Primjena SF6 plina: gdje se koristi sumpor heksafluorid i zašto

Sumpor heksafluorid (SF6) je bezbojan, bez mirisa, hemijski inertan gas sa izuzetnom dielektričnom čvrstoćom i sposobnošću{1}}gašenja luka. Od 1960-ih postao je dominantan medij za izolaciju i prekid u visokonaponskoj električnoj opremi.

Otprilike 80% proizvedenog SF6 ide u elektroenergetsku industriju. Manje, ali važne upotrebe uključuju medicinski ultrazvučni kontrast, poluprovodničko nagrizanje, detekciju curenja gasa za praćenje-i povijesno pokrivni plin magnezijuma-koji je sada u velikoj mjeri ukinut zbog ekoloških propisa.

Zašto je odabran SF6: ključna svojstva

Ova svojstva čine SF6 idealnim za opremu gdje su prostor, pouzdanost i performanse prekida bitni-trafostanicama, prijenosnim mrežama i industrijskim energetskim sistemima koji rade od srednjeg napona do 800 kV i više.

Primarna primjena: električna energija (~80% upotrebe SF6)

Prema CIGRE i industrijskoj praksi, SF6 se koristi u lancu prijenosa i distribucije u:

1. Gasom izolirani razvodni uređaji (GIS)

GIS inkapsulira prekidače, sabirnice, rastavljače, uzemljivače, odvodnike prenapona i instrumentalne transformatore unutar zatvorenog metalnog kućišta ispunjenog SF6 pod kontroliranim tlakom.

Prijave:

Gradske trafostanice sa ograničenim prostorom

Podzemne i zatvorene trafostanice

Offshore platforme, krovovi, doline, planinska područja

Jako zagađeno okruženje - prašina, so, hemikalije, vlaga (sprečava preokret)

Industrijski kompleksi, hidrostanice, dogradnje gradskih zgrada

GIS je tipično 25-30% manji od ekvivalentnog razvodnog uređaja sa zračnom{2} izolacijom (AIS).

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

2. SF6 prekidači (GCB)

SF6 prekidači zamjenjuju zračne-eksplozivne i uljne prekidače za srednje- i visoko-naponske prekide kvara.

Raspon napona: distribucija na manje od ili jednako 35 kV kroz prijenos na 800 kV, 1100 kV, 1200 kV

Funkcije:

Prekidna struja kvara tokom kratkih spojeva, prenapona i kvarova izolacije

Zaštitite transformatore, kablove i dalekovode

Izolujte neispravnu opremu iz mreže

Prednosti u odnosu na vazdušno/uljne razbijače:

Tiši rad

Nema pražnjenja vrućeg gasa tokom normalnog uključivanja

Niže održavanje; više mehaničkih operacija između inspekcija

Veći prekidni kapacitet po pauzi

3. Gasom izolirani vodovi (GIL)

SF6-izolovani podzemni ili nadzemni-vodovi za velike snage u ograničenim koridorima – alternativa nadzemnim vodovima u urbanim ili ekološki osjetljivim područjima.

4. Gasno{1}}izolovani instrumentni transformatori

Gasni naponski transformatori (GVT)

plinski strujni transformatori (GCT)

Integrisan u GIS odjeljke za mjerenje i zaštitu

5. Gasom izolirani transformatori (GIT) i reaktori (GIR)

Kompaktni transformatori i prigušnici izolovani SF6-za{2}}kritične instalacije gdje su uronjene-ulje ili zračno izolirane konstrukcije nepraktične.

6. Srednjonaponski{1}}rasklopni uređaj

SF6 je i dalje uobičajen u SN rasklopnim uređajima (obično do 52 kV) za industrijska postrojenja, rudarstvo, postrojenja za naftu i plin, željeznice i kontrolu motora u teškoj industriji-iako vakuumski prekidači sve više zamjenjuju SF6 na nižim SN nivoima.

Primjena SF6 po industrijskim sektorima

Ne-električne aplikacije SF6

Medicinski

Proizvodnja poluprovodnika

Plazma plin za jetkanje - SF6 obezbjeđuje radikale fluora za precizno graviranje silikona u proizvodnji čipova

Razlaže se u plazmi i oslobađa atomski fluor; formira isparljivi SiF4 koji se uklanja vakuumskim pumpama

Koristi se u dubokom reaktivnom-ionskom jetkanju (DRIE) i srodnim procesima

Tracer gas / detekcija curenja

Ispitivanje efikasnosti ventilacije - ASHRAE Standard 110 (sadržaj dimovoda) navodi SF6 kao izazovni gas

Merenje brzine razmene vazduha u zgradi

Studije atmosferske disperzije i aerotunela

Detekcija curenja SF6 na GIS-u i prekidačima - ppm-instrumenti osjetljivosti na nivou lociraju kvarove zaptivki

Lijevanje magnezija (povijesno / u padu)

Ranije se koristio kao pokrivni plin preko rastopljenog magnezijuma kako bi se spriječila oksidacija i paljenje

U velikoj mjeri ukinut zbog GWP-a SF6 od 23.500 (ekvivalent CO2 za 100 godina)

Zamijenjen SO2, mješavinama HFC-134a i fluoroketonskim proizvodima (npr. Novec 612, BestSolv Zulu MAG)

Ostale manje upotrebe

Proizvodnja optičkih staklenih vlakana

Livnice aluminijuma (ograničeno)

Istraživanja i studije praćenja aerotunela

SF6 u životnom ciklusu opreme

Proizvodnja → Napunite zapečaćeni pretinac → Rad (zatvoreni ciklus)

↓

Nadgledajte pritisak i čistoću → Detekcija curenja → Povratite / reciklirajte prilikom održavanja

↓

Prestanak rada → Oporavak → Ponovna obrada ili uništavanje

SF6 je namijenjen za rad u zatvorenom ciklusu. Curenje tokom rukovanja, održavanja i-od-odlaganja na kraju životnog vijeka je primarni problem zaštite okoliša-koji nije normalan u-servisnom radu unutar zatvorene opreme.

Kontekst životne sredine i alternative

SF6 ima potencijal globalnog zagrijavanja (GWP) od ~23.500 tokom 100 godina i životni vijek atmosfere od ~3.200 godina. Regulativa EU o plinu i slične politike pokreću:

Električna SF6 oprema i dalje je dominantna u postojećoj HV/EHV infrastrukturi-ali nova nabavka sve više specificira alternative bez SF6-sa smanjenim sadržajem SF6.

Praćenje i testiranje SF6 gasa (aplikacije za održavanje)

Pravilno upravljanje SF6 zahtijeva:

Huazheng proizvodi testere čistoće plina SF6, detektore curenja SF6 i sveobuhvatne SF6 analizatore (npr. serije HZSF) za timove za održavanje trafostanica koji upravljaju GIS-om i flotom prekidača.