1.背景
以SF6气体为绝缘介质的高压电气设备以其优越的电气性能，近年来在电力行业得到广泛的应用，如全封闭组合电器（GIS）、断路器、互感器、变压器、电缆等，其电压等级也从 10 kV到
1000 kV都有。SF6设备是性能优良、技术先进的高压电气设备，对电力系统的安全、经济、稳定运行起到了重要的作用。
SF6气体的各个方面的性能与其他气体相比具有无可替代的地位。在物理性能上：SF6是最重的已知气体之一。在通常条件下，它大约比空气重 5 倍。在化学上：SF6是一种非常稳定的惰性气体。它无色、无味、无毒、不燃且不溶于水。在电气性能上：SF6气体具有优异的绝缘性能，是由于其分子的电负性。
尽管SF6电气设备在运行中有很多优点，但就其气体新气本身，及其经运行后的毒性来说，是一个不可忽视的问题。据调查，在SF6气体试验、运行及检修过程中人员中毒事件时有发生。因此， 预防中毒是SF6气体维护管理工作中的一个重要内容。
2.SF6新气和运行气中氟化物的毒性问题
SF6分子量为146.07，纯SF6气体无毒，在生物学上不活泼。用动物和人进行试验表明，当存在80％SF和20％O时，没有感受到不良的影响。纯SF6对健康无生态中毒、致变和致癌(既无基因中毒，也无后天生成的作用。但以上并不说明新气无毒。因其容易沉积在空间底部，且不易扩散，吸入过多会导致工作人员头晕、呕吐等，严重时可能因缺氧而窒息。另外由于制造过程的缘故，市场上提供的SF6气体不是很纯。IEC376标准规定了SF6中最大允许的杂质水平。目前生产的SF6气体，都是采用氟与硫磺直接合成并经一系列的处理工艺得到的产品，合成的粗产品中含有多种杂质，如S2F2、SF2、SF4、S2F10、SOF2、SO2F2、SO2、S2F10O、CF4以及水分等。杂质一般含量为5%。经净化才能得到纯度99.9%以上的合格品，不可能达到100%。因而会有杂质带入到产品中。这些杂质都是毒性或剧毒性的产物。新气的质量标准中规定可水解氟化物含量小于1mg/kg。其遇水分后变成腐蚀性电解质。尤其是某些高毒性分解物，如SF、SF、HF、SO、SOF等，另外还有不能被水解的毒性组分（如S2F10、SOF2、S2F10O等），由于难以用经典的方法检验出来，在标准中未作规定，但其毒性却是致命的。
六氟化硫气体在电气设备的运行中经电晕、火花及电弧放电作用，还会产生多种有毒、腐蚀性气体及固体分解产物。这些气体主要有氟化亚硫酰（SOF2）、氟化硫酰（SO2F2）、四氟化硫（SF4）、四氟化硫酰（SOF4）、二氧化硫（SO2）、十氟化二硫（S2F10）、一氧十氟化二硫（S2F10O）等。如大量吸入人体会引起头晕和肺水肿，甚至昏迷及死亡。固体分解产物主要有氟化铜（CuF2）、二氟二甲基硅[Si（CH3）2F2]、三氟化铝（AlF3）粉末等， 与皮肤接触会对皮肤造成灼痛。下表列出了毒性分解物在工作场所的容许含量。
我们用安捷伦7890A气相色谱仪对新进厂钢瓶气取气进行测试， 证明了毒性气体的存在，由此可见，不论是新气还是运行气，其毒性是显而易见的，特别是运行气，且其分解产物，机理都十分复杂，在使用SF6气体时，决不可掉以轻心，要防止中毒事故的发生。
表1 工作场所中SF6气体及其毒性分解物的容许含量
3.SF6气体的管理和安全防护
3.1 六氟化硫新气的安全使用
1）六氟化硫新气中可能存在一定量的毒性分解物，在使用六氟化硫新气的过程中，要采取安全防护措施。
2）使用过的六氟化硫气体钢瓶应关紧阀门， 戴上瓶帽，防止剩余气体泄漏。
3）户外六氟化硫设备充装气体时，工作人员应在上风方向操作；室内设备充装六氟化硫气体时，要求工作人员进入设备室内工作前需要开启通风系统，并尽量避免和减少六氟化硫气体泄漏到工作区。
3.2 六氟化硫试验室工作人员的安全防护
1）六氟化硫试验室是进行六氟化硫新气和运行气体测试的场所，因此化验人员经常会接触有毒气体、粉尘和毒性化学试剂。试验室除具备操作毒性气体和毒性试剂的一般要求外，还应具有良好的底部通风设施（对通风量的要求是15min内使室内换气一次）。
2）每个分析人员务必遵守分析试验室操作规程和六氟化硫气体使用规则，新来的工作人员在没有正式工作之前，首先要接受安全教育和有关培训。
3）试验室内不应存放剧毒和易燃品，使用时应随领随用。
4）分析人员应配备个人安全防护用品。
3.3 设备运行中的安全防护
1）设备安装室内应具有良好的通风系统，通风量应保证在 15min 内换气一次。抽风口应设在室内下部。
2）气体采样操作及处理渗漏时，工作人员要穿戴防护用品，并在通风条件下，采取有效的防护措施。
3.4 设备解体时的安全保护
1）设备解体前，用回收净化装置净化六氟化硫运行气，并对设备抽真空，用氮气冲洗 3 次后，方可进行设备解体检修。
2）解体时，检修人员应穿戴防护服及防毒面具。设备封盖打开后，应暂时撤离现场 30 min。
3）工作结束后使用过的防护用具应清洗干净，检修人员要洗澡。
3.5 处理紧急事故时的安全防护
1）六氟化硫气体中存在的有毒气体和设备内产生的粉尘，对人体呼吸系统及粘膜等有一定的危害，一般中毒后会出现不同程度的流泪、打喷嚏、流涕，鼻腔咽喉有热辣感，发音嘶哑、咳嗽、头晕、恶心、胸闷、颈部不适等症状。发生上述中毒现象时，应迅速将中毒者移至空气新鲜处， 并及时进行治疗。
2）工作人员佩戴防毒面具或氧气呼吸器进行工作时，要有专门监护人员在现场进行监护， 以防出现意外事故。
4.结论
鉴于以上所阐述观点，应把SF6气体的维护管理作为这类设备安全运行的重要工作来抓。SF6气体运行、试验及检修人员的安全防护应引起高度重视。鉴于SF6气体因种种原因会生成有毒物质
（虽然极少量），电力和制造企业应当重视SF6气体的安全使用，并尽最大努力做好禁止排放、防止泄露、实行回收、清洁处理、再回收利用的工作。
论文作者:李振中1,朱科举2
论文发表刊物:《电力设备》2019年第6期
论文发表时间:2019/7/9
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