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六氟化硫應(yīng)用及其SF6傳感器

日期：2025-05-10 18:56
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摘要：六氟化硫（SF6）是一種合成的含氟化合物，具有極其穩(wěn)定的分子結(jié)構(gòu)。由于其獨特的介電性能，電力公司在電力系統(tǒng)中嚴重依賴SF6進行電壓、電氣絕緣、電流中斷以及在輸電和配電過程中的滅弧。然而，它也是迄今為止已知的強大的溫室氣體。 一、SF6傳感器特點： 1、無需加熱恒溫 2、功耗低 2、快速響應(yīng)，約1秒 3、外形尺寸小

六氟化硫應(yīng)用及其SF6傳感器

  

六氟化硫（SF6）是溫室氣體
六氟化硫（SF6）是一種合成的含氟化合物，具有極其穩(wěn)定的分子結(jié)構(gòu)。由于其獨特的介電性能，電力公司在電力系統(tǒng)中嚴重依賴SF6進行電壓、電氣絕緣、電流中斷以及在輸電和配電過程中的滅弧。然而，它也是迄今為止已知的強大的溫室氣體。在100年的時間里，SF6捕捉紅外輻射的效率是等量二氧化碳（CO2）的22800倍。SF6也是一種非常穩(wěn)定的化學物質(zhì)，在大氣中的壽命為3200年。隨著氣體的排放，它在大氣中以基本上未降解的狀態(tài)積聚了許多世紀。因此，相對少量的SF6會對全球氣候變化產(chǎn)生重大影響。有關(guān)長壽命含氟溫室氣體、其排放、排放源和趨勢的更多信息，請訪問EPA的“溫室氣體概述”頁面。

六氟化硫（SF6）氣體在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

自20世紀50年代以來，美國電力行業(yè)在斷路器、氣體絕緣變電站和輸電系統(tǒng)中使用的其他開關(guān)設(shè)備中使用SF6來管理發(fā)電站和客戶負荷中心之間的高壓。隔離開關(guān)和接地開關(guān)主要使用SF6進行絕緣，單獨使用時，它們的SF6含量僅略低于斷路器。這些裝置用于隔離傳輸系統(tǒng)中電流中斷的部分（使用斷路器）。氣體絕緣變電站也使用大量SF6，GIS裝置內(nèi)裝有SF6絕緣斷路器、母線和監(jiān)控設(shè)備。SF6的大用途出現(xiàn)在高壓斷路器中，除了提供絕緣外，SF6還用于熄滅通電斷路器打開時形成的電弧。
有幾個因素會影響電力系統(tǒng)中的SF6排放，例如含有SF6的設(shè)備的類型和使用年限（例如，舊斷路器可含有多達2000磅的SF6，而現(xiàn)代斷路器通常含有不到100磅的SF6），以及電力公司實施的處理和維護程序。由于其使用壽命長，全球變暖潛力（GWP）高，即使是相對少量的SF6也會影響氣候。
電力行業(yè)可以通過經(jīng)濟高效的運營改進和設(shè)備升級來減少國家的SF6排放。通過提高新設(shè)備的泄漏率、翻新舊設(shè)備以及使用更高效的操作和維護技術(shù)，公用事業(yè)公司通常會找到經(jīng)濟的解決方案來減少SF6排放。
在該伙伴關(guān)系下，EPA分享了有關(guān)很好管理實踐和技術(shù)問題的信息，以幫助減少排放。降低SF6排放的一些成本效益方案包括：
  • 泄漏檢測和維修
  • 回收設(shè)備的使用
  • 員工教育/培訓
減少SF6排放有助于電力系統(tǒng)：
  • 省錢——購買SF6可能很貴，因此減少排放可以省錢。
  • 提高電網(wǎng)可靠性——使用改進的SF6設(shè)備和管理實踐有助于保護系統(tǒng)可靠性和效率。
  • 保護環(huán)境——SF6是已知的有效的溫室氣體。它捕獲紅外輻射的效率是等量二氧化碳的22800倍，并在大氣中停留3200年。
六氟化硫（SF6）共同排放源
六氟化硫SF6氣體用于多個不同的行業(yè)，包括：
  • 輸配電設(shè)備
  • 電子/半導體制造
  • 鎂的生產(chǎn)
在國內(nèi)外，六氟化硫SF6氣體常見的用途和很多的排放源是作為高壓設(shè)備的電氣絕緣體，用于傳輸和分配電力。根據(jù)美國溫室氣體排放和匯清單，2019年，美國所有SF6排放中約71%歸因于電力傳輸和分配部門。電力行業(yè)使用了全球約80%的SF6產(chǎn)品。含有SF6的設(shè)備旨在避免將任何此類氣體排放到大氣中。然而，在設(shè)備生命周期的各個階段，隨著泄漏的發(fā)展，SF6氣體可能會無意中泄漏到大氣中。在某些情況下，老化的設(shè)備可能會發(fā)生重大泄漏。氣體可在設(shè)備制造、安裝、維護和保養(yǎng)以及停止調(diào)試時釋放。

低功耗快速響應(yīng)熱導SF6傳感器


采用非分散紅外（NDIR）原理的六氟化硫純度傳感器測量SF6濃度在95%以上時，由于信號趨于飽和，數(shù)值具有很大的波動性，同時重復差，無法滿足高壓開關(guān)內(nèi)六氟化硫純度高精度測試的要求。SF6-100熱導式傳感器是采用MEMS技術(shù)設(shè)計的一款SF6氣體純度傳感器，通過直接測量氣體熱導率方式運行，內(nèi)部沒有加熱燈絲，也不需要參考氣。SF6-100傳感器沒有采用傳統(tǒng)的大功率的恒溫氣室設(shè)計，而采用獨特溫度補償?shù)乃惴?，可?40℃~+85℃下保證測量準確度和重復性，且波動性很小。傳感器同時功耗只有0.15W，是傳統(tǒng)的熱導原理傳感器的1/20。SF6-100傳感器同時對濕度進行修正，達到±1%FS測量精度。

SF6-100采用的專有的精密的電路設(shè)計，T90響應(yīng)時間（@1000ml/分鐘）非?？?，只有3秒，達到讀數(shù)穩(wěn)定的時間T100為8秒，而傳統(tǒng)的熱導傳感器需要120~150秒。SF6-100無需加熱恒溫的等待（至少30分鐘加熱時間），從開機到測量工作結(jié)束大約需要在2分鐘內(nèi)完成，極大地提高了測量效率。SF6-100的體積小、低功耗和重量輕（約150g）的特點，非常適合集成便攜式SF6儀表內(nèi)。

一、低功耗快速響應(yīng)SF6傳感器產(chǎn)品優(yōu)點

  • 無需加熱恒溫等待，即插即用
  • 低功耗，約0.15W
  • 快速響應(yīng)，約3秒(T90，@1.0L/min.)。
  • 外形尺寸小、重量輕(150g)
  • 溫度和濕度修正補償
  • 同時測量六氟化硫(SF6)濃度、相對濕度（RH）和溫度三個參數(shù)
  • 0.5~2.5VDC和5V TTL輸出
  • -40~+85℃寬的工作溫度范圍
  • 長達10+年的使用壽命
  • 精度高，重復性好，波動小，適合純度測量
低功耗快速響應(yīng)SF6傳感器T90和T100響應(yīng)時間曲線：T90響應(yīng)時間=3 S @1000 ml/min.; T100讀數(shù)穩(wěn)定時間=8 S @1000 ml/min.。


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