Элегаздың ыдырау өнімдері: SO2, HF және олармен не істеу керек

Элегаздың ыдырау өнімдері SF6 бар бөлікте электр разрядтары болғанда түзіледі: ішінара (тәждік) разрядтар, ұшқындау, коммутациялық доғалар және ақау кезіндегі доғалар. Олардың ішіндегі негізгі қауіпті газдар — SO2, HF, SOF2 және S2F10, ал беттерге металл фторидтерінің шаңы отырады. Оларды аппаратты ашпас бұрын элегаз талдағышымен өлшейді және қорғаныс құралдарымен жұмыс істейді.

Ыдырау өнімдері қайдан пайда болады

Қалыпты режимде элегаз инертті. EPA деректері бойынша (CIGRE-ге сілтеме жасап), SF6 электр разрядтарының төрт түрі кезінде ыдырайды:

1. Ішінара тәждік разрядтар — оқшаулау ақауларында.
2. Ұшқын разрядтары — оқшаулау ақауларында немесе коммутация кезінде.
3. Коммутациялық доғалар — жүктеме ажыратқыштары мен күштік ажыратқыштарда.
4. Ақау кезіндегі доғалар — оқшаулау тесілгенде немесе ажырату сәтсіз болғанда.

Разрядтың әр түрі әртүрлі концентрациядағы өз өнімдер қоспасын береді. Сондықтан газ құрамы аппарат ішінде не болып жатқанын түсінуге көмектеседі. Ішінара разрядтарды сырттан қалай табуға болатыны «ТҮҚ мен қосалқы станциялардағы ішінара разрядтар» мақаласында сипатталған.

Қандай өнімдер түзіледі

EPA ЭГТҚ-ға жақын жағдайларда қайта-қайта ұшқындау тәжірибесінің деректерін келтіреді (Dervos және Vassiliou, 2000):

Формула	Атауы	Тәжірибедегі концентрация, көл. %
HF	фторлы сутек	1,0
SOF2 (SF4)	тионилфторид (күкірт тетрафториді)	0,5
SOF4	күкірт тетрафторид-оксиді	0,085
SiF4	кремний тетрафториді	0,085
S2F10	дикүкірт декафториді	0,025
SO2F2	сульфурилфторид	0,006
SO2	күкірт диоксиді	0,002

Бұл зертханалық тәжірибенің нәтижелері. Нақты аппаратта құрам мен концентрациялар жабдыққа және разряд түріне байланысты. SF4 оңай гидролизденіп SOF2-ге айналады, сондықтан кестеде олар бірге көрсетілген.

Газдардан басқа доғалар кезінде H2S, күкірт пен фтордың басқа қосылыстары, металл фторидтері (CuF2, AlF3) және вольфрам қосылыстары (WF6, WO3) түзіледі. Қатты өнімдер бөлікте ұнтақ түрінде шөгеді.

SO2, HF және басқа өнімдер неліктен қауіпті

• Газ тәрізді SF4, SiF4, SO2F2, SO2 және HF көзді, мұрынды және тамақты қатты тітіркендіреді. Коррозиялық қасиеттеріне байланысты олар өкпе ісінуін, терінің және көздің күйігін, бронхитті тудыруы мүмкін.
• Cambridge Sensotec талдағыш нұсқаулығында ескертеді: HF және SO2 уытты және дем алғанда өлімге әкелуі мүмкін, теріні қатты күйдіреді, ал HF көзді ауыр зақымдайды.
• Алюминий мен мыс фторидтерінің шаңы теріні, көзді және тыныс жолдарын тітіркендіреді.
• Зерттеулер жоғары уыттылығына байланысты S2F10-ды ең қауіпті өнім деп атайды.

EPA элегаз жабдығын жөндеу кезінде персоналға ыдырау өнімдерінің әсер етуінің бірнеше жағдайын сипаттайды. Солардың бірінде электрик ажыратқышты жөндеу кезінде есінен танып, өкпесінің көлемі 45 %-ға азайған.

Жұмыс аймағының ауасындағы әсер ету шектері

EPA құжаты (2002) АҚШ-тың кәсіптік әсер ету шектерін (OSHA, NIOSH, ACGIH) жинақтайды. Мәндер ауадағы көлем бойынша ppm-мен:

Зат	Ауысымдағы орташа өлшенген шек (PEL-TWA, OSHA)	Қысқа мерзімді немесе шектік мән	IDLH (NIOSH)
S2F10	0,025	0,01 (шектік, OSHA, NIOSH, ACGIH)	1
SF4	—	0,1 (шектік)	—
SO2	2	5 (STEL)	100
HF	3	6 (STEL)	30
SO2F2	5	10 (STEL)	200
SF6 (салыстыру үшін)	1000	—	—

Бұл 2002 жылғы АҚШ нормалары, олар шамалардың ретін көрсету үшін келтірілген. Қазақстан кәсіпорындарында қолданыстағы ұлттық гигиеналық нормативтерді қолданыңыз.

Ыдырау өнімдерін қалай өлшеу керек

Rapidox SF6 6100 талдағышы ыдырау өнімдерін электрохимиялық датчиктермен SF6 тазалығы және ылғалдылықпен бір мезгілде өлшейді:

Газ	Ауқым	Дәлдік
SO2	0–100 немесе 0–500 ppm	±2 % ӨЖШ
HF	0–10 немесе 0–30 ppm	±2 % ӨЖШ
H2S	0–100 ppm	±2 % ӨЖШ
CO	0–1000 ppm	±2 % ӨЖШ

Өлшеу тәртібі:

1. Талдағышты бөлікке өздігінен тығыздалатын муфта арқылы қосыңыз. Сынама газ қысымының есебінен алынады, кірісте 10 барға дейін.
2. Егер талдағыш SF6 датчигінсіз жиналса, баптауларда дұрыс фондық газды (SF6 немесе N2/ауа) таңдаңыз. Cambridge Sensotec нұсқаулығы бойынша қате фондық газ SO2, H2S және CO бойынша шамамен 50 % қате береді: SF6-тің жоғары тығыздығы электрохимиялық датчиктердің сезімталдығына қатты әсер етеді. SF6 датчигі болса, аспап тығыздыққа түзетуді өзі енгізеді.
3. IEC немесе CIGRE тестін іске қосыңыз: аспап әр газ бойынша PASS немесе FAIL көрсетеді.
4. Пайдаланылған сынаманы газ жинау қапшығына жинаңыз немесе Rapidox SF6 6100 Pump Back талдағышымен бөлікке қайтарыңыз.
5. Нәтижені осы бөліктің алдыңғы өлшемдерімен салыстырыңыз. SO2, HF және ылғалдылықтың бір мезгілде өсуі аппарат ішіндегі разрядтарды көрсетеді. Ылғалды қалай дұрыс өлшеу керектігі «Элегаз ылғалдылығының нормалары» мақаласында сипатталған.

Егер сізде HF арнасы жоқ үш газды Rapidox 6100 Pump Back болса, HF датчигін Cambridge Sensotec немесе сертификатталған серіктес жаңғырту арқылы қоса алады.

Газ үшін қандай шектер бар

Қайта пайдаланылатын газдағы ыдырау өнімдерінің сандық шектерін IEC 60480:2019 белгілейді; оларды стандарттың қолданыстағы мәтінінен және аппарат дайындаушысының нұсқаулығынан алыңыз. Бағдар үшін: CIGRE 117 нұсқаулығы (1997) газ тәрізді ыдырау өнімдері (SF4, WF6, SOF4, SOF2, SO2, HF, SO2F2) үшін рұқсат етілген деңгейді 100 ppmv, ал қайта пайдалану шегін 50 ppmv деп атаған. Далада оларды индикаторлық газдар ретінде SO2 және SOF2 арқылы 10 ppmv-тен бастап анықтаған.

Ыдырау өнімдері табылғанда не істеу керек

1. Иіске сенбеңіз. Кейбір өнімдер, мысалы SF4, шіріген жұмыртқа иісін береді, бірақ ең уытты S2F10 таза күйінде әдетте иіссіз.
2. Қорғаныспен жұмыс істеңіз. SF6-мен жұмыс істеудің көптеген регламенттері ыдырау өнімдеріне күдік болса, мысалы ажыратқыш ұзақ доғаға ұшыраған соң, қорғаныс киімі мен сертификатталған респираторды талап етеді.
3. Газды дұрыс жабдықпен сорып алыңыз. CIGRE 117 нұсқаулығы бойынша газ тәрізді ыдырау өнімдері газды өңдеу жабдығындағы адсорбенттермен, ал қатты бөлшектер саңылауы 1 мкм шаң сүзгілерімен жойылады.
4. Бөлікті рәсім бойынша тазартыңыз. Қатты өнімдер (CuF2, WO3, AlF3 және басқалар) уытты; жабдықты ашқанда дайындаушының тазарту рәсімін орындаңыз.
5. Себебін табыңыз. Ыдырау өнімдері — разрядтың салдары. Түйіспелерді, оқшаулауды және коммутациялар тарихын тексеріңіз, ал кернеудегі жабдықта разрядтарды сырттан ультрадыбыспен іздеңіз.

Қосалқы станцияда газды тексерудің толық тәртібі «SF6 элегазының сапасын қалай тексеру керек» мақаласында.

Қандай аспапты таңдау керек

Бөлікті ашар алдында және үлкен токтармен коммутациядан кейін газды тексеру үшін SO2 және HF датчиктері бар Rapidox SF6 6100 Portable жарайды. Өлшеулер көп болса және газды жоғалтуға болмаса, Rapidox SF6 6100 Pump Back таңдаңыз: ол сынаманы бөлікке қайтарады және сол ыдырау өнімдерін өлшейді.

KEG TRK Cambridge Sensotec элегаз талдағыштарын Қазақстанда жеткізеді. Бағасы сұраныс бойынша.

Дереккөздер

• U.S. EPA. Byproducts of Sulfur Hexafluoride (SF6) Use in the Electric Power Industry, 2002: https://www.epa.gov/system/files/documents/2022-05/sf6_byproducts.pdf
• Bolin P. SF6 Recycling Guide: Reuse of SF6 Gas in Electrical Power Equipment and Final Disposal (CIGRE Report 117, 1997). EPA конференциясындағы баяндама, 2000: https://19january2021snapshot.epa.gov/sites/static/files/2016-02/documents/conf00_bolin.pdf
• IEC 60480:2019. Specifications for the re-use of sulphur hexafluoride (SF6) and its mixtures in electrical equipment. МЭК сайтындағы сипаттама: https://webstore.iec.ch/en/publication/61024
• Cambridge Sensotec. Rapidox SF6 6100 Portable пайдалану нұсқаулығы D61-070-5: https://www.cambridge-sensotec.co.uk/wp-content/uploads/2023/04/D61-070-5-Rapidox-SF6-6100-Portable-Analyser.pdf
• Cambridge Sensotec. Measuring SF6, H2O, SO2 and HF in gas-insulated switchgear: https://sf6.co.uk/importance-of-measuring-sf6-h2o-so2-and-hf/