1、概述
自1900年法国化学家摩森(H.Moissan)和李博(P.Lebeau)在实验室中将硫在氟气中燃烧以制备六氟化硫(SF6)气体以来,人们已从中收益非浅。因纯SF6气体的化学稳定性,早期用于进行人工气胸治疗肺结核空洞;同时因其优异的绝缘和灭弧性能也倍受人们的关注。从1940年作为绝缘介质开始,迄今已被广泛地应用在电力设备中,如高压断路器、变压器、互感器、电容器、避雷器、接触器、熔断器、管道母等。随着SF6气体使用量的增加,范围的扩大,正确的使用和管理SF6气体,保护好我们赖以生存的环境及人身安全等问题被提到了重要的议事日程上来。
2、SF6气体的性质
2.1 SF6气体的物理性质
纯净的SF6气体是一种无色、无嗅、基本无毒、不可燃的卤素化合物。其相对密度在气态时为
2.2 SF6气体的化学性质
SF6气体的化学性质非常稳定,在空气中不燃烧,不助燃,与水、强碱、氨、盐酸、硫酸等不反应;在低于
3 SF6气体的毒性来源
从有关部门的试验及研究结果可知,SF6气体的毒性主要来自5个方面。
(1)SF6产品不纯,出厂时含高毒性的低氟化硫、氟化氢等有毒气体。大家知道,目前
化工行业制造SF6气体的方法主要是采用单质硫磺与过量气态氟直接化合反应而成;即S+
除在上面的合成过程中产生的杂质外,另外,在气体的充装过程中还可能混入少量的空气、水分、和矿物油等杂质,这些杂质均带有或会产生一定的毒性物质。因此,为保证SF6产品的纯度和质量,对出厂的SF6产品国际电工委员会(IEC)及许多国家均制定了质量标准,并要求生产厂家在供货时提供生物试验无毒证明书。
(2)电器设备内的SF6气体在高温电弧发生作用时而产生的某些有毒产物。
例如:SF6气体在电弧中的分解和与氧的反应:
2SF6 + O2 →2SOF2 +
2SF6 + O2 →2SOF4 +
SF6 →SF4 +
SF6 →S +
2SOF4 + O2 →2SO
(3)电器设备内的SF6气体分解物与其内的水分发生化学反应而生成某些有毒产物。
例如:SF6气体分解物与水的继发性反应:
SF4 + H2O →SOF2 + 2HF(氢氟酸)
SOF4 + H2O →SO
SOF2 + H2O → SO2 + 2HF(二氧化硫)
SO
(4)电器设备内的SF6气体及分解物与电极(Cu-W合金)及金属材料(AL、Cu)反应而生成某些有毒产物。
例如:SF6气体及分解物与电极或其它材料反应:
3SF6 + W → WF6(气态)+ 3SF4
3SOF2 + AL2O3 →2ALF3(固态粉末)+ 3SO2
SF6 + Cu →CuF2(固态粉末) + SF6
4SF6 + W + Cu →2S
(5)电器设备内的SF6气体及分解物与绝缘材料反应而生成某些有毒产物。如与含有硅成分的环氧酚醛玻璃丝布板(棒、管)等绝缘件;或以石英砂、玻璃作填料的环氧树脂浇注件、模压件以及瓷瓶、硅橡胶、硅脂等起化学作用,生成SiF4、Si(CH3)
4 SF6气体的危害
长期以来,由于对SF6气体的使用、管理不善、而导致许多有毒的、具有腐蚀性的气体
和固体分解物被排放到大气中,不但给我们赖以生存的环境造成了难以挽救的污染和破坏,同时还危及电器设备的正常运行和人们的身体健康。SF6气体的电弧分解物及反应生成物的生理特性见下表:
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