在電力工業(yè)中,SF6是一種重要的介質(zhì),它用作封閉式、高壓開關的滅弧和絕緣氣體。SF6氣體的性能實現(xiàn)了裝置經(jīng)濟化、低維護化的操作。目前,作為絕緣和滅弧介質(zhì),還沒有其他技術能從技術、經(jīng)濟和生態(tài)的角度超過SF6氣體。

SF6氣體已經(jīng)被廣泛應用于電氣設備中。從應用來看,SF6斷路器和GIS是主要的領域,已基本代替126kV及以上電壓等級的油斷路器。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。

隨著國內(nèi)SF6電氣設備深入廣泛的應用,SF6氣體的用量越來越大。由于SF6氣體價格昂貴,而且當SF6氣體中含有水分時會對電氣設備造成以下危害:

(1)在水分存在下,SF6分解產(chǎn)物發(fā)生水解反應,阻礙了SF6分解產(chǎn)物的復合,降低了SF6的介質(zhì)恢復強度,從而降低設備的絕緣特性;

(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 對人體有很大的危害,還會腐蝕電極和絕緣材料;

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

(4)氟化亞硫酸和氫氟suan如被放入大氣后會污染環(huán)境。

所以SF6電氣設備在供應提供及檢修時應對SF6氣體進行回收及凈化，及時去除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運而生,成為SF6電氣設備用戶及SF6電氣設備提供商供應、檢修及配套的*設備。

目前,國內(nèi)現(xiàn)有SF6氣體回收充氣裝置的種類規(guī)格繁多,按提供地可分為進口與國產(chǎn)兩種,按回收儲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)是否有油可分為無泊回收及有油田收兩種,同時同一提供商又提供多種產(chǎn)品來滿足用戶需求,總的規(guī)格型號已達40多種。附表一列出各主要提供商在國內(nèi)的代表產(chǎn)品的性能特點。

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)。當環(huán)境溫度升高后,其對應的液化壓力相應升高,成為不易液化的氣體。當溫度超過SF6的臨界溫度45.55℃時,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。采用先進技術,濾油水平已達到與無油系統(tǒng)相娘美的程度,可以相當*地清除油分。

目前,在上SF6氣體回收充氣裝置的回收儲存原理主要有兩種,第yi種采用冷凍液化法原理:即在SF6氣體回收的過程中,在一定的SF6氣體壓力下,利用制冷機組使SF6氣體溫度降低至該壓力下的飽和蒸汽溫度,SF6氣體開始液化為液體,并以液體形式進行儲存,優(yōu)點是回收速度快、液化速度快;第二種采用高壓液化法原理,即在SF6氣體回收的過程中,在當時的環(huán)境溫度下,利用壓縮機將SF6氣體壓力提高至該溫度下的飽和蒸汽壓力,SF6氣體開始轉(zhuǎn)化為液體,并以液體形式進行儲存。優(yōu)點是系統(tǒng)簡單,缺點是系統(tǒng)工作壓力高,回收效率低,當SF6氣體溫度(SF6氣體經(jīng)壓縮機壓縮后溫度可達到80℃以上)超過臨界溫度45.55℃時,就無法使其液化,此時高溫高壓的SF6氣體只能經(jīng)過一段時間后待其溫度降至臨界溫度以下時才能轉(zhuǎn)化為液體。

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

無油系統(tǒng)理論上可以做到SF6氣體達到100%不與油接觸,稱為全元油(Oil-free),如國內(nèi)使用的膜式壓縮機。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)了第二種無油系統(tǒng),回收裝置的主機-SF6氣體壓縮機為油脂潤滑的活塞式壓縮機,如與SF6直接接觸的活塞環(huán)等采用自潤滑材料,只是曲軸箱中的曲軸、曲柄銷,活塞部位的活塞銷等轉(zhuǎn)動部件采用油脂潤滑(曲軸箱內(nèi)無潤滑油),稱為無油(Oil-less),準確地應稱之為少油。長期使用,理論上有微量油脂蒸汽混入SF6,實踐中該微量油脂蒸汽對Sf6未造成多少影響。此類壓縮機提供工藝要求高,多為進口壓縮機。優(yōu)點是體積小,重量輕,缺點是價格高,因為無油,使用壽命與有油壓縮機相比大打折扣。

一般此類壓縮機的活塞環(huán)壽命為500小時。使用有油系統(tǒng)的回收裝置,優(yōu)點是使用壽命長,耐用。缺點是,需增加一套油過濾系統(tǒng),比較復雜,且油過濾系統(tǒng)需設計合理,確保干凈*地清除油分。

下面概述一下進口的各種回收裝置的性能特點:

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,可靠性高,耐用。

美國LIMCO

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

德國SIEMENS

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

德國DILO

進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CRYQUIPT

近幾年進入國內(nèi)市場。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)。

下面簡述一下國產(chǎn)回收裝置的性能特點:

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

優(yōu)點:全無油,缺點:體積大,噪聲大,回收效率低,維修工作量大。