SF6 ガスの用途: 六フッ化硫黄が使用される場所とその理由

六フッ化硫黄 (SF6) は、無色、無臭、化学的に不活性なガスで、優れた絶縁耐力と消弧能力を備えています。- 1960 年代以来、高電圧電気機器の絶縁および遮断媒体として主流となってきました。-

生産されたすべての SF6 の約 80% が電力業界に送られます。小規模ではあるが重要な用途としては、医療用超音波造影、半導体エッチング、トレーサー-ガス漏れ検出、歴史的にはマグネシウム カバー ガス-があり、現在は環境規制により主に廃止されています。

SF6 が選ばれる理由: 主要な特性

これらの特性により、SF6 はスペース、信頼性、遮断性能が重要となる変電所、送電網、中電圧から 800 kV 以上で動作する産業用電力システムなどの機器に最適です。{1}

主な用途: 電力 (SF6 使用量の約 80%)

CIGRE および業界の慣例に従って、SF6 は以下の送電および流通チェーン全体で使用されます。

1. ガス絶縁開閉装置（GIS）

GIS は、制御された圧力で SF6 が充填された密閉金属筐体内に回路ブレーカー、バス バー、断路器、接地スイッチ、避雷器、計器用変圧器をカプセル化します。

アプリケーション:

スペースが限られた都市部の変電所

地下および屋内変電所

海上プラットフォーム、屋根、渓谷、山岳地帯

高度に汚染された環境 - 粉塵、塩分、化学物質、湿気 (フラッシュオーバーを防止)

工業団地、水力発電所、都市建物の増築

GIS は通常、同等の気中絶縁開閉装置 (AIS) より 25 ～ 30% 小型です。-

規格: IEC 62271-1、IEC 62271-100、IEC 62271-200

2. SF6 サーキットブレーカー (GCB)

SF6 サーキット ブレーカーは、中電圧-および高電圧障害遮断用のエア ブレーカーやオイル ブレーカーに代わるものです。-

電圧範囲: 35 kV以下の配電から800 kV、1100 kV、1200 kVの送電まで

機能:

短絡、サージ、絶縁不良時の障害電流の遮断

変圧器、ケーブル、送電線を保護

故障した機器を送電網から隔離する

エア/オイルブレーカーと比較した利点:

より静かな動作

通常のスイッチングでは高温ガスの放出はありません

メンテナンスの軽減。検査の間に機械操作が増える

1回あたりの遮断容量が大きい

3. ガス絶縁ライン (GIL)

SF6-絶縁された地下または地上-送電線は、制限された通路での高電力容量を実現し、都市部や環境に敏感な地域の架空線の代替となります。

4. ガス絶縁計器用変圧器-

ガス変圧器 (GVT)

ガス変流器 (GCT)

測定と保護のために GIS コンパートメントに統合

5. ガス絶縁変圧器 (GIT) およびリアクトル (GIR)

コンパクトな SF6- 絶縁変圧器およびリアクトルは、油浸または空気絶縁設計が現実的ではない-スペースクリティカルな設置に適しています。-

6. 中圧開閉装置-

SF6 は、産業プラント、鉱山、石油・ガス施設、鉄道、重工業のモーター制御用の MV 開閉装置 (通常は最大 52 kV) で依然として一般的です。-ただし、より低い MV レベルでは真空遮断器が SF6 に取って代わることが増えています。

業界別のSF6アプリケーション

非電気的な SF6 アプリケーション-

医学

半導体製造

プラズマ エッチング ガス - SF6 は、チップ製造時にシリコンを正確にエッチングするためのフッ素ラジカルを提供します。

血漿中で分解してフッ素原子を放出します。揮発性SiF4を形成し、真空ポンプで除去

ディープ反応性イオン エッチング (DRIE) および関連プロセスで使用されます。{0}

トレーサーガス/漏れ検知

換気効率試験 - ASHRAE 規格 110 (ドラフト コンテインメント) では、チャレンジ ガスとして SF6 を指定しています

建物空気交換率測定

大気拡散と風洞研究

GIS および回路ブレーカーでの SF6 漏れ検出 - ppm- レベルの感度計器がシールの欠陥を特定

マグネシウム鋳造（歴史的/衰退）

以前は、酸化と発火を防ぐために溶融マグネシウム上のカバーガスとして使用されていました。

SF6 の GWP が 23,500 (100 年間の CO2 換算) のため、大部分は段階的に廃止

SO2、HFC-134a ブレンド、およびフルオロケトン製品 (Novec 612、BestSolv Zulu MAG など) に置き換えられます。

その他のマイナーな用途

光学ガラス繊維の製造

アルミニウム鋳造工場（限定）

研究と風洞トレーサーの研究

装置ライフサイクルにおけるSF6

製造 → 密閉コンパートメントへの充填 → 運転（クローズドサイクル）

↓

圧力と純度を監視 → 漏れ検出 → メンテナンス時に回収/リサイクル

↓

廃止措置→回収→再処理または破壊

SF6 は、閉じたサイクルで動作することを目的としています。取り扱い、メンテナンス、および耐用年数終了後の廃棄時の漏れは、密閉された機器内での保守運用では通常ではない主な環境問題です。--

環境の背景と代替案

SF6 の地球温暖化係数 (GWP) は 100 年間で約 23,500 で、大気中での寿命は約 3,200 年です。 EU F-ガス規制および同様の政策により、以下が推進されます。

既存の HV/EHV インフラストラクチャでは引き続き SF6 電気機器が主流となっています。-しかし、新たな調達では SF6 を含まない、または SF6 を削減した代替品が指定されることが増えています。-

SF6ガスの監視および試験（メンテナンス用途）

適切な SF6 管理には以下が必要です。

Huazheng は、GIS およびサーキットブレーカーフリートを管理する変電所保守チーム向けに、SF6 ガス純度テスター、SF6 漏れ検出器、および包括的な SF6 分析装置 (HZSF シリーズなど) を製造しています。