Uporaba plina SF6: kje se uporablja žveplov heksafluorid in zakaj

Žveplov heksafluorid (SF6) je brezbarven, kemično inerten plin brez vonja z izjemno dielektrično trdnostjo in zmožnostjo-gašenja obloka. Od leta 1960 je postal prevladujoč izolacijski in prekinitveni medij v visoko-napetostni električni opremi.

Približno 80 % vsega proizvedenega SF6 gre v elektroindustrijo. Manjše, a pomembne uporabe vključujejo medicinski ultrazvočni kontrast, jedkanje polprevodnikov, sledilno{3}}odkrivanje uhajanja plina in zgodovinsko magnezijev pokrivni plin-ki je zdaj v veliki meri opuščen zaradi okoljskih predpisov.

Zakaj smo izbrali SF6: ključne lastnosti

Zaradi teh lastnosti je SF6 idealen za opremo, kjer so pomembni prostor, zanesljivost in prekinitvena zmogljivost-, transformatorske postaje, prenosna omrežja in industrijske elektroenergetske sisteme, ki delujejo od srednje napetosti do 800 kV in več.

Primarna uporaba: električna energija (~80 % uporabe SF6)

Po CIGRE in industrijski praksi se SF6 uporablja v prenosni in distribucijski verigi v:

1. S plinom izolirane stikalne naprave (GIS)

GIS zapakira odklopnike, vodila, ločilnike, ozemljitvena stikala, prenapetostne odvodnike in instrumentalne transformatorje znotraj zaprtega kovinskega ohišja, napolnjenega s SF6 pri nadzorovanem tlaku.

Aplikacije:

Mestne transformatorske postaje z omejenim prostorom

Podzemne in notranje transformatorske postaje

Morske ploščadi, strehe, doline, gorske regije

Zelo onesnažena okolja - prah, sol, kemikalije, vlaga (preprečuje preplah)

Industrijski kompleksi, hidroelektrarne, razširitve mestnih zgradb

GIS je običajno 25–30 % manjši od enakovrednih zračno{2}}izoliranih stikalnih naprav (AIS).

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

2. Odklopniki SF6 (GCB)

Odklopniki SF6 nadomeščajo zračne-in oljne odklopnike za srednje{2}} in visoko-napetostne prekinitve napak.

Območje napetosti: distribucija pri manj kot ali enaki 35 kV prek prenosa pri 800 kV, 1100 kV, 1200 kV

Funkcije:

Prekinite tok napake med kratkimi stiki, prenapetostmi in okvarami izolacije

Zaščitite transformatorje, kable in daljnovode

Okvarjeno opremo izolirajte od omrežja

Prednosti pred zračnimi/oljnimi lomilci:

Tišje delovanje

Med normalnim preklopom ni izpusta vročega plina

Nižje vzdrževanje; več mehanskih operacij med pregledi

Večja prekinitvena zmogljivost na odmor

3. Plinsko izolirani vodi (GIL)

SF6-izolirani podzemni ali nad{2}}zemni daljnovodi za visoko zmogljivost v omejenih koridorjih – alternativa nadzemnim vodom v mestnih ali okoljsko občutljivih območjih.

4. Instrumentalni transformatorji,-izolirani s plinom

Plinski napetostni transformatorji (GVT)

Plinski tokovni transformatorji (GCT)

Vgrajen v predelke GIS za merjenje in zaščito

5. Transformatorji, izolirani s plinom (GIT) in reaktorji (GIR)

Kompaktni SF6-izolirani transformatorji in reaktorji za vesoljske-kritične instalacije, kjer so oljno-potopljene ali zračno izolirane izvedbe nepraktične.

6. Srednje{1}}napetostne stikalne naprave

SF6 je še vedno običajen v SN stikalnih napravah (običajno do 52 kV) za industrijske obrate, rudarstvo, naftne in plinske objekte, železnice in krmiljenje motorjev v težki industriji-, čeprav vakuumski prekinjevalci vedno pogosteje nadomeščajo SF6 na nižjih ravneh SN.

Uporaba SF6 po industrijskih sektorjih

Ne{0}}električne aplikacije SF6

Medicinski

Proizvodnja polprevodnikov

Plin za plazemsko jedkanje - SF6 zagotavlja fluorove radikale za natančno jedkanje silicija pri izdelavi čipov

V plazmi razpade, da sprosti atomski fluor; tvori hlapni SiF4, ki ga odstranijo vakuumske črpalke

Uporablja se pri globokem reaktivnem-ionskem jedkanju (DRIE) in sorodnih postopkih

Sledilni plin/odkrivanje puščanja

Preskušanje učinkovitosti prezračevanja - Standard ASHRAE 110 (zadrževanje dimne nape) določa SF6 kot izzivalni plin

Merjenje stopnje izmenjave zraka v zgradbi

Študije atmosferske disperzije in vetrovnika

Odkrivanje puščanja SF6 na GIS in odklopnikih - ppm-instrumenti za občutljivost na raven locirajo okvare tesnil

Magnezijevo litje (zgodovinsko / v propadanju)

Prej se je uporabljal kot pokrivni plin nad staljenim magnezijem za preprečevanje oksidacije in vžiga

V veliki meri opuščen zaradi GWP SF6 23.500 (ekvivalent CO2 v 100 letih)

Nadomestilo z mešanicami SO2, HFC-134a in izdelki s fluoroketonom (npr. Novec 612, BestSolv Zulu MAG)

Druge manjše uporabe

Proizvodnja optičnih steklenih vlaken

Livarne aluminija (omejeno)

Raziskave in sledilne študije v vetrovniku

SF6 v življenjskem ciklu opreme

Izdelava → Napolnite zaprt prostor → Delovanje (zaprti cikel)

↓

Spremljajte tlak in čistost → Odkrivanje puščanja → Povrnitev / recikliranje med vzdrževanjem

↓

Razgradnja → Obnova → Ponovna obdelava ali uničenje

SF6 je namenjen delovanju v zaprtem ciklu. Puščanje med ravnanjem, vzdrževanjem in-odlaganjem na koncu-življenjske dobe je glavna okoljska skrb-ki ni običajna pri-servisiranju znotraj zaprte opreme.

Okoljski kontekst in alternative

SF6 ima potencial globalnega segrevanja (GWP) ~23.500 v 100 letih in življenjsko dobo atmosfere ~3.200 let. Uredba EU o F-plinu in podobne politike spodbujajo:

Električna oprema SF6 ostaja prevladujoča v obstoječi infrastrukturi HV/EHV-, vendar nova javna naročila vedno bolj določajo alternative brez SF6-ali z zmanjšano vsebnostjo SF6.

Nadzor in testiranje plina SF6 (vzdrževalne aplikacije)

Pravilno upravljanje SF6 zahteva:

Huazheng izdeluje preizkuševalce čistosti plina SF6, detektorje puščanja SF6 in obsežne analizatorje SF6 (npr. serije HZSF) za ekipe za vzdrževanje postaj, ki upravljajo GIS in flote odklopnikov.