Элегаз - свойства и применение

Содержание

Плюсы и минусы шестифтористой серы

преимуществ у элегаза достаточно:

По электрической прочности элегаз выигрывает у воздуха в 2,5 раза. Воздух берется в сравнение, так как до элегазовых выключателей использовались воздушные. Выигрышно высокие значения диэлектрической и электрической прочностей позволяет уменьшить размеры электрооборудования без уменьшения эксплуатационных характеристик. Например, уменьшая размеры выключателей автоматически уменьшаются и габариты распределительного устройства. Также элегаз обладает способностью захватывать свободные электроны, образуя малоподвижные ионы, повышая этим электрическую прочность.
Меньшая скорость распространения звука — в три раза по сравнению с воздухом.
Элегаз не стареет и не требует частой замены. Даже, если произошел дуговой разряд, то газ распадается, однако, потом заново рекомбинирует и вновь находится в рабочем состоянии.

существует и пара недостатков, ведь ничего не бывает идеального:

из-за долгого разложения он внесен в список парниковых газов и хотя его роль в общей картине невелика, из-за промышленного использования на него наложено это клеймо.
при высоких температурах элегаз переходит в жидкое состояние и выделяются ядовитые продукты его разложения, поэтому важно следить за его температурой
в помещениях без должного вентилирования SF6 может накапливаться, и, собравшись в достаточном количестве, вызывать кислородное голодание у обслуживающего персонала. Поэтому важно следить и за концентрацией данного вещества без цвета и запаха.
если его вдохнуть, то Ваш голос преобразится на время в мощный бас, однако, злоупотреблять этим не стоит.
высокая стоимость.
при использовании в электрооборудовании необходимо следить за чистотой и герметичностью оборудования и самого газа.

Применение

Элегаз применяется в электротехнической промышленности как газообразный диэлектрик в высоковольтных трансформаторах, газонаполненных кабелях, конденсаторах, высоковольтной аппаратуре, ускорителях электронов; как хладоагент; в качестве пожаротушащего вещества в системах газового пожаротушения (сертифицирован и одобрен к применению ВНИИПО МВД России); как реагент для плазмохимического травления полупроводников; в качестве защитной среды в металлургии (плавка магниевых сплавов и др.); как рабочее тело в газовых химических лазерах, а также для лазерохимического разделения изотопов серы и др.

Промышленное использование элегаза основано на низкой химической активности и специфических физических свойствах газа: электрическая и диэлектрическая прочность, высокая теплоемкость, низкая теплопроводность, низкая вязкость и др.

Определение и применение элегаза

Элегаз – это шестифтористая сера, которую относят к электротехническим газам. Благодаря изоляционным свойствам ее активно применяют при производстве электротехнических устройств.

В нейтральном состоянии элегаз представляет собой негорючий газ без цвета и запаха. Если его сравнивать с воздухом, то можно отметить высокую плотность (6,7) и молекулярную массу, превышающую воздушную в 5 раз.

Одно из преимуществ элегаза – устойчивость к внешним проявлениям. Он не меняет характеристик при любых условиях. Если происходит распад во время электроразряда, то вскоре наступает полноценное, необходимое для работы восстановление.

Секрет в том, что молекулы элегаза связывают электроны и образуют отрицательные ионы. Качество «электроотрицания» наделило 6-фтористую серу такой характеристикой, как электрическая прочность.

На практике электропрочность воздуха в 2-3 раза слабее, чем то же свойство элегаза. Кроме прочего, он пожаробезопасен, так как относится к негорючим веществам, и обладает охлаждающей способностью.

Когда возникла необходимость отыскать газ для гашения электродуги, стали изучать свойства SF6 (шестифтористой серы), 4-хлористого углерода и фреона. В испытаниях победила SF6

Перечисленные характеристики сделали элегаз максимально подходящим для применения в электротехнической сфере, в частности, в следующих устройствах:

силовые трансформаторы, работающие по принципу магнитной индукции;
распределительные устройства комплектного типа;
линии высокого напряжения, связывающие удаленные установки;
высоковольтные выключатели.

Но некоторые свойства элегаза привели к тому, что пришлось усовершенствовать конструкцию выключателя. Основной недостаток касается перехода газообразной фазы в жидкую, а это возможно при определенных соотношениях параметров давления и температуры.

Чтобы оборудование работало без перебоев, необходимо обеспечить комфортные условия. Предположим, для функционирования элегазовых устройств при -40º необходимо давление не более 0,4 МПа и плотность менее 0,03 г/см³. На практике при необходимости газ подогревают, что препятствует переходу в жидкую фазу.

Что же такое на самом деле «горячая петля»?

Дополнительная информация[править | править код]

Если наполнить гексафторидом серы открытый сверху сосуд (так как газ тяжелее воздуха, то он не будет «выливаться» из сосуда) и поместить туда лёгкую лодочку, сделанную, например, из фольги, то лодочка будет держаться на поверхности и не «утонет». Этот опыт был показан в передаче «Разрушители легенд» как фокус с «прозрачной водой».

Также высокая плотность газа приводит к комичному эффекту при его вдыхании — голос становится очень низким и грубым, подобно голосу Дарта Вейдера. Опыт также демонстрировался в «Разрушителях легенд». Аналогичный эффект создаёт и ксенон. А гелий, который в 6 раз легче воздуха, при вдыхании, наоборот, создаёт тонкий и писклявый голос.

Технические характеристики

1) Диапазон измерений массовой концентрации гексафторида серы, мг/м3 от 0 до 6000

2) Пределы допускаемой основной погрешности, %:

— приведенной, в диапазоне измерений от 0 до 500 мг/м ± 10

— относительной, в диапазоне измерений св. 500 до 6000 мг/м3 ± 10

3) Предел допускаемой вариации выходного сигнала газоанализатора, в долях от предела допускаемой основной погрешности 0,5

4) Пределы допускаемой дополнительной погрешности газоанализаторов от влияния изменения температуры окружающей и анализируемой сред на каждые 10 oC в пределах рабочих условий эксплуатации относительно условий определения основной погрешности, в долях от предела допускаемой основной погрешности 0,5

5) Пределы допускаемой дополнительной погрешности газоанализаторов от влияния изменения относительной влажности окружающей и анализируемой сред в пределах рабочих условий эксплуатации относительно условий определения основной погрешности, в долях от предела допускаемой основной погрешности 1,0

6) Пределы допускаемой дополнительной погрешности газоанализаторов от влияния изменения атмосферного давления в пределах рабочих условий эксплуатации на каждые 3,3 кПа относительно условий определения основной погрешности, в долях от предела допускаемой основной погрешности 0,5

7) Предел допускаемого времени установления выходного сигнала Т0,9д, с 50

8) Время прогрева газоанализатора, мин, не более 60

9) Интервал времени работы без корректировки показаний, не более, сут. 180

10) Электрическое питание газоанализаторов осуществляется постоянным током напряжением, В 24

11) Электрический ток, потребляемый газоанализатором

при напряжении питания 24 В, А, не более 0,1

12) Габаритные размеры газоанализаторов, мм, не более:

— высота 160

— ширина 100

— глубина 60

13) Масса, кг, не более 1,0

14) Средняя наработка на отказ, ч 24 000

15) Средний срок службы, лет 10

Условия эксплуатации

— диапазон температуры окружающей и контролируемой сред, оС от минус 20 до плюс 40

— относительная влажность при температуре 25 оС, % от 0 до 98

— диапазон атмосферного давления, кПа от 90,6 до 107

Промышленное получение элегаза

В основе промышленного метода производства элегаза заложена прямая реакция между газообразным фтором и расплавленной серой. В этом случае сера сжигается в потоке фтора при температуре 138-149С в специальной крекинг-печи, представляющей собой стальной горизонтальный реактор. Данное устройство состоит из камеры загрузки и камеры сгорания, разделенных между собой перегородкой. Камера загрузки оборудована люком, через который загружается сера и электрическим нагревателем для плавления.

В камере сгорания имеется сопло, охлаждаемое водой, через которое подается фтор. Здесь же установлена термопара и конденсатор для возгонов серы. Сама сера в расплавленном виде подается из камеры загрузки в камеру сгорания через специальное отверстие, расположенное в нижней части перегородки. Отверстие оказывается закрыто расплавленной серой, что предотвращает попадание фтора в камеру загрузки.

Данный реактор, несмотря на простую конструкцию, обладает некоторыми отрицательными качествами. Сера фторируется на поверхности расплава, из-за этого в большом количестве выделяется тепло. Под его воздействием, а также под влиянием фтора, происходит усиленная коррозия реактора на границе разделения производственного цикла. Поэтому, когда производительность реактора увеличивается, появляется необходимость в отводе тепла в большом количестве и выборе материала для реактора, устойчивого к коррозии.

Избежать подобных недостатков возможно с помощью других способов производства элегаза. Нередко используется реакция фтора и четырехфтористой серы совместно с катализатором, а также термическое разложение соединения SF5CI при температуре 200-300С. Данные способы считаются сложными и дорогостоящими, поэтому на практике используются довольно редко.

Индивидуальные доказательства

↑ запись на в базе данных GESTIS вещества в IFA , доступ к 8 июля 2019 года. (Требуется JavaScript)
Дэвид Р. Лид (Ред.): Справочник CRC по химии и физике . 90-е издание. (Интернет-версия: 2010 г.), CRC Press / Тейлор и Фрэнсис, Бока-Ратон, Флорида, Диэлектрическая проницаемость (диэлектрическая проницаемость ) газов, стр. 6-188.
↑
↑ Chase, MW, Jr., NIST-JANAF Themochemical Tables, Fourth Edition, J. Phys. Химические ссылки, данные , монография 9, 1998, 1-1951.
Вальтер С. Шумб: Фторид серы (VI) . В: Людвиг Ф. Одриет (ред.): Неорганические синтезы . Лента3 . McGraw-Hill, Inc., 1950, стр.119-124 (английский).
А. Либерам: Калорийность и критические данные. В: Ассоциация немецких инженеров, Общество технологических процессов и химической инженерии VDI (издатель): VDI-Wärmeatlas. Расчетные листы на теплопередачу. 7-е, расширенное издание. VDI-Verlag, Дюссельдорф 1994, ISBN 3-18-401362-6 , S. Dc1.
М.Т. Дав, Б.М. Пауэлл, Г.С. Поули, Л.С. Бартелл: Моноклинная фаза SF ₆ и переход ориентационного упорядочения. В: Molecular Physics , 1988, 65 (2), pp. 353-358 (DOI : 10.1080 / 00268978800101081 ).
LS Bartell, SK Doun: Структуры гексакоординированных соединений элементов основной группы. Часть III. Электронографическое исследование SF ₆ , в: Journal of Molecular Structure , 1978, 43 , pp. 245-249 ( DOI: 10.1016 / 0022-2860 (78) 80010-6 ).
Хольгер Дойбнер, Флориан Краус, Хольгер Ларс Дойбнер, Флориан Краус: Продукты разложения гексафторида серы (SF6) с металлами, растворенными в жидком аммиаке . В кн . : Неорганика
В: Журнал Гринпис , 2.98.
Галле, Б.; Самуэльссон, Дж .; Свенссон, Б. Х. и Боржессон Г.: Измерения выбросов метана со свалок с использованием метода коррелированных по времени индикаторов на основе абсорбционной спектроскопии FTIR. В: Наука об окружающей среде и технологии , 2001 г., том 35, № 1, стр. 21-25; DOI: 10.1021 / es0011008 .
Д. Штробель, К. Зейтц, В. Бланк, А. Шулер, К. Дитрих, А. фон Гербай, М. Фридрих-Руст, Г. Кунце, Д. Беккер, У. Уилл, В. Крацер, Ф. В. Альберт , К. Пахманн, К. Диркс, Х. Странк, К. Грейс, Т. Бернатик: Ультразвук с контрастным усилением для характеристики очаговых поражений печени — диагностическая точность в клинической практике (многоцентровое исследование DEGUM). В кн . : Ультразвук в медицине.
Destatis: Продажи гексафторида серы в 2016 году увеличились . В: UmweltMagazin . 47, No. 6, 2017, , с. 12.

Доступная на рынке технология распределительных устройств среднего напряжения по альтернативным газам:

Распределительные устройства модели АББ- AirPlus:

AirPlus разработан совместно компаниями 3М и ABB, он представляет собой фторокетон (C5-PFK).
Как и в случае с другими экологически чистыми газами, добавление фтора увеличивает диэлектрическую способность за счет повышения температуры кипения. Впоследствии для снижения температуры кипения требуется буферная смесь.

Для конструкций среднего напряжения Novec 5110 смешивается с сухим воздухом.
При высоком напряжении добавляют CO₂ и сухой воздух для улучшения электрических свойств газа.

Компания АББ разработала в качестве прибора среднего напряжения газоизолированный внутренний RMU, который работает при 24 кВ с номинальным напряжением 630 А.
В этом изделии используется AirPlus в качестве изолирующей среды для компонентов, находящихся под напряжением, и отключения электрического тока в вакууме.

Кроме того, компания АББ также разработала систему SafeRing Air, которая использует сухую воздушную изоляцию до 11 кВ.
Оба продукта имеют те же физические размеры, что и SafeRing, изолирующие RMU SF₆ компании АББ.

На рисунке 3 мы показано распределительное устройство среднего напряжения ABB ZX2 AirPlus:

Рисунок 3: Распределительное устройство среднего напряжения ABB ZX2 AirPlus

Технология чистого воздуха и вакуума SIEMENS: Распределительное устройство среднего напряжения фирмы SIEMENS, не требующие в качестве изолирующего газа SF₆: 8DA. В качестве изолирующего газа в системе используется чистый воздух, состоящий только из натуральных компонентов окружающего воздуха.

Распределительное устройство является новым дополнением к продуктам 8DA и 8DB, и также работает по технологии вакуумного переключения. Вакуумный блок обеспечивает переключение и дугогашение, в то время как природный газ изолирует токоведущие проводники внутри корпуса распределительного устройства с металлическими колпачками и газовой изоляцией (ГИС). Эта система после типовых испытаний используется для изменения параметров больших токов на уровне первичного распределительного устройства.

GE — g3:

Соединение g3, разработанное в сотрудничестве GE и 3M, прошло типовые испытания и доступно на рынке. Как и в AirPlus, для снижения температуры кипения требуется наличие буферной смеси.
Для конструкций оборудования среднего напряжения, Новек 471010 (C4-PFN) смешивается с азотом. При высоких температурах CO₂ смешивается с азотом для улучшения электрических свойств газа.

Технически установлено, что g3 обладает характеристиками, сходными с SF₆, например, он способен обеспечивать ту же диэлектрическую прочность, что и SF₆ в условиях окружающей среды.

Нувентура — синтетический воздух:

Нувентура представила свой продукт, использующий синтетический воздух в качестве изолятора с учетом компактности распределительных устройств, что соответствует типичной ширине решений с SF₆.

Кроме того, предполагается, что капитальные и эксплуатационные расходы будут ниже по сравнению с распределительными устройствами SF₆, на 7-10%, из-за отсутствия необходимости в процедурах обращения с газом или газовых нормативах; их продукт способен работать при напряжении 12-36 кВ.

Твердая изоляция:

Некоторые производителей предложили традиционную технологию отключение вакуумного прерывания в качестве альтернативной среды отключения для газа SF₆, которая была доступна в течение нескольких лет.

Такие компании, как Eaton, Schneider, ABB и Lucy, имеют в наличии серийное оборудование, способное отключать токи короткого замыкания среднего напряжения.
В то время как в некоторых продуктах в качестве изоляционной среды до сих пор используется SF₆, в других, таких как Eaton и Schneider, разработана технология, не содержащая элегаза, с применением сплошной изоляции.

Такая технология может иметь дополнительные препятствия, например, размещение альтернативных компонентов в распределительном устройстве, что может противоречить текущим процедурам монтажа установки.

Основные физико-химические свойства элегаза.

Элегаз (шестифтористая сера, SF6) — газ без цвета и запаха. В нем содержится 21,95 % серы и 78,05 % фтора. Его молекулярная масса 146,06. При абсолютном давлении р — 0,229 МПа и выше (давление тройной точки) элегаз в зависимости от температуры может находиться во всех трех агрегатных состояниях (твердом, жидком и газообразном). При давлении 0,229 МПа температура тройной точки составляет 222,95 К, а теплота парообразования в ней 120 Дж/г. Плотность элегаза при Θ = 273 К и р = 0,1 МПа составляет 6,56 кг/м3. Абсолютная диэлектрическая постоянная еа = 1,0021. Критическое давление равно 3,71 МПа, а критическая температура составляет 318,7 К. Полное число степеней свободы молекулы элегаза равно 36. Из них три степени свободы — в поступательном движении, три — во вращательном, а остальные — в колебательном. Диаметр молекулы элегаза равен 5,33 А.

Для обеспечения стабильного переходного сопротивления поверхности скользящих контактов рекомендуется никелировать. Так как основными продуктами разложения элегаза в электрическом разряде являются фтористые соединения, то не рекомендуется использовать в элегазовой аппаратуре в качестве конструкционных материалы, содержащие кремний, такие как стекло, стеклопластики, кварцевый песок, в качестве наполнителя для эпоксидных компаундов. Поверхность фарфора желательно защищать от воздействия продуктов разложения.
Практически не подвержены действию продуктов разложения элегаза изоляционные материалы на основе лавсана. Хорошо зарекомендовали себя фторопласт, эпоксифторопласт, полиуретан, уретановые эластомеры, композиции на основе полидивинилового и полидивинилизопренового каучуков, резины НО-68, В-14, 1225А, 1345, 1376, 1481. Из эпоксидных смол стойкими к продуктам разложения элегаза являются смолы ЭДЛ, ЭД-6, нестойкими — циклоолифатическая СУ-175, НПС-609-21М, ЭД-5. Поэтому для изоляторов элегазовой аппаратуры рекомендуется использовать смолы ЭДЛ и ЭД-6 с наполнителями типа волластонита, кордиерита, муллита, фтористого кальция и электрокорунда белого, особенно с двумя последними.
При реально встречающемся в нормальной эксплуатации оборудования с элегазовой изоляцией содержании продуктов разложения элегаза допускается применять практически любые металлы в качестве конструкционных. При этом предполагается, что содержание кислорода в элегазе в процессе эксплуатации не превышает 0,03 весовых процента, а точка росы для паров воды не выше —40 °С. Сохранение содержания паров воды и продуктов разложения в элегазе в процессе эксплуатации достигается с помощью осушителей при запуске газа, технологии изготовления и монтажа оборудования, гарантирующих утечку газа не более 3 % в год, встроенных в оборудование фильтров — поглотителей продуктов разложения.
В качестве осушителя элегаза от паров воды и поглотителя продуктов разложения элегаза может быть рекомендован цеолит NaX. Его поглотительная способность составляет; по воде около 10 % сухой массы и по продуктам разложения около 6 %. В связи с сильной зависимостью количества образующихся продуктов разложения от чистоты газа и типа конструкционных материалов сформулировать конкретные рекомендации по необходимому количеству поглотителя затруднительно. Можно лишь привести конкретный пример, что коммутация тока 31,5 кА в выключателе на напряжение 110 кВ приводит к разложению 5—7 см3 элегаза на 1 кДж выделяемой в дуге энергии

Появление в элегазе в процессе эксплуатации АВН вредных для человека примесей (фторидов) является существенным недостатком элегаза как дугогасящей и изолирующей среды и требует особых мер предосторожности при ревизии элегазового оборудования (применения противогазов, защитных перчаток и других мер по технике безопасности).
Основные химико-физические свойства элегаза приведены в табл. 6. Таблица 6

Физико-химические свойства газообразного элегаза * Давление р — в МПа

Таблица 6. Физико-химические свойства газообразного элегаза * Давление р — в МПа.

Факторы, влияющие на электрическую прочность элегаза при заданном его давлении, можно условно разделить на две группы: физико-химические и механические. К первой группе относятся температура элегаза, примеси в нем других газов, включая пары воды, материал электродов. Ко второй группе относятся степень шероховатости поверхности электродов и число диэлектрических и проводящих частиц в объеме элегаза и на поверхности электродов. Влияние части перечисленных факторов на напряженность зажигания разряда уже рассмотрено.

Парниковый газ [ править ]

Таймсерии гексафторида серы Мауна-Лоа.

Атмосферная концентрация SF 6 по сравнению с аналогичными техногенными газами (правый график)

Обратите внимание на масштаб журнала.. По данным Межправительственной группы экспертов по изменению климата , SF6является наиболее сильным парниковым газом , который был оценен, с потенциалом глобального потепления в 23900 раз выше, чем у CO.2при сравнении за 100-летний период

Гексафторид серы инертен в тропосфере и стратосфере и является чрезвычайно долгоживущим, по оценкам, время жизни в атмосфере составляет 800–3200 лет.

По данным Межправительственной группы экспертов по изменению климата , SF₆является наиболее сильным парниковым газом , который был оценен, с потенциалом глобального потепления в 23900 раз выше, чем у CO.2при сравнении за 100-летний период. Гексафторид серы инертен в тропосфере и стратосфере и является чрезвычайно долгоживущим, по оценкам, время жизни в атмосфере составляет 800–3200 лет.

Измерения SF ₆ показывают, что его глобальный средний коэффициент смешивания достиг более 10 частей на триллион (ppt) по состоянию на апрель 2020 года и увеличивается примерно на 0,35 ppt (3,5 процента) в год. Средние глобальные концентрации SF ₆ увеличивались примерно на семь процентов в год в течение 1980-х и 1990-х годов, в основном в результате его использования в производстве магния , а также производителями электроэнергии и электроники. Учитывая небольшое количество выделяемого SF ₆ по сравнению с углекислым газом , его общий индивидуальный вклад в глобальное потепление оценивается менее чем 0,2 процента, однако коллективный вклад этого и аналогичных антропогенных галогенизированных газов достиг примерно 10 процентов по состоянию на 2020 год. Альтернативы проходят испытания.

В Европе SF₆подпадает под действие директивы по фторсодержащим газам, которая запрещает или контролирует его использование для нескольких приложений. С 1 января 2006 г., SF₆запрещен как индикаторный газ и во всех приложениях, кроме высоковольтных распределительных устройств . В 2013 году сообщалось о трехлетних усилиях Министерства энергетики США по выявлению и устранению утечек в своих лабораториях в США, таких как Принстонская лаборатория физики плазмы , где газ используется в качестве источника высокого напряжения. изолятора, была продуктивной, сокращая ежегодные утечки на 1030 кг (2280 фунтов). Это было сделано путем сравнения покупок с инвентарными запасами, предполагая, что разница была утечкой, а затем обнаружение и устранение утечек.

Извлечение и представление

Гексафторид серы можно синтезировать непосредственно из элементов путем преобразования элементарной серы (S ₈ ) в потоке газообразного фтора (F ₂ ). Реакция сильно экзотермична .

С.8-е+24 Ф.2⟶8-е С.Ф.ШестойΔЧАСР.знак равно-1220 kJмОл{\ displaystyle \ mathrm {S_ {8}} +24 \ \ mathrm {F_ {2}} \ longrightarrow 8 \ \ mathrm {SF_ {6}} \ qquad \ Delta H_ {R} ^ {0} = — 1220 \ \ mathrm {кДж / моль}}

Помимо SF ₆ , на этом пути синтеза также образуются другие фториды серы, такие как декафторид дисеры (S ₂ F ₁₀ ). По этой причине во время технического производства газ нагревается до 400 ° C, что приводит к диспропорционированию декафторида дисеры на гексафторид серы и тетрафторид серы (SF ₄ ).

С.2Ф.10⟶С.Ф.Шестой+С.Ф.4-й{\ displaystyle \ mathrm {S_ {2} F_ {10}} \ longrightarrow \ mathrm {SF_ {6}} + \ mathrm {SF_ {4}}}

Тетрафторид серы разрушается при промывании газовой смеси щелоком , в то время как SF ₆ не подвергается воздействию щелока.

С.Ф.4-й+Шестой ОЧАС-⟶С.О3-й2-+4-й Ф.-+3-й ЧАС2О{\ displaystyle \ mathrm {SF_ {4}} +6 \ \ mathrm {OH ^ {-}} \ longrightarrow \ mathrm {SO_ {3} ^ {2-}} +4 \ \ mathrm {F ^ {-}} +3 \ \ mathrm {H_ {2} O}}

Чистый SF ₆ отделяется последующей перегонкой под давлением .

Физическая и химическая природа элегаза

С точки зрения химии элегаз представляет собой чрезвычайно инертное соединение. Он не реагирует на кислоты и щелочи, окислители и восстановители. Данное вещество обладает повышенной устойчивостью к расплавленным металлам, слаборастворимо в воде и вступает во взаимодействие только с органическими растворителями.

Для распада этого соединения необходима температура 1100 градусов и выше. Продуктами распада являются газообразные составляющие, обладающие токсичностью и специфическим резким запахом. Накапливаясь в помещении, элегаз может вызвать кислородную недостаточность. В целом он относится к малоопасным веществам с предельно допустимой концентрацией в помещении – 5000 мг/м3, а на открытом воздухе – 0,001 мг/м3.
При захвате соединением электронов, происходит образование малоподвижных ионов. В результате, существенно снижается количество носителей заряда. Их разгон в электрическом поле крайне замедленный, что препятствует образованию и развитию электронных лавин. За счет этого элегаз обладает высокой электрической прочностью. Увеличенное давление способствует росту электрической прочности пропорционально действующему давлению. Нередко этот показатель превышает аналогичный параметр у жидких и твердых диэлектрических материалов.

Существенным недостатком элегаза является потеря его изоляционных качеств и переход в жидкое состояние под действием низких температур. Поэтому к температурному режиму элегазовых установок предъявляются дополнительные требования. Одним из наиболее подходящих вариантов выхода из подобных ситуаций служит смешивание элегаза с другими видами газов, например, с азотом. Другой способ заключается в использовании системы подогрева, существенно повышающей надежность оборудования при температурах минус 40 и ниже.

Физические свойства элегаза во многом зависят от равномерности и однородности электрического поля, выдаваемого распределительными устройствами. Неоднородные поля вызывают появление местных перенапряжений, которые, в свою очередь, приводят к возникновению коронирующих разрядов. Данные разряды способствуют разложению элегаза и образованию в этой среде низших фторидов, пагубно воздействующих на конструктивные элементы коммутационного оборудования.

В связи с этим, все делали и составные части должны иметь очень гладкие поверхности, на которых отсутствуют заусеницы, шероховатости и грязь, приводящие к созданию местных напряженностей электрического поля, снижению электрической прочности элегазовой изоляционной системы.

Преимущества безэлегазового оборудования

Применение безэлегазовых распределительных устройств обусловлено не только заботой об окружающей среде: такое оборудование приносит и экономические выгоды (рис. 3). Сегодня в ряде стран мира уже применяются экономические механизмы в области климата

Кроме того, расширяется и спектр контролируемых газов: если раньше под контролем были только выбросы CO2, то сейчас особое внимание уделяется и другим парниковым газам, в т. ч

и элегазу (SF6). По данным Минприроды, экологические сборы существуют уже в 40% государств. Финляндия была первой страной, где налог на выбросы СО2 был введен еще в 1990 г., позже подобные налоги появились в Швеции, Ирландии, Чили, Великобритании, Канаде и т. д. Кроме того, в некоторых странах обязательной является и торговля квотами. В Швейцарии и Японии эта система существует уже несколько лет. В России экологические сборы за сверхнормативные выбросы парниковых газов собираются внедрить после 2018 г. Главной целью введения таких сборов станет стимулирование использования зеленых технологий в промышленности. Определенные шаги в этом направлении уже сделаны: до конца 2016 г. компании с объемом прямых выбросов парниковых газов более 150 тыс. тонн CO2-эквивалента в год должны обеспечить представление ежегодных сведений о выбросах.

Рис. 3. Современная энергетика

Дальнейшее чтение [ править ]

«Гексафторид серы» . Энциклопедия газов Air Liquide. Архивировано 31 марта 2012 года . Проверено 22 февраля 2013 года .
Christophorou, Loucas G .; Исидор Зауэрс , ред. (1991). Газообразные диэлектрики VI . Пленум Пресс. ISBN 978-0-306-43894-3.
Холлеман, AF; Виберг, Э. (2001). Неорганическая химия . Сан-Диего: Academic Press. ISBN 0-12-352651-5.
Халифа, Мохаммад (1990). Высоковольтная техника: теория и практика . Нью-Йорк: Марсель Деккер. ISBN 978-0-8247-8128-6. OCLC 20595838 .
Маллер, В.Н.; Найду, MS (1981). Преимущества в изоляции высокого напряжения и прерывании дуги в SF ₆ и вакууме . Оксфорд; Нью-Йорк: Pergamon Press. ISBN 978-0-08-024726-7. OCLC 7866855 .
Партнерство по сокращению выбросов SF 6 для электроэнергетических систем
Мэтт МакГрат (13 сентября 2019 г.). «Изменение климата:« грязный секрет »электротехнической промышленности способствует потеплению» . BBC News . Проверено 14 сентября 2019 года .

Физиологические эффекты и меры предосторожности [ править ]

Как и ксенон , гексафторид серы — нетоксичный газ, но, вытесняя кислород в легких, он также несет риск асфиксии при вдыхании слишком большого количества. Поскольку он более плотный, чем воздух, значительное количество газа при выходе оседает в низинных областях и представляет значительный риск удушья при входе в эту зону. Это особенно актуально для его использования в качестве изолятора в электрическом оборудовании, поскольку рабочие могут находиться в траншеях или ямах под оборудованием, содержащим SF.₆.

Как и для всех газов, плотность SF₆влияет на резонансные частоты речевого тракта, тем самым резко меняя звуковые качества голоса или тембр тех, кто его вдыхает. Не влияет на колебания голосовых связок. Плотность гексафторида серы относительно высока при комнатной температуре и давлении из-за большой молярной массы газа . В отличие от гелия , который имеет молярную массу около 4 г / моль и повышает голос, SF₆имеет молярную массу около 146 г / моль, а скорость звука через газ составляет около 134 м / с при комнатной температуре, понижая тембр голоса. Для сравнения, молярная масса воздуха, состоящего примерно из 80% азота и 20% кислорода, составляет примерно 30 г / моль, что приводит к скорости звука 343 м / с.

Гексафторид серы обладает анестезирующим действием немного ниже, чем закись азота ;
Гексафторид серы относится к категории слабых анестетиков.

Элегаз и его свойства