大家好,我是SF₆,中文名六氟化硫,一种无色、无味、无毒的气体。
我并不是一开始就存在的,而是在1900年被人类合成出来的。大家看我的分子结构图——6个氟原子把1个硫原子团团围住,结构非常稳定。
▲六氟化硫分子结构图。
在我诞生40多年后,人们发现我拥有一项超强的技能——“封印”高压电弧。
我能捕获自由电子,抑制电流的形成,是世界上已知最好的气体绝缘介质之一。当电弧产生时,我能够吸收电弧能量起到灭弧的作用。我性格独立、冷静,不易与其他物质发生反应,不能被点燃。
由于我的绝缘强度远高于空气,电气设备、线路(气体绝缘金属封闭输电线路)用了我,所需的绝缘距离可以大大缩短。设备个头变小了,占地少了,运输也方便了。断路器用了我,能够快速切断巨大的电流,保护电网的安全。
由于我不可燃、有很强的导热性,有助于电气设备散热,也在很大程度上降低了火灾风险。
厉害吧!多年来,我在电力行业大展拳脚,非常自豪。
但是……我也有缺点:我是一种温室气体,如果管控不当造成泄漏,可能加剧温室效应。
这些年,
我越来越乖了……
这些年来,大家在使用我的过程中非常小心。在中国,电网企业就一直在研究怎么把我管住,甚至找别的小伙伴来替代我。现在,办法越来越多了,我也越来越乖了。
把我关好、管好——控制排放
为了防止我从运行的电气设备中逃跑,电网运维人员会定期检查设备的密封性。以前的老办法是,将肥皂水或专用起泡液涂抹在可疑的泄漏点。如果吹出气泡,就说明设备密封不严。
现在,不少变电站都使用了六氟化硫泄漏在线监测装置和巡检机器人,可以实时监测我乖不乖。如果运维人员发现我不乖,会立即截断我的逃跑路线。
▲六氟化硫防泄漏巡检机器人。
如果我所在的设备故障或老了要退役,他们就要把我回收、净化,让我去新的设备服役。在之前的使用过程中,我会产生很多难以处理的分解物,所以让我搬家有点费劲,需要经过液化、分离、回收、净化等流程。

国家电网公司自2000年起,开始研发六氟化硫设备现场回收与净化处理技术,于2006年研制出了具有完全自主知识产权的回收净化处理成套装置,并陆续建设了26个省级处理中心。
▲电网员工在变电站现场回收六氟化硫气体。
一般情况下,人类会根据需求,到变电站回收我,然后带回处理中心给我“洗澡”——净化,去除分解物、水分、固体颗粒物和其他杂质性气体等。
把我处理得干干净净后,会先给我找个临时住所——储气瓶,等有了新家再让我搬进去。现在,也有在变电站就地回收、净化、回充的技术,给我搬家的效率更高了。
▲六氟化硫循环再利用减排模式示意图。
为了管好我,数字化手段也用上了。国家电网公司开发了六氟化硫数字化管控平台。人类给我建了实时的电子档案,我从哪座站来、目前是什么状态、净化后被用到哪台设备……都能随时查询。
“分散回收、灵活处置、统一检测、循环利用”这一套流程下来,我能返老还童——再生纯度达到99.9%。嗯,我和人类都很满意。
听说,六氟化硫设备现场回收与净化处理技术已经入选《国家重点推广的低碳技术目录》(第二批),回收净化处理成套装置出口到了新加坡、印度、俄罗斯等37个国家。
给我安排个同事——减量使用
他们有时候让我和氮气做同事。混合气体中,我的含量过低会影响绝缘性能,含量过高则达不到减量的目的。电网科研人员做了大量试验,确定了我和氮气的最佳混合比例为3∶7,在压力提高33%的情况下,可以让我的用量减半。
▲以六氟化硫/氮气混合气体为绝缘介质的电气设备。
自2023年起,国家电网公司新增的110千伏、220千伏金属全封闭组合电器设备中,我和氮气一起上岗。以前的存量设备,也在朝着这个方向有序改造。
▲六氟化硫/氮气混合气体检测运维成套装置。
让我下岗——用新产品替代我
现在,我遭遇了职业危机:人类找到了一种能够替代我的工业合成气体——全氟异丁腈(C4)。
虽然有点伤感,但在环保方面,别人确实比我强啊。全氟异丁腈的温室效应潜值(GWP)只有我的十分之一。在国际上,它是公认的最具替代前景的环保绝缘气体。
不过,它的合成和应用很难。
听说,国家电网公司于2017年开始了关于全氟异丁腈的科研攻关,提出了全氟异丁腈气体绿色合成新方法,建成了产业化生产线,产出气体纯度高达99.99%,达到当前国际最高水平。
竞争对手已上岗:
现在,国家电网公司研制的12千伏环保气体全氟异丁腈环网柜已在安徽、河南等地推广应用。
今年6月,全国首台550千伏全氟异丁腈环保气体绝缘金属封闭输电管道在安徽安庆500千伏荣升变电站带电运行。超高压设备也用上了全氟异丁腈。
▲在安徽安庆500千伏荣升变电站,全国首台550千伏全氟异丁腈环保气体绝缘金属封闭输电管道带电运行。
看来,我的职业前景堪忧……
虽然从C位到慢慢被减量、替代,有点小心酸,但为了咱们的绿水青山,这件事我举双手赞成。好了,今天就聊到这吧。