специального газа вместо воздуха. Такое вещество должно характеризоваться большей электрической прочностью и способностью отключения. Элегаз стал оптимальным выбором для этой цели.

    Дугогасительные качества элегаза

    При всех одинаковых условиях элегаз обладает значительно большей дугогасительной способностью, по сравнению с обычным воздухом. Основными факторами являются состав плазмы, плотность элегаза, а также теплоемкость, тепло- и электропроводность, находящиеся между собой в температурной зависимости.

    При достижении состояния плазмы, наступает распад молекул элегаза. Когда температура достигает 2000 К, происходит резкое увеличение теплоемкости из-за молекулярной диссоциации. Поэтому в температурном промежутке между 2000 и 3000 К теплопроводность плазмы во много раз увеличивается по сравнению с обычным воздухом. При достижении температуры 4000 К диссоциация молекул начинает уменьшаться.

    Одновременно в дуге элегаза образуется атомарная сера. Ее низкий потенциал ионизации вызывает такую концентрацию электронов, которая способна поддерживать дугу даже при температуре 3000 К. Дальнейшее повышение температуры приводит к падению теплопроводности плазмы, в результате этот параметр становится таким же, как и у воздуха. Далее вновь происходит увеличение теплопроводности.

    За счет этих процессов сопротивление и напряжение горящей дуги в элегазе снижается примерно на 20-30% относительно дуги, возникающей в воздухе. Подобное состояние удерживается вплоть до температур от 8 до 12 тыс. градусов. Когда температура плазмы начинает снижаться до 7000 К и далее, в ней соответственно уменьшается концентрация электронов, что приводит к падению электрической проводимости плазмы.

    Применение элегаза в энергетике

    Благодаря своим выдающимся электрическим характеристикам и свойствам элегаз нашел широкое применение в энергетике, в частности, элегаз выступает в качестве изолятора и теплоносителя в высоковольтной энергетике. Он используется в КРУ, высоковольтных трансформаторах тока и напряжения, высоковольтных выключателях.

    Фирма eaton об использовании элегаза в своем оборудовании

    В 2013 году фирма eaton выпустила ведиоролик, в котором рассказала о своем видении элегаза в энергетике.

    И на последок немного необычных свойств элегаза

    Что будет, если втянут чистый элегаз в легкие, а потом заговорить? Ответ в видео ниже.

    Опубликованно 6 мая, 2021 автором adminmysl. Запись опубликована в рубрике история открытия, научные изобретения, научные открытия, научные факты с метками история науки, энергетика, энергия. Добавьте в закладки постоянную ссылку.

    Теория Великого обьединения

    Полупроводники P-n типа

    Промышленное получение элегаза

    В основе промышленного метода производства элегаза заложена прямая реакция между газообразным фтором и расплавленной серой. В этом случае сера сжигается в потоке фтора при температуре 138-149С в специальной крекинг-печи, представляющей собой стальной горизонтальный реактор. Данное устройство состоит из камеры загрузки и камеры сгорания, разделенных между собой перегородкой. Камера загрузки оборудована люком, через который загружается сера и электрическим нагревателем для плавления.

    В камере сгорания имеется сопло, охлаждаемое водой, через которое подается фтор. Здесь же установлена термопара и конденсатор для возгонов серы. Сама сера в расплавленном виде подается из камеры загрузки в камеру сгорания через специальное отверстие, расположенное в нижней части перегородки. Отверстие оказывается закрыто расплавленной серой, что предотвращает попадание фтора в камеру загрузки.

    Данный реактор, несмотря на простую конструкцию, обладает некоторыми отрицательными качествами. Сера фторируется на поверхности расплава, из-за этого в большом количестве выделяется тепло. Под его воздействием, а также под влиянием фтора, происходит усиленная коррозия реактора на границе разделения производственного цикла. Поэтому, когда производительность реактора увеличивается, появляется необходимость в отводе тепла в большом количестве и выборе материала для реактора, устойчивого к коррозии.

    Преимущества и недостатки использования ЭВ

    Элегазовые выключатели, как и другие типы электрораспределительных устройств, имеют ряд преимуществ и недостатков. При выборе установки производят необходимые расчеты и, кроме технических характеристик и конструкционных особенностей, учитывают плюсы и минусы моделей.
    Галерея изображений

    Фото из

    Универсальное применение в высоковольтных системах

    Оперативность выполнения рабочих функций

    Надежность и долговечность конструкции

    Работают с током высокого напряжения

    Выключатели элегазового типа функционируют в сложных условиях с периодическими вибрациями, низкими температурами (с подогревом), в пожароопасных зонах.

    К недостаткам относят высокую стоимость наполнителя – элегаза, специфику монтажа на щит или фундамент, необходимость определенной квалификации операторского состава.

    Первые безэлегазовые КРУ

    Рис. 1. Электротехнический завод компании Eaton в Хенгело (Нидерланды)

    В 1907 г. в городе Хенгело (Нидерланды) начал работать электротехнический завод Holec, в дальнейшем приобретенный компанией Eaton (рис. 1), и в 1955 г. на рынок было выведено первое безэлегазовое устройство Magnefix. Первичная изоляция системы Magnefix состоит из эпоксидной смолы с порошкообразным кварцем в качестве наполнителя. Это обеспечивает очень низкий коэффициент диэлектрических потерь (в том числе при высоких температурах), высокое напряжение пробоя изоляции, низкое поглощение влаги, высокое сопротивление току утечки и высокую механическую прочность. Изоляция из эпоксидной смолы также обеспечивает защиту от атмосферных и климатических воздействий. Кроме того, этот материал стойкий по отношению к вибрациям, ударам и не подвержен старению. Благодаря своей высокой механической прочности эпоксидная смола является еще и отличным конструкционным материалом, что позволяет добиться компактных размеров устройства. Компактность и полностью закрытая изоляцией конструкция оборудования Magnefix позволяет устанавливать его в малогабаритных помещениях, что, в свою очередь, позволяет экономить на стоимости здания.

    Все эти преимущества делают КРУ Magnefix нестареющим устройством, спрос на которое наблюдается уже более 60 лет. В настоящее время оно применяется в основном на децентрализованных трансформаторных пунктах, высотных зданиях, для подключения потребителей, ветровых генераторов, а также для электроснабжения сигнального и защитного оборудования вдоль железнодорожных путей.

    Физико-химические показатели по ТУ 6-02-1249-83 «Элегаз повышенной чистоты»

    ПоказательЭлегаз повышенной чистоты
    нормафактическое значение *
    Массовая доля гексафторида серы [SF6], не менее99,9 %99,99 %
    Массовая доля примесейкислород [O2], азот [N2], воздух (суммарно), не более0,05 %0,01 %
    тетрафторметан [CF4], не более0,05 %< 0,0002 %
    Массовая доля воды, не более0,0015 %< 0,0005 %
    Кислотность в пересчете на массовую долю фтористого водорода [HF], не более0,00003 %< 0,00001 %
    Массовая доля гидролизуемых фторидов в пересчете на массовую долю фтористого водорода [HF], не более0,0001 %< 0,00002 %

    * — в большинстве случаев содержание примесей в элегазе, изготавливаемом по данному ТУ, существенно меньше допускаемых нормативных значений

    2.

    1. 2. Краткая история использования элегаза

    Синтез гексафторида серы впервые был произведен в Париже в 1900 г

    учёными Муассаном и Лебо . Фтор, полученный электролизом, вступал во взаимодействие с серой, и в результате экзотермической реакции получался достаточно устойчивый газ. Со временем были определены физические и химические свойства газа, опубликованные Придо (1960), Шлумбом и Гемблом (1930), Клеммом и Хенкелем (1932 — 1935), Естом и Клауссоном (1933). В их работах особое внимание уделялось химическим и диэлектрическим свойствам газа. Первое исследование для целей промышленного применения было произведено компанией General Electric в 1937 году. Результаты этого исследования показали, что газ можно использовать в качестве изоляционной среды в электроэнергетике. В 1939 году Томсон-Хьюстон запатентовал принцип применения газа SF6 для изоляции кабелей и конденсаторов. После Второй мировой войны различные публикации и способы применения стали быстро появляться один за другим:

    1. 1947 — работа по использованию элегаза для изоляции трансформаторов;
    2. 1948 — развитие промышленного производства SF6 в США;
    3. 1960 — организация серийного производства SF6 для строительства электростанций в США и Европе, совпадающая с появлением первых элегазовых выключателей и коммутационных аппаратов высокого и сверхвысокого напряжения;
    4. 1966 — первая подстанция с элегазовой изоляцией введена в эксплуатацию в районе Парижа и т. д.

    В последнее время газ SF6 принят для использования в коммутационной аппаратуре среднего напряжения, контакторах и автоматических выключателей, охватывая все потребности распределения электроэнергии.

    Экологически безопасные технологии — тренд будущего

    Использование экологически безопасного оборудования помогает оптимизировать производственные процессы и значительно повышает уровень безопасности производств. Именно это сейчас является приоритетной задачей как для государства, так и для предприятий в самых разных отраслях промышленности. Сегодня уже существуют технологии, которые не только не уступают, но и по некоторым параметрам превосходят элегазовые аналоги. Они применяются в производственных, коммунальных и коммерческих предприятиях, а также шахтных, морских и береговых электроустановках. Темпы перехода на экологически безопасное оборудование постепенно увеличиваются, этот процесс охватывает все больше предприятий. Несмотря на то, что говорить о полном отказе от применения элегаза пока еще преждевременно, экологически безопасные решения открывают большие возможности для новых технологических разработок.

    Дополнительная информация[ | ]

    Если наполнить гексафторидом серы открытый сверху сосуд (так как газ тяжелее воздуха, то он не будет «выливаться» из сосуда) и поместить туда лёгкую лодочку, сделанную, например, из фольги, то лодочка будет держаться на поверхности и не «утонет». Этот опыт был показан в передаче «Разрушители легенд» как фокус с «прозрачной водой»[13].

    Также высокая плотность газа приводит к комичному эффекту при его вдыхании — голос становится очень низким и грубым, подобно голосу Дарта Вейдера. Опыт также демонстрировался в «Разрушителях легенд». Аналогичный эффект создаёт и ксенон. А гелий, который в 6 раз легче воздуха, при вдыхании, наоборот, создаёт тонкий и писклявый голос.

    Принцип действия и область применения

    За счет чего работает элегазовый выключатель большого напряжения? За счет изолированности фаз между собой посредством элегаза. Принцип работы механизма следующий: при поступлении сигнала об отключении электрического оборудования, контакты каждой камеры размыкаются. Встроенные контакты создают электрическую дугу, которая размещается в газовой среде.

    Эта среда разделяет газ на отдельные частицы и компоненты, а из-за высокого давления в резервуаре, сама среда снижается. Возможное применение дополнительных компрессоров, если система работает на низком давлении. Тогда компрессоры усиливают давление и образовывают газовое дутье. Также используется шунтирование, применение которого необходимо для выравнивания тока.

    Обозначение на схеме ниже указывает расположения каждого элемента в механизме выключателя:

    Что касается моделей бакового вида, так в них контроль осуществляется с помощью приводов и трансформаторов. Для чего нужен привод? Его механизм является регулятором и его назначение заключается в том, чтобы включать или выключать электроэнергию и, если необходимо, удерживать дугу на установленном уровне.

    Приводы делятся на пружинные и пружинно-гидравлические. Пружинные обладают большой степенью надежности и имеют простой принцип работы: вся работа делается благодаря механическим деталям. Пружина способна под действием специального рычага сжимать и разжиматься, а также фиксироваться на установленном уровне.

    Пружинно-гидравлические приводы выключателей дополнительно имеют в конструкции гидравлическую систему управления. Такой привод считается более эффективным и надежным, ведь пружинное устройство может само изменить уровень фиксатора.

    Правила подключения и обслуживания ЭВ

    Все действия, касающиеся монтажа, включения/выключения, ремонта и обслуживания элегазовых устройств, подчиняются строгим правилам, которые регламентированы ПУЭ 1.8.21.

    Для подключения установки необходимо проверить наличие минимального давления в газонаполненной камере, иначе выключатель выйдет из строя. Чтобы предотвратить повреждения, установлена сигнализация, которая срабатывает при критическом понижении параметров давления. Уровень давления можно отследить с помощью манометра.

    В шкафу привода установлены нагревательные элементы, эффективно препятствующие возникновению конденсата на элементах механизма. Оператору необходимо следить, чтобы нагреватели постоянно находились во включенном состоянии.

    Осмотр установки производится каждый день в светлое время суток и примерно 2 раза в месяц в темное время суток. Если произошло аварийное отключение по одной из причин, требуется внеплановый осмотр

    В процессе осмотра выключателя необходимо проверить наружную защиту, удалить загрязнения, исправить повреждения. Если нагреваются контакты, следует выяснить причину. При наличии треска, подозрительного шума нужно выявить источник. Металлическая монтажная конструкция одновременно является частью заземляющего контура, поэтому следует проверять ее целостность.

    Обязательно снимаются показатели манометра. Давление должно соответственно норме, рассчитанной производителем. Необходимо проверить исправность регулирующих и контролирующих приборов, а при выходе из строя одного или нескольких элементов принять меры – совершить замену или отправить в ремонт.

    Если давление газа уменьшилось, следует пополнить камеру элегазом. Изоляция в чистке не нуждается, так как конструкция полностью герметична.

    Основы гексафторида серы (SF6) | Агентство по охране окружающей среды США

    На этой странице:


    Парниковый газ

    Гексафторид серы (SF 6 ) представляет собой синтетическое фторированное соединение с чрезвычайно стабильной молекулярной структурой. Из-за его уникальных диэлектрических свойств электроэнергетические компании в значительной степени полагаются на SF 6 в электроэнергетических системах для электрической изоляции напряжения, прерывания тока и гашения дуги при передаче и распределении электроэнергии.Тем не менее, это также самый мощный из известных на сегодняшний день парниковых газов. За 100-летний период SF 6 в 22 800 раз эффективнее улавливает инфракрасное излучение, чем эквивалентное количество углекислого газа (CO 2 ). SF 6 также является очень стабильным химическим веществом, время жизни в атмосфере которого составляет 3200 лет. Выбрасываемый газ накапливается в атмосфере в практически не разложившемся состоянии в течение многих столетий. Таким образом, относительно небольшое количество SF 6 может оказать значительное влияние на глобальное изменение климата.

    Дополнительная информация о долгоживущих фторированных парниковых газах, их выбросах, источниках выбросов и тенденциях доступна на странице обзора парниковых газов Агентства по охране окружающей среды.

    Использование в электроэнергетических системах

    С 1950-х годов электроэнергетическая промышленность США использовала SF 6 в автоматических выключателях, подстанциях с элегазовой изоляцией и других распределительных устройствах, используемых в системе передачи для управления высоким напряжением, передаваемым между генерирующими станциями и центрами нагрузки клиентов.Разъединители и заземляющие выключатели используют SF 6 в первую очередь для изоляции, а по отдельности они содержат лишь немногим меньше SF 6 , чем автоматический выключатель. Эти устройства используются для изоляции частей системы передачи, где ток был прерван (с помощью автоматического выключателя). На подстанциях с газовой изоляцией также используется значительное количество SF 6 , а в установках GIS используются выключатели с изоляцией SF 6 , сборные шины и контрольное оборудование. Наиболее широко SF 6 используется в высоковольтных выключателях, где, помимо обеспечения изоляции, SF 6 используется для гашения дуги, образующейся при размыкании выключателя, находящегося под напряжением.

    На выбросы SF 6 из электроэнергетических систем влияет несколько факторов, таких как тип и возраст оборудования, содержащего SF 6 (например, старые выключатели могут содержать до 2000 фунтов SF 6 , в то время как современные выключатели обычно содержат менее 100 фунтов), а также процедуры обращения и обслуживания, применяемые в электроэнергетических компаниях. Из-за длительного срока службы и высокого потенциала глобального потепления (ПГП) даже относительно небольшое количество SF 6 может повлиять на климат.

    Электроэнергетика может снизить национальные выбросы SF 6 за счет рентабельных операционных улучшений и модернизации оборудования. За счет улучшения утечки нового оборудования, ремонта старого оборудования и использования более эффективных методов эксплуатации и технического обслуживания коммунальные предприятия часто находят экономичные решения для сокращения выбросов SF 6 .

    В рамках партнерства EPA делится информацией о передовых методах управления и технических вопросах, способствующих сокращению выбросов.Вот некоторые экономически эффективные варианты сокращения выбросов SF 6 :

    • Обнаружение и ремонт утечек
    • Использование оборудования для вторичной переработки
    • Образование / обучение сотрудников

    Сокращение выбросов SF 6 помогает электроэнергетическим системам:

    • Экономьте деньги – покупка SF 6 может быть дорогостоящей, поэтому сокращение выбросов может сэкономить деньги.
    • Повышение надежности сети – использование улучшенного оборудования SF 6 и методов управления помогает защитить надежность и эффективность системы.
    • Защитите окружающую среду – SF 6 – самый сильный из известных парниковых газов. Он в 22 800 раз эффективнее улавливает инфракрасное излучение, чем эквивалентное количество CO 2 , и остается в атмосфере в течение 3200 лет.

    Общие источники выбросов

    SF 6 используется в различных отраслях промышленности, в том числе:

    • Оборудование для передачи и распределения электроэнергии
    • Производство электроники / полупроводников
    • производство магния

    Самый распространенный и самый крупный источник выбросов SF 6 как внутри страны, так и за рубежом – это электрический изолятор в высоковольтном оборудовании, которое передает и распределяет электричество.Приблизительно 71 процент всех выбросов SF 6 в Соединенных Штатах приходится на сектор передачи и распределения электроэнергии в 2019 году, согласно Инвентаризации выбросов и стоков парниковых газов в США. В электроэнергетике используется примерно 80 процентов всего производимого в мире SF 6 .

    SF 6 Оборудование, содержащее , спроектировано таким образом, чтобы избежать выброса этого газа в атмосферу. Однако газ SF 6 может непреднамеренно уйти в атмосферу, поскольку утечки возникают на различных этапах жизненного цикла оборудования.В некоторых случаях значительные утечки могут происходить из-за стареющего оборудования. Газ может быть выпущен при изготовлении, установке, техническом обслуживании и ремонте оборудования, а также при выводе из эксплуатации.

    15 Часто задаваемые вопросы о элегазе SF6 и выключателях SF6

    Мощный изолятор и гаситель дуги, газ SF 6 широко используется в мире передачи и распределения, а также в других областях. Найдите ответы на часто задаваемые вопросы об атрибутах, рисках и передовых методах использования этого газа.

    Гексафторид серы (SF 6 ) имеет чрезвычайно хорошие электрические и теплоизоляционные свойства. По этой причине он широко используется в системах передачи и распределения электроэнергии среднего и высокого напряжения (T&D). Но требует осторожного обращения. Вот 15 часто задаваемых вопросов об этом газе, его химических свойствах и о том, как его безопасно и эффективно использовать.

    SF6 состоит из одного атома серы, окруженного шестью атомами фтора. Источник: Wikipedia Commons

    1.Что такое газ SF

    6 ?

    Гексафторид серы представляет собой октаэдрическую (восемь граней и шесть вершин) молекулу. Он состоит из шести атомов фтора, окружающих атом серы. Химическое вещество может встречаться в природе, но большая часть газа SF 6 производится. Парижские исследователи первыми синтезировали SF 6 в 1900 году. Крупномасштабная добыча этого газа в США началась в 1950-х годах.

    2. Каковы характеристики газа SF

    6 ?

    SF 6 не имеет цвета, запаха, негорючий и нетоксичный.Он практически инертен, что означает, что он стабилен и не вступает в реакцию с другими химическими веществами при нормальных условиях.

    3. Почему газ SF

    6 является такой хорошей диэлектрической средой?

    Во-первых, диэлектрическая проницаемость , – это способность передавать электричество без проводимости, а диэлектрическая прочность . означает, насколько хорошо что-то может выдерживать высокое напряжение без поломки. Электроотрицательность – это способность захватывать свободные электроны, а фтор – самый электроотрицательный элемент, известный на Земле.SF 6 содержит шесть молекул фтора, которые могут отделяться от серы, захватывать электроны во время дуги и затем возвращаться в исходное состояние. Электроотрицательность и высокая диэлектрическая прочность газа – вот почему он является таким популярным изолирующим газом для использования в силовом контрольно-измерительном оборудовании.

    4. Какое значение имеет гашение дуги в контрольно-измерительном оборудовании?

    При переключении или размыкании электрической цепи, которая работает под напряжением более 250 вольт, когда контакты начинают размыкаться, между ними образуется дуга.Эта дуга может иметь температуру более 2000 ° C (3632 ° F), что достаточно для того, чтобы расплавиться и заставить металлические контакты прилипать друг к другу. Когда газ SF 6 захватывает свободные электроны, он снижает эффект искрения.

    5. Является ли газ SF

    6 токсичным для человека?

    SF 6 биологически инертен и, следовательно, нетоксичен для людей и животных. Фактически, он используется в медицинской диагностике в качестве контрастного вещества для ультразвука и в качестве тампонадного газа (для закупоривания потока жидкости) в офтальмологии.

    6. Что произойдет, если кто-то вдохнет газ SF

    6 ?

    Немного. Сам по себе газ нетоксичен и не причинит вреда людям или животным. Однако SF 6 намного тяжелее воздуха и, следовательно, может вытеснять кислород в легких и вызывать удушье при вдыхании в очень больших количествах.

    7. Вреден ли газ SF

    6 для окружающей среды?

    Этот газ не разрушает озоновый слой и не вызывает загрязнения воздуха. Однако он почти в 24000 раз более эффективен, чем углекислый газ (CO 2 ), улавливает тепло, что делает SF 6 очень сильным парниковым газом.Вот почему так важно всегда контролировать уровень SF 6 в электрических распределительных устройствах на предмет утечек.

    8. Может ли газ SF

    6 повредить оборудование?

    В качестве инертного газа чистый SF 6 не повреждает металлы. Однако, если газ был загрязнен водой, некоторые побочные продукты, образующиеся во время циклов гашения дуги, вызывают коррозию. См. № 13 для получения дополнительной информации о воде как о примеси.

    9. Каковы наиболее распространенные применения газа SF

    6 в электроэнергетике?

    SF 6 обычно используется в качестве электрического и теплоизоляционного изолятора в средне- и высоковольтных контрольно-измерительных приборах.К ним относятся:

    • Автоматические выключатели
    • Распределительные устройства
    • Трансформаторы мощности, напряжения и тока
    • Линии с элегазовой изоляцией
    • Конденсаторы

    10. В каких еще отраслях используется газ SF

    6 ?

    Помимо электрических контрольно-измерительных приборов, SF 6 обычно используется в радиологических приборах, ускорителях частиц, оборудовании для производства полупроводников, а также в литье магния и алюминия. Он также используется в качестве изоляции для окон, чтобы заглушить звук, и в качестве индикаторного газа в горнодобывающей промышленности.

    11. Почему SF

    6 является предпочтительным изолятором для выключателей и распределительных устройств?

    SF 6 чрезвычайно эффективен при гашении дуги, возникающей при переключении или размыкании электрических цепей. Он также обладает очень высокой теплопроводностью, особенно при высоких температурах, и поэтому рассеивает тепло намного лучше, чем воздух, азот, гелий или другие газы. Кроме того, оборудование с элегазовой изоляцией имеет более низкий уровень шума при работе, не выделяет горячие газы и требует относительно небольшого обслуживания.

    12. Как лучше всего проверить исправность выключателя SF

    6 ?

    Непрерывный онлайн-мониторинг плотности SF 6 внутри камеры обеспечивает точную и надежную информацию о состоянии газа и возможных утечках. Имеющиеся в продаже встроенные датчики газа могут измерять давление, влажность и температуру газа и использовать эти параметры для расчета плотности газа.

    13. Почему влажность является проблемой для выключателей SF

    6 ?

    В сухой среде SF 6 может быстро распадаться на части для захвата свободных электронов, а затем рекомбинировать.Однако, когда влага попадает в деструктор, молекулы серы и фтора захватывают молекулы кислорода воды с образованием побочных продуктов во время высокотемпературных эпизодов. Одним из результатов является то, что теперь меньше газа, который действует как изолятор. Вторая проблема – это сами побочные продукты, многие из которых токсичны и вызывают коррозию. Эти побочные продукты включают тионилтетрафторид (SOF 4 ), тионилфторид (SOF 2 ), фторид сульфурил (SO 2 F 2 ), диоксид серы (SO 2 ) и декафторид дисеры (S Ф 10 ).

    14. Что делать с влажным и грязным газом SF

    6 ?

    Используйте оборудование, специально разработанное для работы с газом SF 6 . WIKA имеет газоперерабатывающее оборудование для всех размеров контрольно-измерительного оборудования. GPU-2000, один из наших решений SF 6 , улавливает и заполняет газ в переключателях и очищает газ от примесей. GAD-2000 может обезвоживать SF 6 без отключения оборудования.

    15. Существуют ли какие-либо правила или стандарты относительно SF

    6 и его побочных продуктов?

    IEC (Международная электротехническая комиссия) имеет несколько действующих стандартов SF 6 , в том числе:

    • IEC 603776, который определяет качество SF 6 и методы обнаружения для использования в электрическом оборудовании, а также дает общую информацию о газе и его воздействие на окружающую среду.
    • IEC 62271 относительно обращения с SF 6 и его смесями.
    • IEC 60480 о воздействии на здоровье человека, обращении с побочными продуктами SF 6 и их утилизации.
    • IEC 60068 о том, как определять утечки SF 6 .

    Щелкните здесь, чтобы загрузить информационный документ «GPU-2000: оптимальное решение WIKA для комплексного использования SF 6 Работа с газом»

    Гексафторид серы


    2

    Новые интересные разработки для полимеров, изготовленных из отработанной серы

    23 июня 2020 г. – Исследователи добиваются значительного прогресса в поисках новых полимеров серы, которые представляют собой экологически чистую альтернативу некоторым традиционным нефтехимическим продуктам…


    Лучший способ сделать пластмассу из серы

    7 февраля 2019 г. – Ученые открыли новый процесс производства полимеров из серы, который может обеспечить способ изготовления пластика, менее вредного для …


    Высокопроизводительные магниевые аккумуляторные батареи на шаг ближе к реализации

    23 августа 2021 г. – Магниевые аккумуляторные батареи демонстрируют огромные перспективы для более экологичного будущего из-за их плотности энергии, безопасности и стоимости.Но отсутствие качественных катодных материалов помешало их …


    «Зеленый» метод производства фармацевтических промежуточных продуктов

    30 октября 2020 г. – Ученые разрабатывают cHAT, чтобы упростить восстановление алкенов до более полезных промежуточных молекул для лекарств и других полезных химических веществ …


    Поступления азота в древний океан

    6 августа 2021 г. – Долгое время считалось, что цианобактерии в основном ответственны за фиксацию азота на ранней Земле, тем самым делая азот доступным для биосферы.Исследователи теперь показывают, что пурпурные серные бактерии …


    Экологические проблемы продвигают исследования морского биотоплива

    18 мая 2021 г. – Глобальные усилия по сокращению выбросов серы и парниковых газов (ПГ) с судов заставили исследователей исследовать потенциальное использование морских …


    Исследования показывают, что жизнь на Земле процветала 3,5 миллиарда лет назад

    8 февраля 2019 г. – Три с половиной миллиарда лет назад на Земле была жизнь, но выживала ли она или процветала? Новое исследование дает новые ответы на этот вопрос.Микробный метаболизм регистрируется в миллиардах …


    Отслеживание метаболизма серы в открытом океане

    6 сентября 2019 г. – Океанографы обнаружили, что морские микробы перерабатывают сульфонат, богатый морским питательным веществом, аналогично …


    Скорость и поглощение – ключ к оптимизации нового типа аккумуляторной батареи

    10 августа 2021 г. – Перезаряжаемые серно-литиевые батареи являются многообещающими кандидатами для устойчивого удовлетворения мировых потребностей в энергии, и новое исследование сделало их еще на шаг ближе к тому, чтобы стать готовыми…


    Ученые определили пропавший источник атмосферного карбонилсульфида

    6 августа 2020 г. – Исследователи сообщают, что антропогенные источники карбонилсульфида (OCS), а не только океанические источники, составляют большую часть недостающего источника OCS в атмосфере. Их выводы обеспечивают лучшее …


    Что такое SF6? | Что такое элегаз SF6

    Что такое SF6?

    Гексафторид серы (SF6) – это негорючий, неорганический, чрезвычайно сильный парниковый газ без запаха.Это соединение образуется, когда сера реагирует с фторированным газом, который образуется при электролизе безводной плавиковой кислоты (HF). Это гипервалентная молекула с октаэдрической геометрией, состоящая из шести атомов фтора, связанных с атомом серы. SF6 также является отличным диэлектрическим газом, который используется в высоковольтных устройствах. Газ остается химически инертным даже при низких температурах и имеет множество преимуществ благодаря своим комбинированным термическим, химическим и электрическим свойствам.

    SF6 обладает свойствами, которые позволяют уменьшить размеры оборудования, сделать его надежным, простым в обращении и обслуживании, что позволяет создавать упрощенные распределительные устройства высокого и среднего напряжения.Кроме того, состав обладает исключительной диэлектрической прочностью, очень высокой электрической стабильностью и дугогасящими характеристиками при высоких напряжениях. SF6 обладает способностью стабилизироваться, даже если он временно ионизируется или диссоциирует под действием дуги. Его низкая температура сублимации и умеренно высокая скрытая теплота испарения легко обнаруживаются даже в следовых количествах с помощью галогенных детекторов утечки. SF6 используется в качестве изоляционного материала для электрических устройств из-за его выдающихся электрических свойств и высокого уровня химической стабильности.

    SF6 используется в некоторых неэлектрических целях. В процессах литья магния смесь газов на основе SF6 используется для создания защитной атмосферы, предотвращающей образование вредных побочных продуктов. Некоторые другие области применения в литейном производстве – это те, которые используют смесь N2 / SF6 в качестве очищающих и дегазирующих агентов при литье алюминия.

    SF6 имеет следующие характеристики

    • Это инертный, негорючий, нетоксичный, бесцветный газ без запаха, обладающий исключительной химической и термической стабильностью.
    • SF6 может оставаться стабильным и не разлагаться в условиях до 1500 ° C. Соединение также не разлагается в безводных условиях до 500 ° C.
    • SF6 имеет большую диэлектрическую прочность, которая превосходит диэлектрическую прочность воздуха в 2–3 раза при том же давлении, и производительность на том же уровне, что и изоляционные масла при давлении от 3 до 4 атмосфер.
    • Обладает дугогасящими характеристиками и не образует токопроводящих углеродных отложений.
    • Обладает исключительным охлаждающим эффектом и высоким общим коэффициентом теплопередачи, что позволяет снизить потери энергии от оборудования и увеличить его мощность.
    • Свойства
    • SF6 имеют важное значение для снижения затрат, поскольку они могут позволить уменьшить размер оборудования и потребовать меньшего количества обслуживания.

    SF6 обладает наивысшим потенциалом глобального потепления, в 22 000 раз превышающим потенциал глобального потепления CO2 за период 100 лет, что делает его наиболее сильным парниковым газом. Cooper’s Environmental предлагает вам лучшие услуги, когда дело доходит до опорожнения и продувки вашей установки, точной упаковки и документации, а также обращения с использованным SF6. В Cooper’s мы стремимся к тому, чтобы SF6, собранный на вашем предприятии, никоим образом не попадал в окружающую среду.Наши помещения имеют достаточно оборудования для ответственной утилизации и достаточно оборудования, чтобы принимать и извлекать все следы этого незначительного атмосферного загрязнителя из всех материалов с элегазовой изоляцией.

    Обязательство Cooper’s Environmental по обеспечению безопасной утилизации этого загрязнителя нельзя воспринимать легкомысленно, и именно поэтому мы гарантируем, что SF6 не окажет воздействия на окружающую среду, независимо от того, перерабатывается он или уничтожается.

    Что такое автоматический выключатель SF6? Конструкция, принцип работы, преимущества и недостатки элегазового выключателя

    Автоматический выключатель, в котором для гашения дуги используется газ под давлением SF 6 , называется автоматическим выключателем SF 6 .Газ SF 6 (гексафторид серы) обладает превосходными диэлектрическими, гашением дуги, химическими и другими физическими свойствами, которые доказали его превосходство над другими средами для гашения дуги, такими как масло или воздух. Автоматический выключатель SF 6 в основном делится на три типа

    • Автоматический выключатель поршневой без нагнетания
    • Однопоршневой автоматический выключатель.
    • Двухконтурный поршневой выключатель.

    В автоматическом выключателе, в котором в качестве изолирующей среды использовались воздух и масло, сила гашения дуги нарастала относительно медленно после перемещения контакта.В высоковольтных выключателях используются свойства быстрого гашения дуги, которые требуют меньше времени для быстрого восстановления, нарастания напряжения. В этом отношении автоматические выключатели SF 6 обладают хорошими характеристиками по сравнению с масляными или воздушными выключателями. Так в высоковольтных сетях до 760 кВ используются выключатели SF 6 .

    Свойства автоматического выключателя на основе гексафторида серы

    Гексафторид серы обладает очень хорошими изоляционными и дугогасящими свойствами. Эти свойства

    • Это бесцветный, нетоксичный и негорючий газ без запаха.
    • SF 6 Газ чрезвычайно стабилен и инертен, а его плотность в пять раз больше плотности воздуха.
    • Он имеет более высокую теплопроводность, чем у воздуха, и способствует лучшему охлаждению токоведущих частей.
    • SF 6 Газ сильно электроотрицателен, что означает, что свободные электроны легко удаляются из разряда за счет образования отрицательных ионов.
    • Обладает уникальным свойством быстрой рекомбинации после удаления искры, возбуждающей источник питания.Он в 100 раз более эффективен по сравнению со средой для гашения дуги.
    • Его электрическая прочность в 2,5 раза выше, чем у воздуха, и на 30% меньше, чем у диэлектрического масла. При высоком давлении диэлектрическая прочность газа увеличивается.
    • Влага очень вредна для автоматического выключателя SF 6 . Из-за сочетания влажности и газа SF 6 образуется фтористый водород (при прерывании дуги), который может повредить части выключателя.

    Конструкция SF

    6 Автоматические выключатели

    SF 6 Выключатели в основном состоят из двух частей, а именно (а) блока прерывателя и (б) газовой системы.

    Блок прерывателя – Этот блок состоит из подвижных и неподвижных контактов, состоящих из набора токоведущих частей и датчика дуги. Он соединен с газовым резервуаром SF 6 . Этот блок состоит из скользящих отверстий в подвижных контактах, которые пропускают газ под высоким давлением в основной резервуар.

    Газовая система – Газовая система с замкнутым контуром используется в автоматических выключателях SF 6 . Газ SF 6 стоит дорого, поэтому его восстанавливают после каждой операции.Этот агрегат состоит из камер низкого и высокого давления с аварийной сигнализацией низкого давления и переключателями аварийной сигнализации. Когда давление газа очень низкое, из-за чего диэлектрическая прочность газов снижается и способность выключателей гасить дугу находится под угрозой, эта система выдает предупреждающий сигнал.

    Принцип действия выключателя SF

    6

    В нормальных условиях эксплуатации контакты выключателя замкнуты. Когда в системе возникает неисправность, контакты размыкаются, и между ними зажигается дуга.2 таким образом; он хранится в резервуаре низкого давления. Этот газ низкого давления возвращается в резервуар высокого давления для повторного использования.

    Теперь давление поршня дневного вытяжного вентилятора используется для создания давления гашения дуги во время операции размыкания с помощью поршня, прикрепленного к подвижным контактам.

    Преимущество выключателя SF

    6

    SF 6 Автоматические выключатели имеют следующие преимущества перед обычными выключателями

    1. Газ SF 6 обладает отличными изоляционными, дугогасящими и многими другими свойствами, которые являются важнейшими преимуществами автоматических выключателей SF 6 .
    2. Газ негорючий и химически устойчивый. Продукты их разложения невзрывоопасны и, следовательно, нет риска возгорания или взрыва.
    3. Электрический зазор значительно уменьшен из-за высокой диэлектрической прочности SF 6 .
    4. На его производительность не влияют колебания атмосферных условий.
    5. Он обеспечивает бесшумную работу и отсутствие проблем с перенапряжением, поскольку дуга гаснет при нулевом естественном токе.
    6. Нет снижения диэлектрической прочности, поскольку во время дуги не образуются частицы углерода.
    7. Он требует меньше обслуживания и не требует дорогостоящей системы сжатого воздуха.
    8. SF 6 выполняет различные функции, такие как устранение коротких замыканий на линии, переключение, размыкание ненагруженных линий электропередачи, реактора трансформатора и т. Д. Без каких-либо проблем.

    Недостатки выключателей SF

    6
    1. SF 6 газ в некоторой степени удушает.В случае утечки в баке прерывателя газ SF 6 тяжелее воздуха и, следовательно, SF 6 оседает в окружающей среде и приводит к удушению обслуживающего персонала.
    2. Попадание влаги в бак выключателя SF 6 очень вредно для выключателя и вызывает несколько отказов.
    3. Внутренние части нуждаются в очистке во время периодического обслуживания в чистой и сухой среде.
    4. Специальное сооружение, необходимое для транспортировки и поддержания качества газа.

    Что такое автоматический выключатель SF6?

    Выключатель SF6 использует газ SF6 (гексафторид серы ) в качестве охлаждающей среды на воздухе. Этот газ является электроотрицательным и обладает высокой диэлектрической прочностью для поглощения свободных электронов. Это очень эффективно для приложений высокого напряжения от 33 кВ до 800 кВ.

    Он состоит из подвижных и неподвижных контактов, заключенных в камеру, называемую камерой прерывания дуги, заполненной газом SF6. Подключение осуществляется к резервуару для газа SF6.Клапанный механизм позволяет потоку газа из резервуара течь в камеру прерывания дуги.

    Принцип работы элегазового выключателя

    Работа элегазового выключателя основана на самовзрывании и сжатии. Согласно строительной схеме, при возникновении неисправности главные контакты разъединяются. Ток, протекающий через дугогасительные контакты, не приводит к возникновению электрической дуги.

    Автоматический выключатель SF6

    Перемещение подвижных контактов синхронизируется с клапаном, который вводит газ высокого давления SF 6 в камеру прерывания дуги под давлением около 16 кг / см ^ 2.2. Таким образом, в резервуаре низкого давления хранится газ. Этот газ низкого давления возвращается в резервуар высокого давления для повторного использования.

    Свойства элегазового выключателя

    Физические свойства

    • Без цвета, без запаха, нетоксичный и негорючий газ
    • Отличная теплопередача

    Химические свойства:

    • Химически инертный
    • Химически стабильна при атмосферном давлении и температуре
    • Не вызывает коррозии всех металлов при температуре окружающей среды

    Электрические свойства:

    • Высокая диэлектрическая прочность (2.В 5 раз больше воздуха)
    • Способность прерывания дуги
    • Диэлектрическая проницаемость не зависит от частоты приложенного напряжения

    Преимущества

    Преимущества механического выключателя SF6 перед вакуумным выключателем

    • Низкие эксплуатационные расходы
    • Нет риска возгорания, так как он негорючий
    • Газ с хорошими изоляционными свойствами
    • Меньше времени дуги
    • Диэлектрическая прочность элегаза SF6 в 2–3 раза выше, чем у воздуха, и он может прерывать гораздо большие токи.
    • Бесшумная работа
    • Идеально для отключения тока
    • Подходит для наружной установки

    Недостатки элегазового выключателя

    • Стоимость газа высокая
    • Периодически нуждается в очистке
    • Повторное кондиционирование элегаза после каждой операции

    Применение элегазового выключателя

    Основные области применения элегазового выключателя:

    1. Распределение энергии и управление
    2. Линейная защита силовых цепей.
    3. Для защиты трансформаторов
    4. Блоки конденсаторы
    5. Выпрямительные схемы.

    Помимо вышеуказанных применений SF6, в заголовках и кабелях используйте этот автоматический выключатель, защиту двигателя от перенапряжения, переключение конденсаторов для ограничения высоких токов (для напряжений более 27 кВ), шунтирующие реакторы и т. Д.

    Сравнение между элегазом и вакуумом

    SF6 или вакуумный выключатель? Какой из них лучше всего подходит для отключения и создания токов короткого замыкания в цепях нагрузки.Давайте обсудим разницу между элегазовыми и вакуумными выключателями.

    Параметр Автоматический выключатель SF6 Вакуумный автоматический выключатель
    Прерывание дуги Использует прерывание самовзрыва для гашения дуги при больших и малых токах Формирует носитель заряда для гашения токов короткого замыкания.
    Электрическая износостойкость Не требует обслуживания Не требует обслуживания
    Переключение напряжения Возможность использования плавного прерывания Использование материалов контактов для переключения
    Конденсатор Используется для ограничения тока Синхронное управление с напряжениями выше 27 кВ
    Переключение двигателя Защищает предел перенапряжения Для небольших двигателей (токи менее 600 А)
    Техника Автоматический пуффер Автоматический пуффер
    Неисправность Из-за значений избыточного давления Эффект удара
    Применение Автоматический выключатель SF6 используется в высокочастотных приложениях Вакуумный автоматический выключатель используется в низкочастотных приложениях (16 Гц)

    Как элегазовый, так и вакуумный выключатель (VCB) подходят для коммутации среднего напряжения.Выбор частого или плавного переключения влияет на предпочтения пользователя при выборе конкретного автоматического выключателя.

    Заключение

    SF6 выключатель – это выключатель среднего напряжения, работающий при низком давлении. Он обладает хорошей способностью гасить дугу и высокой диэлектрической прочностью для поглощения свободных электронов. Следовательно, дуга быстро гаснет из-за потери проводящих электронов.

    Хотя этот тип автоматического выключателя может использоваться от среднего (132 кВ) до высокого (800 кВ) напряжения, стоимость этого типа автоматического выключателя чрезвычайно высока.

    Немного газа, который может… усугубить глобальное потепление

    «Серия« Химический всплеск ». Композиция из химических иконок, фрактальной графики и элементов дизайна на … [+] предмет химии, биологии, фармакологии и современной науки»

    getty

    Диего де ла Фуэнте, Рэйчел А. Мейдл и Мишель Мишо Фосс

    По мере роста интереса к ветровым, солнечным и электрическим транспортным средствам мы увидим одновременный сдвиг в сторону электрификации. Проникновение накопителей энергии и большая зависимость от электрификации промышленных процессов дополнят расширение электрических сетей линиями электропередачи высокого и сверхвысокого напряжения, подстанциями и другой инфраструктурой.Хотя перспектива электрификации частично связана с климатом и направлена ​​на решение проблемы энергетической бедности, отсутствие данных и неопределенность в отношении воздействия на жизненный цикл подчеркивают необходимость честного учета уязвимостей системного уровня, компромиссов и изменения рисков по цепочке создания стоимости. .

    Здесь мы сосредоточимся только на одной из многих явных проблем по смягчению последствий, которые необходимо будет учитывать при таком честном бухгалтерском учете: синтетический, относительно неясный газ без запаха: гексафторид серы (SF 6 ).

    В 1997 году Киотский протокол определил SF 6 как один из шести основных парниковых газов (ПГ). Не без уважительной причины: SF 6 – это самый мощный парниковый газ, известный человечеству, с потенциалом потепления в 23 900 раз больше, чем у углекислого газа (CO 2) , и продолжительностью пребывания в атмосфере до 3200 лет.

    Стоит ли волноваться?

    Хотя SF 6 вносит лишь около 0,8% смоделированного глобального потепления, эквивалентного 2 , его сила и продолжительность жизни в атмосфере, составляющая 3200 лет, требуют действий.Концентрация SF 6 в атмосфере быстро увеличивалась с течением времени, в основном из-за спроса на электрические распределительные устройства с элегазовой изоляцией в развивающихся странах. Годовой уровень выбросов вырос с примерно 7,3 гигаграмма или Гг, по оценкам в 2008 году, до примерно 9,04 гигаграмма в 2018 году, что на 24% больше, чем в течение десятилетия. Для справки, 9 Гг SF 6 соответствуют выбросам парниковых газов примерно 44 миллионами легковых автомобилей, эксплуатируемых в течение одного года, или 226 миллиардам фунтов сжигаемого угля.Аналогичным образом, глобальная средняя концентрация SF 6 неуклонно увеличивалась с момента начала отслеживания в 1995 году с примерно 3,5 частей на триллион или ppt до 10,5 частей на триллион в 2021 году (на сегодняшний день), что представляет собой трехкратное увеличение за 25 лет. Наибольший рост по сравнению с прошлым годом произошел в 2017-2018 годах и составил 0,35 п.п.

    Кроме того, эти цифры могут быть намного выше. Несмотря на то, что партнеры по Рамочной конвенции Организации Объединенных Наций об изменении климата (РКИК) должны сообщать о своих выбросах парниковых газов, такие страны, как Китай, Индия и Южная Корея, не сообщили о выбросах SF 6 .Считается, что на сам Китай приходится 36% мировых выбросов SF 6 . Даже некоторые развитые страны, включая США и Великобританию, могут сильно недооценивать свой объем производства. В целом, расхождение между фактическими выбросами SF 6 и данными, указанными в отчетах, может составлять от 2,5 до 5 Гг в период с 1990 по 2018 год.

    Проблемы роста выбросов SF6 и их занижения являются особенно проблематичными, поскольку страны на всех уровнях развития настаивают на электрификации своей экономики.

    Как SF 6 связано с электрификацией?

    Уникальные химические свойства SF 6 делают его отличным электрическим изолятором. Он очень стабилен, нетоксичен, негорючий, электроотрицательный и обладает отличными свойствами гашения дуги. SF 6 заменил полихлорированные бифенилы (ПХД), которые правительства постепенно прекратили и в конечном итоге запретили из-за опасений по поводу диоксинов.SF 6 получил широкое распространение в качестве альтернативы маслу и воздуху для изоляции электрического оборудования среднего и высокого напряжения. Около 80% всего производимого в мире SF 6 используется в электроэнергетике. SF 6 используется в КРУЭ для ветряных турбин для предотвращения перегрузки и короткого замыкания. SF 6 также используется в линиях электропередачи с газовой изоляцией, в местных распределительных системах для безопасной доставки электроэнергии и трансформаторов , и в производстве фотоэлектрических панелей.В электронике SF 6 используется в полупроводниковых устройствах, используемых в сотовых телефонах, компьютерах и аккумуляторах для электромобилей.

    Со временем SF 6 может протекать во время производства, транспортировки и хранения оборудования и баллонов SF 6 , а также во время установки, эксплуатации, технического обслуживания, вывода из эксплуатации, утилизации или переработки оборудования с газовой изоляцией.

    Каковы существующие правила?

    Как и следовало ожидать из-за отсутствия отчетности, политические и нормативные подходы к управлению SF 6 не получили широкого распространения.В США законодательство не охватывает все сегменты жизненного цикла SF 6 , и в некоторых штатах есть правила, связанные с управлением SF 6 . Калифорния не рекомендует использовать SF 6 , требуя, чтобы уровень выбросов от оборудования не превышал 1% (снижено с 10% в 2011 году). Закон штата Массачусетс ограничивает годовой уровень утечки оборудования до 1%, в то время как владельцы оборудования должны соблюдать заранее установленные процедуры обслуживания и регистрации. В Вашингтоне, Орегоне и Нью-Джерси есть требования к отчетности для SF 6 , которые позволяют строго отслеживать выбросы.

    Агентство по охране окружающей среды США (EPA) требует от SF 6 отчетности для оборудования с заводской изоляционной способностью 17 820 фунтов или более. В 1999 году EPA установило добровольное партнерство с энергетической отраслью для сокращения выбросов SF 6 . Партнерство помогло сократить выбросы SF 6 на 74% по состоянию на 2018 год.

    Европейский Союз также предпринял шаги по сокращению выбросов SF 6 , признав, что группа фторсодержащих газов (F-газы) имеет самый сильный потенциальный парниковый эффект с удвоением выбросов с 1990 по 2014 год.Действующее законодательство призывает к общему сокращению выбросов фторсодержащих газов на две трети до уровня 2014 года к 2030 году. SF 6 запрещено использовать в магниевых сплавах для литья под давлением и во время заполнения автомобильных шин. В 2020 году ЕС выпустил отчет, в котором говорится о намерениях поэтапного отказа от SF 6 в электроэнергетических системах.

    Что такое SF 6 стратегии смягчения?

    Поскольку выбросы SF 6 могут происходить на протяжении всего жизненного цикла электроэнергетической инфраструктуры, и по мере распространения электрификации на новые технологии и приложения будут увеличиваться как источники, так и разнообразие источников выбросов.Наиболее сильные сокращения происходят от улучшения практики управления s . Обновление и модернизация существующих протоколов и стандартных рабочих процедур по всей цепочке поставок SF 6 помогает снизить выбросы. Внедрение подхода на основе жизненного цикла обеспечивает отслеживание и учет запасов газа; обнаружение и ремонт утечек; надлежащее восстановление, переработка и утилизация SF 6 и оборудования; управление приобретениями SF 6 ; модернизация и замена оборудования; и надлежащий вывод из эксплуатации.Внедрение такой практики за счет расширения партнерских отношений в области регулирования может значительно сократить выбросы и повысить подотчетность.

    Какие есть альтернативы?

    Хотя многие газы были исследованы как жизнеспособные альтернативы SF 6 , проверенной коммерческой альтернативы пока нет. SF 6 обладает уникальными свойствами как электрический изолятор, и его заменители также должны быть негорючими, неагрессивными, легкодоступными, безопасными в обращении и нетоксичными.

    При рассмотрении потенциальных жизнеспособных альтернатив SF 6 важно использовать подход на системном уровне и учитывать эффекты полного жизненного цикла, чтобы понять источники рисков, как риски будут меняться и как их уменьшить.

    Трифториодметан, CF 3 I, с аналогичными диэлектрическими свойствами, является одной из возможностей. Однако CF 3 I является канцерогенным, мутагенным и репротоксичным. Это также вызывает окисление и коррозию электрического оборудования.CO 2 сам по себе или в смеси с кислородом, CO 2 / O 2 , является другим. CO 2 / O 2 имеет гораздо больший потенциальный экологический след, чем эквивалентные блоки SF 6 . Другие использованные или предпринятые альтернативы включают смеси SF6 с азотом, SF 6 / N 2 и различные фторированные газы, но лишь немногие из них соответствуют критериям замены. Запатентованные варианты находятся в разработке. General Electric предлагает «g3 » , иначе известный как «зеленый газ для сети».”G3 имеет те же показатели производительности, что и SF 6 , и может работать при высоких напряжениях (до 420 кВ). В настоящее время g3 используют три компании: National Grid (Великобритания), Scottish Power Energy Networks (Великобритания) и Axpo (Швейцария). Компания АББ произвела соединение из пяти атомов углерода, C5, фторкетона и газообразного воздуха с потенциалом глобального потепления на 99,99% ниже, чем SF 6 . Компания внедряет этот продукт в существующие платформы распределительных устройств. Пока что ABB ABB инновации были внедрены SUC Coburg (Швейцария), ENEL e-distribuzione (Италия) и Lyse Elnett (Швейцария) в распределительных устройствах среднего напряжения.Nuventura, Schneider и Siemens разработали свободное распределительное устройство SF 6 , использующее альтернативные газы или вакуумную технологию.

    Что такое SF 6 учет на уровне системы?

    Фундаментальный вопрос заключается в том, как лучше всего обеспечить честный учет воздействий, рисков, компромиссов и уязвимостей на уровне системы. Включают ли производители, грузоотправители, владельцы, операторы и лица, участвующие в выводе из эксплуатации, рециркуляции и утилизации методы смягчения последствий в свои планы управления? На разработку и внедрение заменителей потребуется время.Между тем, прилагаются усилия для ускорения доступа к электроэнергии в стремлении решить проблемы климата и уменьшить энергетическую бедность. В свете этих целей еще более важно, чтобы выбросы SF 6 или экологические последствия заменителей были действительно устойчивыми и сбалансированными во всей системе. Кроме того, хорошо отлаженная нормативно-правовая база, обеспечивающая последовательную подотчетность по всей глобальной цепочке поставок SF 6 , будет иметь важное значение для прозрачной системы, которая поможет нам продвинуться по пути к устойчивости.

    Диего де ла Фуэнте, младший научный сотрудник Центра исследований энергетики Института государственной политики Бейкера Университета Райса.

    Рэйчел А. Мейдл , LP.D., CHMM, научный сотрудник по вопросам энергетики и окружающей среды в Центре энергетических исследований Института Бейкера Университета Райса.

    Мишель Мишо Фосс – научный сотрудник по энергетике, минералам и материалам в Центре энергетических исследований Института государственной политики им. Бейкера Университета Райса.

    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *