Primjene plina SF6: Gdje se koristi sumporni heksafluorid i zašto

Sumporni heksafluorid (SF6) je bezbojan, kemijski inertan plin bez mirisa s izuzetnom dielektričnom čvrstoćom i sposobnošću gašenja luka. Od 1960-ih postao je dominantan izolacijski i prekidni medij u visoko-naponskoj električnoj opremi.

Otprilike 80% ukupnog proizvedenog SF6 odlazi u elektroprivredu. Manje, ali važne upotrebe uključuju medicinski ultrazvučni kontrast, jetkanje poluvodiča, tragač-otkrivanje curenja plina i povijesno magnezijski pokrovni plin-koji je sada uglavnom postupno ukinut zbog ekoloških propisa.

Zašto je odabran SF6: ključna svojstva

Ova svojstva čine SF6 idealnim za opremu gdje su važni prostor, pouzdanost i performanse prekida-trafostanice, prijenosne mreže i industrijske energetske sustave koji rade od srednjeg napona do 800 kV i više.

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

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

1. Plinom izolirani rasklopni uređaj (GIS)

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

Prijave:

Gradske trafostanice s ograničenim prostorom

Podzemne i unutarnje trafostanice

Offshore platforme, krovovi, doline, planinska područja

Visoko onečišćena okruženja - prašina, sol, kemikalije, vlaga (sprječava bljesak)

Industrijski kompleksi, hidroelektrane, proširenja gradskih zgrada

GIS je obično 25–30% manji od ekvivalentnog razvodnog uređaja-izoliranog zrakom (AIS).

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

2. SF6 prekidači (GCB)

SF6 prekidači zamjenjuju zračne-udarne i uljne prekidače za srednji- i visoki-napon prekida kvara.

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

Funkcije:

Prekinite struju kvara tijekom kratkih spojeva, prenapona i kvarova izolacije

Zaštitite transformatore, kabele i dalekovode

Izolirajte neispravnu opremu iz mreže

Prednosti u odnosu na zračne/uljne lopatice:

Tiši rad

Nema ispuštanja vrućeg plina tijekom normalnog uključivanja

Manje održavanje; više mehaničkih operacija između inspekcija

Veći kapacitet prekidanja po prekidu

3. Vodovi izolirani plinom (GIL)

SF6-izolirani podzemni ili nad{2}}zemni prijenosni vodovi za veliki kapacitet snage u ograničenim koridorima-alternativa nadzemnim vodovima u urbanim ili ekološki osjetljivim područjima.

4. Mjerni transformatori-izolirani plinom

Plinski naponski transformatori (GVT)

Plinski strujni transformatori (GCT)

Integriran u GIS odjeljke za mjerenje i zaštitu

5. Transformatori izolirani plinom (GIT) i reaktori (GIR)

Kompaktni SF6-izolirani transformatori i reaktori za svemirske-kritične instalacije gdje su izvedbe uronjene-uljem ili zrakom izolirane nepraktične.

6. Rasklopna-naponska oprema

SF6 ostaje uobičajen u SN rasklopnim uređajima (obično do 52 kV) za industrijska postrojenja, rudarstvo, naftna i plinska postrojenja, željeznice i kontrolu motora u teškoj industriji-iako vakuumski prekidači sve više zamjenjuju SF6 na nižim SN razinama.

Primjene SF6 prema industrijskom sektoru

Ne{0}}električne primjene SF6

Medicinski

Proizvodnja poluvodiča

Plin za plazma jetkanje - SF6 osigurava fluorove radikale za precizno jetkanje silicija u proizvodnji čipova

Razgrađuje se u plazmi i oslobađa atomski fluor; tvori hlapljivi SiF4 koji se uklanja vakuumskim pumpama

Koristi se u dubokom reaktivnom{0}}ionskom jetkanju (DRIE) i srodnim procesima

Plin za praćenje / otkrivanje curenja

Ispitivanje učinkovitosti ventilacije - ASHRAE Standard 110 (sadržaj nape) navodi SF6 kao izazovni plin

Mjerenje stupnja izmjene zraka u zgradi

Studije atmosferske disperzije i aerotunela

Detekcija curenja SF6 na GIS-u i prekidačima - ppm-instrumenti za osjetljivost razine lociraju kvarove brtvi

Lijevanje magnezija (povijesno / u opadanju)

Ranije se koristio kao pokrovni plin iznad rastaljenog magnezija za sprječavanje oksidacije i paljenja

U velikoj mjeri ukinut zbog GWP-a SF6 od 23 500 (ekvivalent CO2 tijekom 100 godina)

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

Ostale manje upotrebe

Proizvodnja optičkih staklenih vlakana

Ljevaonice aluminija (ograničeno)

Istraživanje i studije praćenja u zračnom tunelu

SF6 u životnom ciklusu opreme

Proizvodnja → Napunite zatvoreni odjeljak → Rad (zatvoreni ciklus)

↓

Pratite tlak i čistoću → Otkrivanje curenja → Povrat / recikliranje tijekom održavanja

↓

Dekomisija → Oporaba → Ponovna obrada ili uništenje

SF6 je namijenjen za rad u zatvorenom ciklusu. Curenje tijekom rukovanja, održavanja i-odlaganja na kraju-životnog vijeka primarna je briga za okoliš-što nije normalno u-servisnom radu unutar zatvorene opreme.

Kontekst okoliša i alternative

SF6 ima potencijal globalnog zagrijavanja (GWP) od ~23 500 tijekom 100 godina i životni vijek u atmosferi od ~3 200 godina. Uredba EU o F-plinu i slične politike potiču:

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

Nadzor i ispitivanje SF6 plina (prijave za održavanje)

Pravilno upravljanje SF6 zahtijeva:

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