在電力工業(yè)中,SF6是一種重要的介質(zhì),它用作封閉式、高壓開(kāi)關(guān)的滅弧和絕緣氣體。SF6氣體的性能實(shí)現(xiàn)了裝置經(jīng)濟(jì)化、低維護(hù)化的操作。目前,作為絕緣和滅弧介質(zhì),還沒(méi)有其他技術(shù)能從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)的角度超過(guò)SF6氣體。

SF6氣體已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于電氣設(shè)備中。從應(yīng)用來(lái)看,SF6斷路器和GIS是主要的領(lǐng)域,已基本代替126kV及以上電壓等級(jí)的油斷路器。很明顯,SF6氣體替代絕緣油作為滅弧和絕緣介質(zhì)是發(fā)展的必然趨勢(shì)。

隨著國(guó)內(nèi)SF6電氣設(shè)備深入廣泛的應(yīng)用,SF6氣體的用量越來(lái)越大。由于SF6氣體價(jià)格昂貴,而且當(dāng)SF6氣體中含有水分時(shí)會(huì)對(duì)電氣設(shè)備造成以下危害:

(1)在水分存在下,SF6分解產(chǎn)物發(fā)生水解反應(yīng),阻礙了SF6分解產(chǎn)物的復(fù)合,降低了SF6的介質(zhì)恢復(fù)強(qiáng)度,從而降低設(shè)備的絕緣特性;

(2)加劇了低氟化物水解和金屬氟化物的分解。生成的氟化亞硫酸和氫氟suan有劇du 對(duì)人體有很大的危害,還會(huì)腐蝕電極和絕緣材料;

(3)在設(shè)備內(nèi)結(jié)露。由于氣體中的水分以水蒸氣的形式存在,當(dāng)溫度降低時(shí),可能在設(shè)備內(nèi)部結(jié)露,附著在設(shè)備表面如電極、絕緣子表面等,容易產(chǎn)生沿面放電(閃絡(luò))而引起事故。

(4)氟化亞硫酸和氫氟suan如被放入大氣后會(huì)污染環(huán)境。

所以SF6電氣設(shè)備在供應(yīng)提供及檢修時(shí)應(yīng)對(duì)SF6氣體進(jìn)行回收及凈化，及時(shí)去除SF6氣體中的水分及分解產(chǎn)物。

SF6氣體回收充氣裝置因此應(yīng)運(yùn)而生,成為SF6電氣設(shè)備用戶及SF6電氣設(shè)備提供商供應(yīng)、檢修及配套的*設(shè)備。

目前,國(guó)內(nèi)現(xiàn)有SF6氣體回收充氣裝置的種類規(guī)格繁多,按提供地可分為進(jìn)口與國(guó)產(chǎn)兩種,按回收儲(chǔ)存原理可分為高壓液化法及冷凍液化法兩種,按回收系統(tǒng)是否有油可分為無(wú)泊回收及有油田收兩種,同時(shí)同一提供商又提供多種產(chǎn)品來(lái)滿足用戶需求,總的規(guī)格型號(hào)已達(dá)40多種。附表一列出各主要提供商在國(guó)內(nèi)的代表產(chǎn)品的性能特點(diǎn)。

為了更好地理解SF6氣體回收充氣裝置的工作原理,這里先介紹一下SF6氣體的物理特性。

SF6在常溫常壓條件下為氣態(tài),溫度降低后在一定的壓力作用下較易液化為液態(tài)。當(dāng)環(huán)境溫度升高后,其對(duì)應(yīng)的液化壓力相應(yīng)升高,成為不易液化的氣體。當(dāng)溫度超過(guò)SF6的臨界溫度45.55℃時(shí),就元法使其液化。SF6氣體為惰性氣體,與油不相溶,所以可以比較容易地分離出所混入的油分。采用先進(jìn)技術(shù),濾油水平已達(dá)到與無(wú)油系統(tǒng)相娘美的程度,可以相當(dāng)*地清除油分。

目前,在上SF6氣體回收充氣裝置的回收儲(chǔ)存原理主要有兩種,第yi種采用冷凍液化法原理:即在SF6氣體回收的過(guò)程中,在一定的SF6氣體壓力下,利用制冷機(jī)組使SF6氣體溫度降低至該壓力下的飽和蒸汽溫度,SF6氣體開(kāi)始液化為液體,并以液體形式進(jìn)行儲(chǔ)存,優(yōu)點(diǎn)是回收速度快、液化速度快;第二種采用高壓液化法原理,即在SF6氣體回收的過(guò)程中,在當(dāng)時(shí)的環(huán)境溫度下,利用壓縮機(jī)將SF6氣體壓力提高至該溫度下的飽和蒸汽壓力,SF6氣體開(kāi)始轉(zhuǎn)化為液體,并以液體形式進(jìn)行儲(chǔ)存。優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)簡(jiǎn)單,缺點(diǎn)是系統(tǒng)工作壓力高,回收效率低,當(dāng)SF6氣體溫度(SF6氣體經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后溫度可達(dá)到80℃以上)超過(guò)臨界溫度45.55℃時(shí),就無(wú)法使其液化,此時(shí)高溫高壓的SF6氣體只能經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后待其溫度降至臨界溫度以下時(shí)才能轉(zhuǎn)化為液體。

在回收系統(tǒng)上采用有油或無(wú)油系統(tǒng),至于孰優(yōu)孰劣,也存在著一定的爭(zhēng)議。

無(wú)油系統(tǒng)理論上可以做到SF6氣體達(dá)到100%不與油接觸,稱為全元油(Oil-free),如國(guó)內(nèi)使用的膜式壓縮機(jī)。這種回收裝置的體積大,回收效率低,維修工作量大。這樣就出現(xiàn)了第二種無(wú)油系統(tǒng),回收裝置的主機(jī)-SF6氣體壓縮機(jī)為油脂潤(rùn)滑的活塞式壓縮機(jī),如與SF6直接接觸的活塞環(huán)等采用自潤(rùn)滑材料,只是曲軸箱中的曲軸、曲柄銷,活塞部位的活塞銷等轉(zhuǎn)動(dòng)部件采用油脂潤(rùn)滑(曲軸箱內(nèi)無(wú)潤(rùn)滑油),稱為無(wú)油(Oil-less),準(zhǔn)確地應(yīng)稱之為少油。長(zhǎng)期使用,理論上有微量油脂蒸汽混入SF6,實(shí)踐中該微量油脂蒸汽對(duì)Sf6未造成多少影響。此類壓縮機(jī)提供工藝要求高,多為進(jìn)口壓縮機(jī)。優(yōu)點(diǎn)是體積小,重量輕,缺點(diǎn)是價(jià)格高,因?yàn)闊o(wú)油,使用壽命與有油壓縮機(jī)相比大打折扣。

一般此類壓縮機(jī)的活塞環(huán)壽命為500小時(shí)。使用有油系統(tǒng)的回收裝置,優(yōu)點(diǎn)是使用壽命長(zhǎng),耐用。缺點(diǎn)是,需增加一套油過(guò)濾系統(tǒng),比較復(fù)雜,且油過(guò)濾系統(tǒng)需設(shè)計(jì)合理,確保干凈*地清除油分。

下面概述一下進(jìn)口的各種回收裝置的性能特點(diǎn):

日本KAJI

使用量不大,多在SF6電氣提供廠使用。采用冷凍液化法,有油系統(tǒng)。用戶反應(yīng),可靠性高,耐用。

美國(guó)LIMCO

電力系統(tǒng)使用,僅幾臺(tái)。采用冷凍液化法,有油系統(tǒng)。用戶反應(yīng)回收速度快、液化速度快,效率高。

德國(guó)SIEMENS

電力系統(tǒng)使用,數(shù)量不多,有油系統(tǒng),氣態(tài)儲(chǔ)存。

德國(guó)DILO

進(jìn)口回收裝置中使用量大,SF6電氣提供廠及電力系統(tǒng)均使用。采用高壓液化法, 無(wú)油回收系統(tǒng)。

瑞士MICAFIL

SF6電氣提供廠及電力系統(tǒng)均使用,采用冷凍液化法,無(wú)油回收系統(tǒng)。產(chǎn)品為十年前老產(chǎn)品,近幾年該公司已停產(chǎn)回收裝置。

加拿大ENERVAC

GRU-4型僅在電力系統(tǒng)使用,僅適用于小型SF6斷路器。體積小重量輕,但回收速度慢。采用高壓液化法,少油回收系統(tǒng)。

美國(guó)CRYQUIPT

近幾年進(jìn)入國(guó)內(nèi)市場(chǎng)。電力系統(tǒng)使用,適用于小型SF6斷路器。體積較小,重量較輕,但回收速度慢。采用高壓液化法,元油回收系統(tǒng)。

下面簡(jiǎn)述一下國(guó)產(chǎn)回收裝置的性能特點(diǎn):

SF6電氣提供廠及電力系統(tǒng)均有使用,采用高壓液化法,無(wú)油回收系統(tǒng)。主機(jī)與儲(chǔ)存容器為分體式。

優(yōu)點(diǎn):全無(wú)油,缺點(diǎn):體積大,噪聲大,回收效率低,維修工作量大。