E-mail do autora


ZAGADNIENIA BEZPIECZNEJ EKSPLOATACJI
WNĘTRZOWYCH URZĄDZEŃ ELEKTROENERGETYCZNYCH NAPEŁNIANYCH
SF6

[Rozmiar: 2388 bajtów]

Na stronie są przedstawione opinie autora na zagadnienia bezpieczeństwa obsługi aparatury z SF6 w świetle aktualnych norm, zarządzeń i innych przepisów


Spis treści opracowania:
1 Wstęp;
2 Identyfikacja zagrożenia podczas eksploatacji urządzeń GIS;
3 Pomieszczenia do instalacji rozdzielnic GIS i ich wentylacja;
4 Zagadnienia szczelności urządzeń rozdzielczych z SF6;
5 Składowanie gazu. Procedura dopełniania urządzeń gazem;
6 Pomiar jakości gazu. Pobieranie próbek gazu;
7 Zagrożenie zdrowia obsługi urządzeń z SF6;
8 Awaria. Działania w przypadku awarii rozdzielnicy;
9 Recykling. Demontaż urządzeń po zakończeniu ich eksploatacji;
10 Sprzęt ochronny i pomiarowy;
11 Przygotowanie płynu neutralizującego;
12 Sześciofluorek siarki a środowisko naturalne;
13 Szkolenie personelu;
14 Podsumowanie.
15 Dokumenty i inne przepisy prawne.



1. WSTĘP

Gaz sześciofluorek siarki (SF6) jest używany w elektroenergetycznych urządzeniach rozdzielczych od ponad pięćdziesięciu lat. Stosuje się go ze względu na dobre właściwości elektroizolacyjne i gaszenia łuku elektrycznego. SF6 jest zdecydowanie gazem elektroujemnym (tzn. ma tendencję przyciągania wolnych elektronów), co znakomicie ułatwia odbudowę wytrzymałości elektrycznej przerwy międzystykowej po zgaszeniu łuku. Ma unikalne połączenie właściwości fizycznych: wysokiej wytrzymałości dielektrycznej (około 3 razy lepszej od powietrza), wysokiej zdolności neutralizacji przerwy termicznej (około 10 razy lepszej od powietrza) i wysokiej wydajności cieplnej transferu (około dwa razy lepszej od powietrza).

Od początku było wiadomo, że choć czysty gaz jest gazem chemicznie bezpiecznym, to jego gazowe i proszkowe produkty rozpadu stanowią zagrożenie zdrowotne. Stąd od pierwszego instalowania w energetyce światowej aparatury z SF6 pojawiły się zastrzeżenia, co do stosowania tej techniki izolacyjne, ze względu na bezpieczeństwo dla ludzi i środowiska naturalnego.

Mottem opracowania takiej analizy technicznej może być akapit ze wstępu PN-E-06115; 2000 [1]: "Wieloletnie doświadczenie w stosowaniu SF6 w elektrycznych urządzeniach rozdzielczych i sterowniczych wykazało, że nie występują większe problemy z jego użytkowaniem, pod warunkiem że zostały ustalone i są stosowane pewne podstawowe środki ostrożności i procedury".

W opracowaniu są omawiane warunki eksploatacji urządzeń z SF6 oraz analizujemy: jakie warunki powinny być spełnione, aby minimalizować zagrożenia dla personelu. Podane będą też elementy procedur (instrukcji) – decydujących o prawidłowej eksploatacji rozdzielnicy z punktu widzenia bezpieczeństwa i ciągłości pracy.

Jest oczywistym, że zagrożenie dla pracowników obsługujących urządzenia z SF6 jest związane z wnętrzowymi rozdzielnicami wysokonapięciowymi – zwanymi w skrócie GIS (ang. Gas Insulated Switchgear). W przypadku urządzeń napowietrznych ewentualne wycieki gazu są natychmiast rozrzedzane w atmosferze i zagrożenie ogranicza się wyłącznie do mało prawdopodobnego przypadku gwałtownego rozszczelnienia obudowy w sąsiedztwie pracownika. Szczelność urządzeń napowietrznych musi być kontrolowana ze względu na eliminowanie emisji SF6 do atmosfery, zgodnie z wymaganiami zdefiniowanymi w protokole konferencji w Kioto 1997.

Wszystkie możliwe aspekty, które mogą wystąpić podczas całego okresu użytkowania urządzeń elektroenergetycznych z SF6 są następujące:
• instalowanie i napełnianie rozdzielnicy w miejscu eksploatacji,
• uruchomienie lub ponowne uruchomienie (po remoncie),
• dopełnianie do ciśnienia nominalnego w okresie eksploatacji,
• sprawdzanie jakości gazu na miejscu lub pobieranie próbek do wysyłki i analizy gazu w laboratorium specjalistycznym,
• odzyskiwanie gazu z urządzeń eksploatowanych,
• odzyskiwanie gazu z urządzeń wycofanych z eksploatacji, gdy sprzęt jest rozmontowany (procedura recyklingu).

Zaleca się [2], żeby procedury były ściśle przestrzegane w celu osiągnięcia zasad operacyjnych, bezpieczeństwa w miejscu pracy oraz korzyści dla środowiska, takich jak:
• bezpieczna eksploatacja urządzeń;
• optymalizacja zasobów i narzędzi;
• minimalizacja czynności serwisowych urządzeń;
• standard szkolenia personelu obsługi SF6;
• zmniejszenie ilości gazu wyemitowanego podczas przepompowywania;
• unikanie jakiegokolwiek uwalniania gazu do atmosfery;
• zmniejszenie do minimum emisji SF6 i jego strat w trakcie napełniania, uruchamiania i eksploatacji [3].

Jako wstępne zalecenia w zakresie bezpieczeństwa pracy przy urządzeniach z SF6 należy traktować dwa paragrafy Rozporządzenia Ministra Gospodarki [6]:
§ 46.
1. Wykonujący prace przy urządzeniach i instalacjach gazowych, zainstalowanych w pomieszczeniach i strefach obiektów, są obowiązani do przestrzegania wymagań bezpieczeństwa i higieny pracy oraz stosowania zabezpieczeń przewidzianych dla danego rodzaju gazu oraz urządzeń i instalacji gazowych.
§ 47.
1. Podczas prac przy urządzeniach i instalacjach gazowych należy przestrzegać wymagań dotyczących ochrony przed pożarem i wybuchem.
2. W pomieszczeniach, w których znajdują się instalacje gazowe, powinna być zainstalowana skutecznie działająca wentylacja wywiewno-nawiewna. W pomieszczeniach zamkniętych, w których znajduje się instalacja gazowa, należy kontrolować stężenie gazów, zgodnie z odrębnymi przepisami.

Analizując jakiekolwiek normy i dokumenty międzynarodowe dotyczące eksploatacji urządzeń z SF6 łatwo zauważyć, że z punku widzenia zagrożenia zdrowia ludzi, kładzie się nacisk na dwa aspekty: zapewnienie warunków technicznych sprzyjających bezpieczeństwu i uświadomienie istniejącego zagrożenia personelu przez przeszkolenie go w tym zakresie.

2. IDENTYFIKACJA ZAGROŻENIA PODCZAS EKSPLOATACJI URZĄDZEŃ GIS

Urządzenia elektroenergetyczne w obudowach (GIS), z izolacją gazową, minimalizują niebezpieczeństwo porażenia elektrycznego obsługi. Zagrożenia pojawiają się wskutek zastosowania sześciofluorku siarki jako izolację i medium gaszące łuk elektryczny w łącznikach. Czysty gaz, dostarczany z atestem przez producenta, jest w zasadzie bezpieczny. Chemiczne wiązania między atomami fluoru i siarki w SF6 są znane jako jedne z najbardziej stabilnych istniejących atomowych powiązań. Sześć powiązań każdego atomu cząsteczki powoduje bardzo wysoką stabilność termiczną i chemiczną. Odporność na SF6 materiałów elektrycznych, stosowanych w konstrukcji, jest podobna do tej azotu, aż do temperatury około 180°C. Wiadomo że gaz ten jest nietoksyczny, obojętny chemicznie, niepalny, bezwonny i nie jest rakotwórczym. Nadmierne wdychanie SF6 może powodować obrzęk płuc – jako że jest on gazem cięższym od powietrza, może zalegać w układzie oddechowym. Gdy jakiś gaz, w tym SF6, ma stężenie w powietrzu większe niż 19%, to jest to traktowane jako potencjalne zagrożenie uduszeniem (utopieniem). Dzieje się tak, ponieważ zmniejsza się stężenie tlenu do 16%, co jest zazwyczaj traktowane jako kliniczny próg dla uduszenia. Taka sytuacja w praktyce elektroenergetycznej jest mało prawdopodobna, gdyż rozszczelnienie pojedynczego, nawet największego przedziału rozdzielnicy, nie spowoduje osiągnięcia krytycznego stężenia SF6 w powietrzu. W normalnych warunkach ciągła praca personelu jest dopuszczalna przy stężeniu czystego SF6 w atmosferze pomieszczenia rozdzielni (tzw. czynnik TLV ) nie przekraczającym 1000 ppmV (1000 ml/m3, 6000 mg/m3).

Niestety sześciofluorek siarki łatwo ulega rozpadowi na atomy składowe (dysocjacji) i jonizacji w podwyższonej temperaturze i wtedy dochodzi do wtórnej reakcji chemicznej z domieszkami i zanieczyszczeniami znajdującymi się w gazie aparatu. Tworzące się związki chemiczne są w dużym stopniu toksyczne. Mechanizm powstawania tych związków jest opisany poniżej.

W temperaturze 500 oC rozpoczyna się proces rozpadu SF6 na składniki (cząsteczki), przy czym stopień rozpadu jest wprost proporcjonalny do ilości doprowadzonej energii. W temperaturze 3000 oC cząsteczka SF6 ulega całkowitemu rozpadowi (dysocjacji) na atomy siarki i fluoru. Temperatura w rdzeniu łuku elektrycznego o dużej mocy osiąga wartość zbliżoną do 10.000 oC. W tej temperaturze następuje oczywiście całkowity rozpad cząsteczek gazu na atomy macierzyste siarki i fluoru, a następnie one ulegają jonizacji. Również wszystkie zawarte w gazie zanieczyszczenia, takie jak powietrze, para wodna, dysocjują w podobny sposób. Rozgrzane elektrody i dysze emitują dodatkowo pary miedzi, wolframu, grafitu, aluminium i inne, ulegające też jonizacji. Proces taki zachodzi podczas gaszenia łuku elektrycznego w wyłącznikach i rozłącznikach. Po zgaszeniu łuku elektrycznego w obszarze chłodzenia, atomy zaczynają się łączyć ponownie i tworzą głównie SF6. Jednakże zachodzą także reakcje chemiczne ze znajdującymi się w gazie substancjami stanowiącymi zanieczyszczenia. Rodzaj i ilość produktów wtórnych zależy od stopnia zanieczyszczeń i energii dostarczonej przez łuk.

Gdy łuk elektryczny pojawia się między otwierającymi się stykami aparatu to dostarcza do gazu energię (∆E):

∆E + SF6 = produkty rozpadu w rodzaju:
S, S2, F2, SF2, S2F2, SF4,S2F10,
Następnie w obecności śladów tlenu (O2) i pary wodnej (H2O) pojawiają się również związki typu:
SOF2 (zwany fluorkiem tionylu)
Fluorek tionylu SOF2 jest traktowany jako główny toksyczny składnik gazu po rozpadzie SF6..
Dalej zachodzą reakcje wtórne:
1. W obecności materiałów elektrod:
Cu, W, Al, C, i PTFE np:
Cu + SF6 → CuF2 + SF4
W + 3SF6 → WF6 + 3SF4
CF2 + SF6 → CF4 + SF4
oraz AlF3 i FeF3
gdzie CuF2, WF6, AlF3 i FeF3
to pyły (fluorki i siarczki metali).

2. W obecności tlenu i wilgoci:
CuF2 + H2O → Cu + 2HF
SF4 + H2O v SOF2 + 2HF
SOF2 + H2O → SO2 + 2HF
SO2F4 + 2H2O → H2SO4 + 2HF
(HF - kwas fluorowodorowy)

Z powyższego zestawienia wynika, że miarą toksyczności mieszaniny z powietrzem są substancje gazowe SOF2 i SOF4. Wiadomo, że pyły (fluorki i siarczki metali) są drażniące dla błon śluzowych nosa i gardła, ale nie są trujące.

Tabela 1. Reaktywność i toksyczność gazowych produktów rozpadu

Produkt
rozpadu
Stabilność chemiczna
w powietrzu
Toksyczność Trwałe
produkty
reakcji chemicznej
Zapach
 S2F10  nie rozkłada się  bardzo silna  -  brak
 S2F2  szybko rozkłada się  bardzo wysoka  S, HF, SO2 gryzący
kwaśny
 SF2  jw  jw  jw  jw
 SF4  jw  wysoka  HF, SO2  jw
 SOF2  powolny rozpad  wysoka  SO2F2, HF  zgniłe jajka
 SOF4  szybko rozkłada się  średnia  SO2F2, HF  jak HF
 SO2F2  trwały  niska  SO2F2  brak
 SO2  trwały  średnia  SO2  gryzący
 HF  trwały  średnia  HF  jw
 WF6  szybko rozkłada się  niska  WO3, HF  jak HF
 CF4  trwały  nietoksyczny  CF4  brak

Ogólną toksyczność i zagrożenie zdrowia ludzi, spowodowane gazem SF6 z zanieczyszczeniami, należy szacować na podstawie ilości wytworzonego SOF2 (fluorek tionylu). Gaz ten z upływem czasu i w obecności wilgoci rozkłada się, tworząc SO2 (dwutlenek siarki) i HF (fluorowodór).Toksyczne oddziaływanie tej mieszaniny niewiele się różni od narażenia, jakie stwarza SOF2. Według [1] graniczne wartości stężenia TLV związków toksycznych w atmosferze pomieszczenia rozdzielni są następujące:

SOF2 ................... 1,6 ppmv
SO2 ...................... 2 ppmv
HF ....................... 3 ppmv
S2F10 ..................... 0,01 ppmv

W czasie normalnej pracy rozdzielnicy gaz SF6 pozostaje w jej wnętrzu. Powstające produkty rozpadu są neutralizowane zarówno przez sorbent (np. sito molekularne), jak i w trakcie naturalnego procesu rekombinacji. SF6 może pojawić się w atmosferze na skutek powstania przecieku, którego wartość określono w wymiarze 1% rocznie.

Analiza rachunkowa wykonana w załączniku C [1] w punkcie C.4.6 wykazała, że w praktyce eksploatacyjnej stężenie gazu S2F10, uznanego jako najbardziej toksyczny, jest pomijalnie mała z punktu widzenia zagrożenia dla ludzi. Również obliczenia stężenia SOF2 występującego w pomieszczeniu rozdzielni (punkt C 4.2) podczas normalnej eksploatacji, wykonane przy następujących założeniach:
a. w okresie, dla którego prowadzone są obliczenia, pomieszczenie, w którym znajduje się urządzenie rozdzielcze, jest całkowicie zamknięte, a wentylacja nie działa,
b. w okresie, dla którego prowadzone są obliczenia, elementy służące do adsorbowania produktów rozpadu, w które jest wyposażone urządzenie rozdzielcze, nie wypełniają swojej funkcji,
c. gaz wydzielający się z urządzenia rozdzielczego miesza się równomiernie z powietrzem znajdującym się w pomieszczeniu, w którym zainstalowane jest to urządzenie, a proces ten trwa bardzo krótko w porównaniu z czasem pracy personelu lub czasem, w którym utrzymuje się zagrożenie,
wykazały, że nie są przekraczane progowe wartości TLV dla tego gazu (1,6 ppmv), przy przyjętych nawet najostrzejszych warunkach normalnej pracy urządzenia.
Zagrożenia wynikające z powstałego łuku wewnętrznego i gwałtownego wypływu gazu będą omówione w rozdziale 8. Mamy już ujawnione czynniki zagrożenia dla ludzi. Teraz jest ważne omówienie minimalizowania zagrożenia dla personelu obsługującego aparaturę.
W praktyce są stosowane następujące sposoby:
• rozwiązania techniczne sprzyjające ograniczeniu zagrożeń,
• stosowanie odpowiednich instrukcji i procedur,
• ochrona indywidualna pracowników przed działaniem czynników agresywnych.
Warto przyjrzeć się bliżej tym sposobom, realizowanym w warunkach eksploatacji rozdzielnic wnętrzowych.

3. POMIESZCZENIA DO INSTALACJI ROZDZIELNIC GIS i ICH WENTYLACJA

W centrach miast lub w warunkach silnego zanieczyszczenia środowiska (np. w okolicy zakładów chemicznych) rozdzielnice osłonięte (okapturzone) z SF6 instaluje się w pomieszczeniach. Na świecie przyjęło się że rozdzielnice takie mogą być instalowane nawet w budynkach użyteczności publicznej, pod warunkiem przestrzegania odpowiednich zasad bezpieczeństwa i wymagań prawa budowlanego, tzn.: (cytat) "Obiekt budowlany należy użytkować w sposób zgodny z jego przeznaczeniem i wymaganiami ochrony środowiska, oraz utrzymywać w należytym stanie technicznym i estetycznym, nie dopuszczając do nadmiernego pogorszenia jego właściwości użytkowych i sprawności technicznej".

Ze względu na instalowaną w budynku rozdzielnicę zawierającą sześciofluorek siarki powinno się uwzględniać następujące rozwiązania techniczne:
1. pomieszczenie do zainstalowania rozdzielnicy GIS jest w indywidualnym budynku lub stanowi odrębną jednostkę budowlaną (lokal) wydzieloną z ogólnego budynku użyteczności publicznej. W pomieszczeniu zainstalowanej rozdzielnicy nie może być stanowiska obsługi ciągłej pracy;
2. dostatecznie duża powierzchnia pomieszczenia musi umożliwiać swobodne działania montażowe i obsługowe, przy użyciu właściwego sprzętu (suwnica, podnośnik); 3. podłoga powinna być gładka z możliwością spłukiwania jej wodą i płynem neutralizującym w przypadku osiadłych pyłów (w przypadku rozszczelnienia awaryjnego przedziału rozdzielnicy);
4. pomieszczenie musi być wyposażone w dwukierunkową wentylację zapewniającą pełną wymianę powietrza w czasie około jednej godziny, składającą się z:
- wentylacji wyciągowej przy podłodze z klapami do odcinania przepływu powietrza,
- wentylacji nawiewnej (z klapami odcinającymi) umieszczonej przy suficie.
5. w sąsiedztwie pomieszczenia głównego, z zainstalowaną rozdzielnicą GIS, powinny znajdować się między innymi:
- przebieralnia dla personelu,
- umywalnia z ciepłą i zimną wodą,
- magazyn narzędzi i sprzętu pomiarowego,
- magazyn sprzętu ochronnego,
- pomieszczenie na butle z gazem czystym i z odzysku (oznaczane i ustawiane rozdzielnie),
- pomieszczenie z wyposażeniem do przygotowania płynu neutralizującego.

Wentylacja ma za zadanie usunąć ze strefy pracy zanieczyszczenia, które ujemnie wpływają na stan powietrza w pomieszczeniu rozdzielnicy. Zanieczyszczenia znajdujące się w powietrzu pomieszczenia mogą być niebezpieczne dla zdrowia, gdy wskutek swoich własności wynikających z rozpadu termicznego SF6 wpływają szkodliwie na organizm ludzki, powodując chorobę lub częściową niezdolność do pracy.

Analiza wymienionych w spisie norm [22 - 25] i innych, dotyczących zagadnień wentylacji, nie daje odpowiedzi na pytanie: jakie szczególne wymagania musi spełniać wentylacja pomieszczeń z zainstalowaną rozdzielnicą GIS. Ten rodzaj wentylacji nie jest potraktowany odrębnie w wymienionych normach. Określając zatem jakie warunki musi spełniać ta wentylacja trzeba kierować się wymaganiami ogólnie sformułowanymi w nomie [1] i dokumentach dotyczących aparatury z SF6.

Oczywiście do wymiany powietrza, zawierającego różnego rodzaju zanieczyszczenia, należy zastosować urządzenia odporne na ich działanie. Są to przede wszystkim wentylatory o wzmocnionej konstrukcji, wykonane z materiałów odpornych na korozję. Do wentylacji ogólnej nawiewno-wywiewnej pomieszczenia rozdzielnicy stosuje się niskociśnieniowe wentylatory przemysłowe stwarzające przyrost ciśnienia ∆Pc < 1000 Pa. Chodzi o to aby wentylacja nie powodowała zawirowań powietrza, porywających opadające pyły. Wydajność wentylatorów projektant oblicza biorąc jako parametry wyjściowe: kubaturę pomieszczenia i potrzebę wymiany jej powietrza w trakcie około jednej godziny. Nie ma konieczności szczegółowego obliczania stężenia produktów rozpadu SF6 (praktycznie SOF2 i SOF4) w objętości powietrza równej kubaturze pomieszczenia. Stężenie to może nawet chwilowo przekroczyć poziom TLV podczas awaryjnego wypływu gazu z największego przedziału rozdzielnicy.

Włączenie wentylacji powinno być możliwe ręcznie przez personel i automatycznie, przez czujniki stanu stężenia SF6 w powietrzu pomieszczenia.

Ze względu na fakt, że SF6 jest gazem pięciokrotnie cięższym od powietrza, pod pomieszczeniem, w którym jest instalowana rozdzielnica wysokonapięciowa (123 kV, 245 kV…) nie może znajdować się pomieszczenie nastawni lub inne, w którym przebywają w sposób ciągły ludzie. Jednak nie ma potrzeby instalowania drzwi gazoszczelnych między pomieszczeniem z rozdzielnicą a pozostałymi. W normalnych warunkach wycieki SF6 z rozdzielnicy w ciągu roku nie przekraczają 1% ogólnej ilości gazu zawartego w urządzeniu (w nowoczesnych 0,5%). W tej sytuacji nigdy nie osiągnie się poziomu stężenia zanieczyszczonego SF6 = 200 ppmV – co odpowiada czynnikowi TLV (dopuszczalna ciągła praca ludzi przy tym stężeniu). Natomiast w przypadku wycieku awaryjnego natychmiast personel ma opuścić pomieszczenie, zadziała wentylacja i wszczęta będzie procedura działań poawaryjnych (patrz rozdz.8).

Oczywiście nie ma przeciwwskazań, aby w nowoprojektowanych budynkach, w których będą instalowane rozdzielnice z SF6 nie przewidywać pomieszczeń przeznaczonych do innych celów. Z jednym zastrzeżeniem: nigdy pomieszczenia w których mają pracować ludzie nie mogą znajdować się pod pomieszczeniem z rozdzielnicą napełnioną sześciofluorkiem siarki. Ponieważ gaz jest cięższy od powietrza, obszary poniżej rozdzielnicy, lub słabo wentylowane (np.: kanały kablowe, piwnice, systemy odprowadzania wody, itp.), mogą być skażone SF6. Pracownicy muszą być świadomi niebezpieczeństw związanych z sześciofluorkiem w takich miejscach. W razie konieczności wykonania tam pracy potrzebne jest wentylowanie miejscowe i ochrona osobista dróg oddechowych.

4. ZAGADNIENIE SZCZELNOŚCI URZĄDZEŃ ROZDZIELCZYCH z SF6

Szczelność niektórych starych instalacji, przy dużej ilości zainstalowanych urządzeń gazowych, zwłaszcza dla systemów WN, może mieć istotny wpływ na środowisko. Należy też pamiętać, że obsługa aparatów z SF6, w przypadku nie przestrzegania odpowiednich procedur podczas instalacji i podczas eksploatacji, może znacząco przyczynić się do zwiększenia ogólnej emisji gazu do środowiska.

Zagadnieniom szczelności urządzeń elektroenergetycznych napełnianych SF6 przywiązuje się obecnie duże znaczenie ze względu na:
• bezpieczeństwo obsługi,
• wpływ na zjawisko ocieplenia klimatu,
• długotrwałą bezawaryjną eksploatację urządzeń.

Pierwszym sygnałem o niedostatecznej szczelności poszczególnych przedziałów rozdzielnicy są sygnały zainstalowanego czujnika gęstości gazu. Czujnik działa dwustopniowo: pierwszy stopień sygnalizuje (wskazanie, sygnał dźwiękowy) ubytek gazu (zmniejszenie gęstości) przy którym aparat może jeszcze pracować, ale jest wymagane dopełnienie gazem. Drugi stopień, który skutkuje wyłączeniem określonej sekcji rozdzielnicy. Istnienie i działanie czujników gęstości gazu dotyczy określonych obudów rozdzielnicy i nie jest (nie może być) wskaźnikiem stężenia sześciofluorku siarki w atmosferze pomieszczenia, w którym jest zainstalowana rozdzielnica. Do tego służą detektory SF6 lub gazów wtórnej reakcji tego gazu (np. SO2, SOF2 lub innych).

Zgodnie z aktualną technologią na świecie, urządzenia elektroenergetyczne zostały zaprojektowane i wyprodukowane o wysokiej szczelności tak, że są one przyjazne dla środowiska.
Oznacza to:
• bardzo niskie wskaźniki wycieków: jakość hermetyzacji, materiały, obróbka skrawaniem, projektowanie uszczelek, sam materiał uszczelek, produkcja i procedury testowania mają duże znaczenie;
• bardzo niskie straty obsługi: mniejsze przedziały gazu, utrzymanie obniżonej częstotliwości przeglądów, bardziej wyrafinowane narzędzia i instrumenty obsługi i kontroli jakości gazu, specjalistyczne szkolenia dla wyznaczonych pracowników.

Obecnie urządzenia wysokonapięciowe (powyżej 72,5 kV) z SF6, są budowane jako zamknięte systemy ciśnieniowe. Zbiorniki są uzupełniane SF6 tylko okresowo, przez ręczne podłączenia do zewnętrznego źródła gazu. Pomimo faktu, że zgodnie z aktualną technologią w technice elektrycznych urządzeń ciśnieniowych WN są systemy zamknięte, to średni czas pomiędzy dwoma następującymi po sobie operacjami utrzymania w eksploatacji wynosi około 25 lat. W praktyce, obsługa urządzeń z SF6 na miejscu jest już zminimalizowana i tylko jest wymagana do instalacji, okresowego przeglądu, rozbudowy i likwidacji(demontażu sprzętu).

Zaleca się, aby:
• wskaźnik wycieku był utrzymany poniżej 0,5% rocznie dla każdej obudowy z gazem (dopuszczalne wg [1] 1% rocznie);
• średni czas pomiędzy dwoma następującymi po sobie wymianami urządzeń był pow. 25 lat;
• parametry SF6 były sprawdzane po operacji napełniania urządzeń;

W uzupełnieniu do powyższego są procedury instalacji, serwisu, konserwacji, napraw i prawidłowego unieszkodliwiania gazu, opisane przez producenta jako szczegółowy sposób postępowania. Specjalne znaczenie ma wyszkolony personel przeprowadzający praktyczne prace.

Zagadnienie szczelności urządzeń z gazami fluorowanymi, w tym z sześciofluorkiem siarki, jest przedmiotem rozporządzenia WE [3, art.3] skąd wynika, że operatorzy zastosowań stacjonarnych, w których wykorzystywane są fluorowane gazy cieplarniane (w tym SF6):
1) zapobiegają wyciekom tych gazów;
2) dokonują tak szybko, jak jest to możliwe, naprawy wszelkich wykrytych wycieków,
3) dbają aby obsługą urządzeń zajmował się przeszkolony personel – świadomy obowiązków racjonalnej obsługi urządzeń rozdzielczych z SF6.

Operatorzy zastosowań, o których mowa wyżej zapewniają, aby były one kontrolowane pod względem wycieków zgodnie z następującym harmonogramem:
a) zastosowania, w których jest wykorzystywane 3 kg lub więcej fluorowanych gazów cieplarnianych, podlegają kontroli pod względem wycieków przynajmniej raz na dwanaście miesięcy; przepis ten nie ma zastosowania do urządzeń z hermetycznie zamkniętymi systemami, które są oznakowane jako takie i zawierają mniej niż 6 kg fluorowanych gazów cieplarnianych;
b) zastosowania, w których jest wykorzystywane 30 kg lub więcej fluorowanych gazów cieplarnianych, podlegają kontroli pod względem wycieków przynajmniej raz na sześć miesięcy;
c) zastosowania, w których jest wykorzystywane 300 kg lub więcej fluorowanych gazów cieplarnianych, podlegają kontroli pod względem wycieków przynajmniej raz na trzy miesiące.

Zastosowania te podlegają kontroli pod względem wycieków w terminie jednego miesiąca po tym, jak wyciek został naprawiony, w celu zapewnienia, że naprawa była skuteczna.

Do celów niniejszego ustępu, tekst: „podlegają kontroli pod względem wycieków” oznacza, że urządzenie lub system są sprawdzane w celu wykrycia wycieków z zastosowaniem bezpośrednich lub pośrednich metod pomiarowych, z położeniem największego nacisku na te części urządzenia lub systemu, w których występuje największe prawdopodobieństwo wystąpienia wycieku. Bezpośrednie i pośrednie pomiarowe metody kontroli pod względem wycieków określa się w standardowych wymaganiach dotyczących kontroli pod względem wycieków wysokonapięciowych rozdzielnic z SF6,

Na mocy Rozporządzenia (UE) 517/2014 rozdzielnice elektryczne nie podlegają kontrolom szczelności gdy spełniają jeden z poniższych warunków:
a) ich zbadany poziom wycieków jest zgodnie ze specyfikacją techniczną producenta mniejszy niż 0,1 % rocznie i są one odpowiednio oznakowane;c) zawierają mniej niż 6 kg fluorowanych gazów cieplarnianych (t. zn. SF6).
b) są wyposażone w przyrząd do monitorowania ciśnienia lub gęstości, lub
c) zawierają mniej niż 6 kg fluorowanych gazów cieplarnianych (t. zn. SF6).


Operatorzy zastosowań, w których jest wykorzystywane 3 kg lub więcej fluorowanych gazów cieplarnianych, prowadzą dokumentację dotyczącą ilości i typu zainstalowanych fluorowanych gazów cieplarnianych, wszelkich ilości dodanych i ilości odzyskanych podczas serwisowania, konserwacji i końcowego unieszkodliwienia. Prowadzą oni również dokumentację innych istotnych informacji, zawierającą nazwę przedsiębiorstwa, które przeprowadziło serwis lub konserwację, lub konserwatora, który przeprowadził serwis lub konserwację, jak również daty i wyniki działań kontrolnych oraz właściwe informacje dotyczące zwłaszcza identyfikacji poszczególnych urządzeń stacjonarnych, o których mowa w ust. lit. b) i c). Dokumentacja ta jest udostępniana właściwym organom kontrolny.

5. SKŁADOWANIE GAZU. PROCEDURA DOPEŁNIANIA URZĄDZEŃ GAZEM

W okresie eksploatacji elektroenergetycznych rozdzielnic z SF6 muszą być uzupełniane ubytki gazu w poszczególnych obudowach, aby zapewnić ciągłość pracy. Czynności te może wykonywać tylko personel przeszkolony w tym zakresie. Do dopełniania używa się gaz atestowany (patrz tab. 3), przechowywany w butlach ciśnieniowych (pojemnikach) ustawionych w wydzielonym pomieszczeniu. Mogą być składowane w wiatach, ale nie mogą być narażone na bezpośrednią operację słoneczną. Butle z gazem używanym muszą być w oddzielnym, wydzielonym, miejscu i specjalnie (odrębnie) oznaczone.

W okresie magazynowania i stosowania należy [10] chronić butle przed fizycznym uszkodzeniem: nie ciągnąć, nie toczyć, nie zsuwać oraz nie zrzucać. Zabezpieczyć butle przed upadkiem. Przechowywać pojemnik w miejscu dobrze wentylowanym, w temperaturze poniżej 50oC. Pojemniki nie mogą być przechowywane w warunkach sprzyjających powstawaniu korozji. Przechowywane butle należy okresowo sprawdzać pod względem prawidłowego wyglądu zewnętrznego oraz wycieków. Kołpak ochronny lub inny osprzęt chroniący zawór opakowania musi być na swoim miejscu. Przechowywać pojemniki w miejscu wolnym od zagrożenia pożarowego oraz źródeł ciepła i zapłonu. Nie przechowywać razem z materiałami zapalnymi. Nigdy nie używać ognia lub urządzeń grzewczych do podniesienia ciśnienia w pojemniku (z wyjątkiem specjalnych parowników). Nie usuwać i nie niszczyć etykiet identyfikujących zawartość butli. W przypadku przemieszczania butli, nawet na krótki dystans, należy używać wózka przeznaczonego do transportu butli. Nie usuwać kołpaka chroniącego zawór butli do momentu odpowiedniego zabezpieczenia butli przez zastosowanie elementów zabezpieczających przed upadkiem w miejscu pracy. Przed użyciem zapewnić, że system rozprowadzający gaz został (lub jest regularnie) sprawdzony na szczelność. Podczas odkręcania zaworu butli należy używać rękawic chroniących ręce przed przymarznięciem w razie gwałtownego przepływu gazu. Po każdym użyciu zamknąć zawór butli, nawet jeśli została ona opróżniona oraz jest podłączona do osprzętu. Nigdy nie podejmować samodzielnych prób naprawy lub modyfikacji zaworu pojemnika lub zaworów bezpieczeństwa. O uszkodzonym zaworze lub zaworach należy natychmiast powiadomić dostawcę. Natychmiast po odłączeniu pojemnika od osprzętu należy założyć (jeżeli były dostarczone) zaślepki lub zatyczki chroniące gwint zaworu pojemnika. Utrzymywać zawór pojemnika w czystości, bez zabrudzeń szczególnie olejami oraz wodą. Postępowanie z substancją musi być zgodne z dobrymi praktykami higieny przemysłowej oraz procedurami bezpieczeństwa.

Dopełnianie gazem SF6 do nominalnego ciśnienia (gęstości), stosuje się do przedziałów z sygnalizowanym wyciekiem – zazwyczaj wskazanym przez pierwszy stopień alarmu lub wskaźnik ciśnienia (czujnik gęstości), zamkniętych systemów ciśnieniowych, w celu zapewnienia ciągłości pracy.

Podwójne systemy monitorowania gazu tzn. alarm lub wskazanie, ma za zadanie reagować, kiedy wycieknie od 5 do 10% gazu. Aparaty zostały zaprojektowane tak, aby bezpiecznie funkcjonowały w tych warunkach, i nadal jest utrzymany margines bezpieczeństwa. W przypadku przedziałów zawierających małe ilości gazu, wpływ na środowisko jest bardzo mały. W przypadku dużych enklaw, takich jak długie szynoprzewody, ilość gazu wyemitowanego przed osiągnięciem progu sygnalizacji jest znacząca dla środowiska. Dlatego zaleca się, aby ciśnienie lub gęstość gazu każdego przedziału były monitorowane, gdyż jest to technicznie uzasadnione, w celu umożliwienia wczesnego wykrywania małych nieszczelności. Personel stale kontroluje systemy monitorowania ciśnienia lub gęstości gazu zapewniając wczesne wykrywanie małych nieszczelności. W tym przypadku, stosuje się natychmiast odpowiednie środki naprawcze w celu zlokalizowania i wyeliminowania wycieku.

Czynności dopełniania gazem muszą być wykonywane z zachowaniem całkowitej czystości, tzn. bez ryzyka wprowadzenia równocześnie z gazem nawet niewielkich porcji powietrza, par wilgoci i par oleju, co by zwiększało ilość produktów wtórnych reakcji chemicznej po termicznym rozpadzie SF6. Ponieważ gaz jest dostarczany w postaci sprężonej (ciecz), jeśli wystąpi wypływ dużej ilości gazu to temperatura gazu i kontenera szybko spadnie. Szron i lód mogą osiadać na metalowych częściach. Jeśli to nastąpi, napełnianie gazu musi być natychmiast zatrzymane do chwili gdy lód i szron zostaną skasowane. Napełnianie urządzeń SF6 musi być zawsze wykonywane powoli. Pracownicy muszą być świadomi niebezpieczeństwa zamrożenia przy dotyku, gdy dotykają oszronionych metalowych części (koniecznie używać rękawic).

Przy dopełnianiu gazem w zasadzie należy postępować zgodnie z instrukcją fabryczną urządzenia i przy użyciu dostarczonego przewodu fabrycznego. Należy stosować podczas przetaczania gazu z butli ciśnieniowej reduktor oraz szybko działający zawór zwrotny. Zaleca się stosować "oczyszczacz" z sorbentem usuwającym tlen i wilgoć, np. firmy UCAR, Carbide Union, USA, model 6406, (usuwa tlen i wilgoć do 1 ppm z poziomu 10 ppm z 30 m3).

Do zabiegów dopełniania obudów gazem SF6 obsługa rozdzielni powinna przygotować następujący sprzęt:
1. butlę z czystym (atestowanym) gazem,
2. reduktor ciśnienia gazu,
3. manometr wysokiego ciśnienia,
4. manometr niskiego ciśnienia,
5. regulację dolnego ciśnienia na reduktorze,
6. zawór do regulacji strumienia napełniania,
7. połączenie giętkie między butlą i przepustem obudowy urządzenia z odpowiednim przyłączem do przepustu urządzenia,
8. ewentualnie ww dodatkowy oczyszczacz gazu z sorbentem wchłaniającym tlen i wilgoć,
9. przenośną pompę próżniową.

Ze względu na wysokie ciśnienie gazu w butli należy stosować połączenia rurowe bezpieczne mechanicznie! Przyrządy pomiarowe używane przy napełnianiu (dopełnianiu) muszą być kalibrowane (ważny termin stosowania). Zaleca się gaz wprowadzać do obudowy bardzo małym strumieniem.

Kolejność czynności przy dopełnianiu:
1. zmierzyć temperaturę otoczenia,
2. ustalić na wykresie stanu gazu (str. 34 [1]) lub w tabeli stanu gazu wartość ciśnienia (poprawkę), którą należy uzyskać w danej temperaturze,
3. osuszyć i oczyścić króciec przyłączowy aparatu i wykonać połączenie instalacji: pompy próżniowej i butli z gazem,
4. uruchomić pompę próżniową (na krótko) aby usunąć powietrze z przewodu łączącego,
5. zatrzymać pompę i powoli odkręcić zawór butli i wolnym strumieniem dopełnić gazem do ustalonego ciśnienia. Po jednej godzinie skontrolować wartość ciśnienia.

Należy zaznaczyć, że temperatura gazu może różnić się od temperatury otaczającej atmosfery wskutek chłodzenia się gazu w czasie przepływu przez zawór redukujący ciśnienie (rozprężanie adiabatyczne).

Po zakończeniu dopełniania nie wolno zostawić ciekłego SF6 w przewodzie doprowadzającym gaz do aparatu, aby uniknąć rozerwania przewodu po jego nagrzaniu.

Tabela 2: Maksymalne poziomy zanieczyszczeń gazowych [8] dla nowego SF6
 Zanieczyszczenie  Udział
 Powietrze  0,05%
 CF4  0,05%
 H2O  15 ppmv
 Olej mineralny  Nie notowane
 Związki kwaśne wyrażone jako HF  0,3 ppmv
 Związki wilgoci z fluorem, wyrażone jako HF  1.0 ppmv
Uwaga: SF6 musi być w znacznym stopniu wolny od oleju.

Uwaga! Zbyt niska wartość gęstości (ciśnienia) gazu – zwłaszcza w wyłącznikach, może mieć decydujące znaczenie podczas wykonywaniu czynności łączeniowych. Nie jest też wskazane przekraczanie znamionowych wartości gęstości (ciśnienia) gazu w aparatach.

Bardzo jest ważne dokładne ważenie butli z gazem przed każdym napełnianiem i po nim. Zapisy masy zużytego gazu dla poszczególnych przedziałów powinny być skrupulatnie odnotowywane, co umożliwi dokładne określenie szczelności urządzeń, na przykład w ciągu jednego roku.

6. POMIARY JAKOŚCI GAZU. POBIERANIE PRÓBEK GAZU

Sprawdzanie rodzajów i wartości zanieczyszczeń sześciofluorku siarki w urządzeniach rozdzielczych jest w Polsce niedoceniane. Pomiarów tych nie wykonuje się nawet bezpośrednio po pierwszym napełnieniu rozdzielnicy (nie wszyscy producenci wymagają wykonania tej czynności), aby przekonać się o prawidłowym stanie urządzenia na starcie eksploatacji, oraz okresowo dla sprawdzenia stanu aparatu (zwłaszcza wyłącznika) po wykonaniu licznych łączeń. Na jakość gazu w obudowie po jej napełnieniu mogą wpływać warunki istniejące w obudowie przed jej napełnieniem lub zanieczyszczenia wprowadzone przez wyposażenie służące do napełniania lub dopełniania [2]. Sprawdzenie w okresie eksploatacji (zwłaszcza wyłącznika) pozwala ocenić jakość gazu, oraz stan głównych elementów łączeniowych (dysze, styki).

Sposób pobierania próbek (szczegółową procedurę) podaje [10] w rozdziale IV. Pomiar jakości SF6 zwykle odbywa się na miejscu, za pomocą urządzeń przenośnych. Badania polegają na zastosowaniu rurkowych czujników chemicznych (SOF2 i SO2), detektorów przewodnościowych (CF4, SOF2 i SO2), oraz przenośnych spektrometrów podczerwieni (głównie SOF2).

Analiza na miejscu może jednak wyjątkowo nie dać zadowalających wyników. Można to zmienić przez wysłanie próbki do kwalifikowanego laboratorium chemicznego i zbadanie jej chromatografem gazowym. W każdym przypadku należy pobrać próbkę gazu z zachowaniem wysokiej czystości, aby nie zakłócić wyniku badania.

W zależności od kategorii gazu SF6 znajdującego się w obudowie (lub kontenerze), różne cechy fizyczne są sprawdzane (np. wilgotność, zawartość zanieczyszczeń SF6, związki kwasowe). Minimalne wymagania podano w tabeli 4 [2].

Tabela 3: Minimalne cechy SF6 w zależności od kategorii gazu [2]

 Kategoria gazu  Charkterystyka SF6
 Nie było wyładowań
elektrycznych (łuku)
 Zawartość wilgoci w SF6
 Normalny gaz
po wyładowaniach
 Zawartość wilgoci w SF6,
zawartość resztkowych związków kwasowych
 Gaz po dużej liczbie
i ciężkich łączeń lukowych
 Zawartość wilgoci w SF6, zawartość związków kwasowych

Według [2] zalecane są następujące pomiary:
• Zawartość związków kwasowych. Jest sprawdzana jako pierwsza, aby zapobiec uszkodzeniu innych instrumentów, zwłaszcza gdy jest spodziewany gaz po silnych wyładowaniach elektrycznych (np. liczne wyłączanie prądów zwarciowych).
• Pomiar wilgotności / punktu rosy SF6. Stosuje się do przedziałów wypełnionych SF6 kontrolowanych ciśnieniowych systemów zamkniętych lub SF6 w wypełnionych pojemnikach (butlach) w celu sprawdzenia wilgotności / punktu rosy gazu na miejscu przed jego zastosowaniem do dopełniania / napełniania.
• Pomiar składu / ilości gazów obojętnych w SF6. Stosuje się do przedziałów wypełnionych SF6 kontrolowanych ciśnieniowych systemów zamkniętych lub SF6 w pojemnikach (butlach) wypełnionych w celu sprawdzenia zawartości / ilości gazów obojętnych w SF6 przed wykorzystaniem gazu do dopełniania / napełniania.
• Pomiar ilości reaktywnych gazów produktów rozkładu i (lub) pozostałych kwasowych związków gazowych stosuje się do przedziałów wypełnionych SF6 kontrolowanych ciśnieniowych systemów zamkniętych lub pojemników wypełnionych SF6, aby sprawdzić pozostałą ilość reaktywnych gazowych produktów rozkładu / kwasowość pozostałych substancji.

Przenośne analizatory reaktywnych produktów są szczegółowo omówione [2, pkt 5.3.1.3] a poniżej w tablicy jest podany podstawowy zestaw.

Tabela 4. Minimalny zestaw urządzeń pomiarowych SF6 na miejscu [2]
 Przyrząd  Wielkość fizyczna  Zakres pomiarowy  Minimalny zakres dokładności
 Manometr ciśnienia SF6  ciśnienie  do 1 MPa  ±10 kPa
 Termometr  temperatura  -25 do 50 oC  ±1 °C
 Miernik punktu rosy  wilgotność  Punkt rosy:
-50 do 0°C
 ±2 °C
 Miernik zanieczyszczeń SF6  SF6/N2, SF6/powietrze  0 do 100% objętościowo  ±1 % obj.
 Rurki reakcyjne  SO2 mgła oleju   1 do 25 ppmv 0.16 do 1.6 ppmv  ±15 %

O ile nie określono inaczej w instrukcji obsługi dostarczonej przez producenta sprzętu, na wykonanie poboru gazu, należy wykorzystać następującą szczegółową sekwencję operacji dla gazu i wysyłki próbek [2]:

Tabela 5. Opis operacji pobierania próbek gazu i ich wysyłki [2].
 Lp  Krok (czynność)  Procedura
 1  Przygotowanie wyposażenia do pobrania próbki gazu  Próbki SF6 ewakuuje się do odpowiedniej butli [notatka]. Sprawdzić, czy połączenia gazowe są czyste i suche, by uniknąć zanieczyszczenia próbki. Użyć krótkich i dokładnych połączeń aby minimalizować wycieki SF6.
 2  Dokumentacja  Dokumentacja poboru próbki, załączona do butli, musi zawierać przynajmniej następujące informacje: numer przedziału gazowego, datę, ciśnienie i temperaturę otoczenia.
 3  Włączenie pobierania próbki do butli  Włączyć przepływ pobierania próbki gazu do butli. Sprawdzić połączenia i ustawić strumień gazu.
 4  Zamknięcie przepływu próbki gazu do butli  Zamknąć przepływ próbki SF6 do butli i odłączyć butlę z próbką od zbiornika z gazem.
 5  Przesłanie próbki do laboratorium  Transport butli z próbką gazu SF6 do laboratorium powinien odbywać się zgodnie z międzynarodowymi i lokalnymi przepisami.
Uwaga: stosuje się butle ze stali nierdzewnej o objętości nie mniejszej niż 1 litr.

Pobieranie próbek SF6 i ich wysyłkę do laboratorium analitycznego stosuje się do przedziałów wypełnionych SF6 kontrolowanych ciśnieniowych systemów zamkniętych lub pojemników (butli) wypełnionych SF6 o niezadowalającej jakości gazu, gdy pomiary na miejscu nie zapewniają wymaganej dokładności.

Na ogół pracę przy dopełnianiu i pomiarach stanu gazu (pobieraniu próbek) traktuje się jako pracę przy rozłożonym SF6 w małym stopniu i nie ma obowiązku stosowania masek chroniących drogi oddechowe. Należy stosować rękawice.

7. ZAGROŻENIE ZDROWIA OBSŁUGI URZĄDZEŃ z Sf6

Dostępny w handlu sześciofluorek siarki nie jest substancją niebezpieczną i w związku z tym nie podlega rygorom rozporządzenia o materiałach szkodliwych włącznie z technicznymi regułami dotyczącymi materiałów niebezpiecznych (TRGS). Gaz SF6 w stanie dostawy (z atestem) nie jest toksyczny, ale ma tendencję, podobnie jak np. azot, do wypierania tlenu z powietrza. Koncentracja gazu SF6 powyżej 19% (objętości) zmniejsza udział tlenu w powietrzu do poziomu poniżej 17% (objętości) i to jest też powód dla którego wymagane są urządzenia do wentylacji pomieszczeń. Dotyczy to zwłaszcza pomieszczeń poniżej poziomu rozdzielnicy (piwnice, kanały itp.).

Sześciofluorek siarki zawsze zawiera pewne zanieczyszczenia, które pochodzą z procesu produkcji przemysłowej, jak również z korzystania z gazu w aparatach elektroenergetycznych, z powodu:
• niewłaściwego doboru materiałów konstrukcyjnych urządzenia, co może być przyczyną emisji wilgoci do gazu lub wytworzenia zanieczyszczeń po wtórnej reakcji chemicznej z rozłożonym SF6,
• błędów montażu fabrycznego i pierwszego napełniania gazem, skutek jw.,
• zanieczyszczenia spowodowanego stanem osłon urządzenia i elementów przed montażem; jest to wilgoć i powietrze adsorbowane na wewnętrznych powierzchniach różnych części lub w materiałach zanim urządzenie zostanie zmontowane (zwłaszcza w materiałach porowatych).
• zanieczyszczenia spowodowane przez obsługę podczas napełniania i dopełniania (powietrze, kurz, wilgoć, pary oleju itp.),
• skażenia przez przeciek (powietrze i wilgoć mogą dyfundować do wnętrza obudowy ciśnieniowej z zewnątrz, ponieważ cząstkowe ciśnienie powietrza i wilgoci na zewnątrz osłony jest wyższe niż wewnątrz. Droga, to głównie porowatość osłon i uszczelnienia (prawo ciśnień cząstkowych Daltona),
• mechanicznego generowania cząstek pyłu (cząstki pyłu są generowane z głównych styków ruchomego toru prądowego); pył ten zagraża wytrzymałości izolacji urządzenia WN,
• zanieczyszczenia generowane przez rozpad termiczny (spowodowany łukiem łączeniowym, wyładowaniami elektrycznym oraz pożarem w pomieszczeniu rozdzielni).

Z powyższego zestawienia wynika, że praktycznie nie ma możliwości uniknięcia pewnej ilości zanieczyszczeń, będących katalizatorem tworzenia wtórnych substancji chemicznych w atmosferze termicznie rozłożonego SF6. Zatem trzeba się liczyć, że takowe zawsze występują.

Zależnie od rodzaju i ilości substancji zanieczyszczających gaz, zostały zdefiniowane następujące kategorie [2]:
• Nowy gaz SF6 klasy z atestem;
• Brak zanieczyszczeń gazu;
• Zwykłe zanieczyszczenie gazu;
• Silnie zanieczyszczony gaz;
• Gaz nadaje się do wykorzystania w pełnym zakresie ciśnienia;
• Gaz dostosowany do stosowania w zakresie niskiego ciśnienia;
• Gaz nie nadaje się do ponownego wykorzystania.

Tabela 6: Maksymalne poziomy zanieczyszczeń dla klasy technicznej SF6 [9]
 Zanieczyszczenia  Udział
 Powietrze  0.2 % m [uwaga 1]
 CF4  2400 ppmm [uwaga 2]
 H2O  25 ppm10 ppmm [uwaga 3]
 Olej mineralny  10 ppmm
 Całkowite związki kwaśne wyrażone jako HF  1 ppmm [uwaga 4]

Uwaga 1: 0,2 %m jest równoważny 1%v w warunkach normalnych (100 kPa i 20 °C). Uwaga 2: 2400 ppmm jest równoważne 4000 ppmv w warunkach normalnych (100 kPa i 20 °C). Uwaga 3: 25 mg / kg (25 ppmv) jest równoważne 200 ppmv (200 µl/l) i do punktu rosy z -36 °C, zmierzony w warunkach normalnych (100 kPa i 20 °C). Uwaga 4: 1 ppmm jest równoważne 6 ppmv zmierzonemu w warunkach normalnych (100 kPa i 20 °C).

Jest oczywiste, że stopień zagrożenia dla ludzi zależy w dużej mierze właśnie od kategorii (stanu) gazu. Obsługa wykonująca prace konserwacyjne lub remontowe rozdzielnicy z SF6 powinna być świadoma z jakim zagrożeniem będzie mieć kontakt. Obiektywny obraz uzyska w przypadku pobrania próbki i wykonania pomiarów stanu gazu. Norma [1] dopuszcza też subiektywną ocenę stanu gazu biorąc pod uwagę przedział rozdzielnicy. Wiadomo że:
1. Gdy obudowa nie zawiera komór gaszeniowych wyłączników lub rozłączników i nie jest połączona z innymi obudowami zawierającymi układ gaszeniowy łuku elektrycznego:
a) gdy nie wystąpiły wyładowania niezupełne brak zagrożenia toksycznego – gaz jest niemal czysty,
b) gdy były wyładowania niezupełne pojawia się małe stężenie S2F10 – gaz silnie toksyczny!
2. Obudowa zawierająca komorę gaszeniową wyłącznika lub rozłącznika lub z nią połączona:
• Występuje średnie stężenie produktów rozpadu a ilość proszków jest zależna od liczby łączeń, wartości prądu i czasu łukowego, ale też istotny wpływ ma aktywność (jakość) sorbentu,
3. Obudowa, wewnątrz której powstał łuk elektryczny i nie zadziałała membrana i nie było wytopienia obudowy (nastąpiło wyłączenie obwodu):
• W obudowie występuje wysokie stężenie gazowych produktów rozpadu i duża ilość proszków,
4. Łuk wewnętrzny z zadziałaniem membrany bezpieczeństwa lub wytopieniem obudowy:
• Mieszanina powietrza i produktów gazowych - może powstać hydroliza a w konsekwencji duża ilość związków toksycznych. Jest też duża ilość proszków - część wydmuchana do pomieszczenia (stan awarii).
5. Gaz silnie zanieczyszczony – gaz odzyskany z urządzeń, w których wystąpiło wyładowanie elektryczne. W praktyce, jeśli wielkość wskaźnika koncentracji gazów SOF2 + SO2 jest większa niż 1% gaz jest silnie rozłożony.
Takiego gazu należy się spodziewać w przypadkach:
• Wyłącznik po awarii;
• Przedziały po wewnętrznej awarii łukowej;
• Każdy rodzaj awarii z wystąpieniem łuku elektrycznego.

Zwykle gazy zanieczyszczone mogą zawierać, oprócz powietrza i wilgoci [2]:
• gaz obojętny CF4 generowany przez łuk w wyniku erozji polimerów;
• żrące produkty gazowe rozkładu SF6 do około 100 ppmv jako pozostałości, które nie zostały usunięte przez adsorber;
• stałe produkty rozkładu, głównie fluorki metali i wolframu, zazwyczaj określane jako "pył przełączania ".

W tym przypadku trzeba się spodziewać, wysokiego poziomu zanieczyszczeń stałych i gazowych. Zanieczyszczenie gazowe może osiągnąć poziom kilku % objętości, z czego znaczna część może być wysoce reaktywna i toksyczna i / lub żrąca. Stałe zanieczyszczenia nie będą generalnie zaadsorbowane jak reaktywne zanieczyszczenia gazowe.

Tabela 7: Bezpieczeństwo i higiena pracy przy dostępie do przedziałów gazowych urządzeń elektroenergetycznych z SF6 [2].
 Pozycja  Otwarcie przedziału przed pierwszym napełnianiem SF6  Otwarcie przedziału w którym nie było łuku  Otwarcie przedziału w którym był łuk lub silne wyładowanie elektryczne
 Potencjalne ryzyko  •Gryzące opary produktów czyszczenia
•Niedobór O2
•Pozostający SF6 lub inny gaz procesu produkcji
 •Gryzące opary produktów czyszczenia
•Niedobór O2
•Pozostałe gazy
  •Gryzące opary produktów czyszczenia
•Niedobór O2
•Pozostałe gazy
•Pozostałe reaktywne lotne produkty rozkładu
•Pyły łączeniowe i sorbenty
 Zasady bezpieczeństwa  •Wentylacja
•Pomiar stężenia O2 przed wejściem
  •Wentylacja
•Pomiar stężenia O2 przed wejściem
 •Usuwanie pyłu połukowego i sorbentów
•Wentylacja
•Pomiar stężenia O2 przed wejściem
•Użycie środków ochrony indywidualnej
 Wyposażenie bezpieczeństwa i narzędzia  •Odsysający wentylator lub odkurzacz
•Miernik stężenia O2 w powietrzu
 •Odsysający wentylator lub odkurzacz
•Miernik stężenia O2 w powietrzu
 •Odsysający wentylator lub odkurzacz
• Miernik stęże nia O2 w powietrzu
• Odsysający wentylator lub odkurzacz
•Miernik stężenia O2 w powietrzu
• Jednorazowe użycie ochronnego ubrania, pokryć butów, nakrycia głowy,
• Kwasoodporne rękawiczki bezpieczeństwa,
• Pełna maska (preferowana), albo przynajmniej ochronna półmaska,
• Ochronne okulary (gogle),

Ze względu na bezpieczeństwo podczas eksploatacji urządzeń z SF6, przed rozpoczęciem jakiejkolwiek konserwacji lub obsługi aparatów, stan urządzeń musi być kontrolowany i raportowany w sposób szczegółowy [2].

Muszą być spełnione następujące ogólne zasady bezpieczeństwa:
• Wyłączenie i izolowanie przedziałów pod napięciem;
• Zabezpieczenie przed ponownym zamknięciem;
• Sprawdzenie, czy sprzęt jest odłączony od zasilania;
• Uziemienie i zwarcie sprzętu;
• Osłonięcie lub ustawienie ogrodzenia od aktywnych części.
• Pisemne dokumenty dające uprawnienia do pracy przy elektroenergetycznym urządzeniu i jego uruchomienia powinny być uzgodnione i podpisane przez dozór urządzeń.

Dla bezpieczeństwa obsługi przed dłużej trwającą pracą w pomieszczeniu rozdzielni jest wskazane określić stan atmosfery. Wykrywanie obecności SF6 w pomieszczeniach może być:
1. Subiektywne – na podstawie zapachu SF6
a) czysty gaz SF6 jest niewyczuwalny,
b) SF6 w którym są produkty rozpadu ma bardzo intensywny zapach siarkowodoru („zgniłych jaj”). Jest wtedy wyczuwalny już od 1 – 5 ppmv; krótkotrwałe przebywanie w pomieszczeniu przy takim stężeniu nie jest groźne dla zdrowia.
2. Obiektywne – na podstawie wskazań detektorów SF6:
a) o czułości do 0,1 ppmv – do ustalenia miejsca wycieku SF6,
b) o czułości do 1 ppmv – do ustalenia czy jest wyciek z rozdzielnicy. Ciągła kontrola atmosfery w pomieszczeniu rozdzielni – często połączona jest z automatyzacją sterowania wentylacją.

Z punktu widzenia zdrowia ludzi ustalono dopuszczalne stężenie czystego SF6 w atmosferze na poziomie: 1000 ppmv (1000 ml/m3, tzn. 6000 mg/m3). Podana wartość odnosi się dla pomieszczeń, gdzie personel pracuje 8 godzin dziennie, przez 5 dni tygodnia, w ciągu całego życia zawodowego. Jest to tzw. wartość progowa (TLV) dla gazów, które normalnie nie są obecne w powietrzu.

W warunkach pracy w pomieszczeniu rozdzielni są istotne poniższe progi stężenia.
• Gdy są wycieki SF6 z rozdzielnicy (zawsze traktuje się, że jest to gaz zanieczyszczony) poziom maksymalny wynosi:

200 ppmv

• A gdy zanieczyszczony produktami termicznego rozpadu w wyłącznikach, poziom maksymalny wynosi:
20 ppmv

• A gdy gaz w pomieszczeniu jest silnie zanieczyszczony podczas wyładowania łukowego z otwarciem obudowy (awaria – odrzucona membrana, wytopienie) maksymalny poziom stężenia SOF2 wynosi:
1,6 ppmv

Przez ludzi jest tolerowane podczas jednej godziny stężenie SOF2 do 500 ppmv, a wyczuwalne na poziomie 1 – 5 ppmv [1].

Zaobserwowane objawy [1] aktywności SF6 z produktami rozpadu są następujące:
A. Podrażnienie skóry
Należy zdjąć wierzchnie ubranie, myć podrażnione miejsca zimną bieżącą wodą, gdy podrażnienie nie ustąpi należ skonsultować z lekarzem,
B. Podrażnienie oczu
Należy natychmiast przemywać oczy czystą bieżącą wodą, co najmniej 15 min oraz specjalnym płynem do oczu, gdy podrażnienie nie ustąpi należ skonsultować z lekarzem,
C. Podrażnienie dróg oddechowych w tym:
- Trudności z oddychaniem
- Utrata przytomności
Należy natychmiast wyprowadzić osobę z takimi objawami na świeże powietrze. Zdjąć ubranie robocze, przykryć kocem. Wezwać pogotowie. Jeśli słabnie oddech podjąć sztuczne oddychanie!

Wszystkie podane skutki kontaktu z atmosferą zawierającą produkty termicznego rozpadu SF6 są skutecznie eliminowane przy stosowaniu sprzętu ochronnego (patrz rozdz. 10).

Należy [1] zachować ostrożność podczas prowadzenia prac z SF6 zawierającym produkty rozkładu oraz substancje proszkowe powstałe podczas operacji łączeniowych. Podczas wykonywania takich czynności należy wykorzystywać odpowiednią instrukcję postępowania oraz instrukcję określającą środki bezpieczeństwa.

Przestrzeganie higieny osobistej: jedzenie, picie i palenie nie jest dozwolone, gdy jest dostęp do otwartych przedziałów gazowych. Zaleca się, zmianę ubrania i mycie skóry, aby zapobiec ewentualnemu niebezpieczeństwu podrażnienia lub oparzenia.

Zakaz spożywania posiłków i palenia tytoniu obejmuje i inne pomieszczenia, w których w atmosferze może pojawić się SF6, na przykład pomieszczenie przechowywania butli gazem.

8. AWARIA. DZIAŁANIA w PRZYPADKU AWARII ROZDZIELNICY

Za awarię urządzeń GIS uważa się gwałtowny wypływ gazu z uszkodzonego przedziału. W urządzeniach obecnej techniki jest on mało prawdopodobny, ale może nastąpić z następujących powodów:
A) awaryjny przeciek spowodowany uszkodzeniem mechanicznym części składowych lub uszczelnień, albo uszkodzeniem mechanicznym wywołanym nienormalnym wstrząsem,
B) wewnętrzne zwarcie łukowe powodujące zadziałanie membrany lub wytopienie otworu w obudowie. Wartość przyrostu ciśnienia zależy od wartości prądu łuku, napięcia łuku, czasu trwania łuku i objętości obudowy, w której rozwinął się łuk elektryczny, Nastąpi gwałtowny wypływ rozgrzanego i rozłożonego gazu, a następnie hydroliza i reakcja chemiczna z tlenem z powietrza,
C) Pożar zewnętrzny, gdy ciepło nagrzewające obudowy może spowodować ich rozszczelnienie. Gaz, nie tak gwałtownie jak w przypadku B), wydostanie się na zewnątrz obudowy i ulegnie reakcjom chemicznym jak poprzednio.

Osoby znajdujące się w pomieszczeniu powinny natychmiast opuścić obszar zagrożenia niezależnie od gwałtowności wypływu gazu. Do pomieszczenia można wejść po dokładnym jego wywietrzeniu, pod warunkiem posłużenia się maską, chroniącą drogi oddechowe. Bezpośrednio po awarii w pomieszczeniu (w powietrzu) jest gaz silnie zanieczyszczony podczas wyładowania łukowego lub działania termicznego (podczas pożaru). Poziom stężenia SOF2: może wyraźnie przekraczać dopuszczalne 1,6 ppmv. Nie jest wykluczona możliwość, że obsługujący może w wyniku wdychania otrzymać niebezpieczną dawkę produktów rozpadu SF6, pod postacią gazu lub pyłu. Dlatego należy zawsze używać odpowiednich środków ochrony dróg oddechowych.

Procedura opisująca postępowanie w razie awarii (przed podjęciem jakichkolwiek prac zapobiegawczych) powinna zawierać, między innymi, następujące zalecenia:
1. Opuścić pomieszczenie, w którym nastąpiło zadziałanie membrany ciśnieniowej, wytopienie obudowy lub gwałtowne uszkodzenie uszczelnienia,
2. Wykonać niezbędne czynności łączeniowe z nastawni rozdzielni,
3. Uruchomić wentylację (gdy nie jest sterowana automatycznie) i odczekać czas opadnięcia proszków (około 1 godziny), 4. Powiadomić dozór i ewentualnie straż pożarną (gdy jest pożar), 5. Założyć ochronny kombinezon, maskę lub półmaskę i okulary – wykonać czynności zabezpieczające, 6. Zebrać osiadłe proszki odkurzaczem (nie można użyć sprężonego powietrza) i zmyć powierzchnie słabym roztworem alkalicznym (np. Na2CO3 – węglan sodowy). Pyły mocno przywierające do podłoża wskutek hydrolizy mogą być usuwane przy pomocy suchej szmaty. Pyły luźne należy usuwać przy pomocy odkurzacza przemysłowego z powrotnym wprowadzaniem oczyszczonego powietrza do pomieszczenia roboczego,
7. Sprawdzić, czy nie zostały przekroczone dopuszczalne stężenia! Najlepiej przez bezpośredni pomiar stężenia produktów rozpadu SOF2, SO2 (1,6 ppmv), lub metodą pośrednią – przez pomiar stężenia SF6 (20 ppmv),
8. Ocenić zakres awarii i remontu.
Uwaga! Do pomieszczeń, które znajdują się pod pomieszczeniem rozdzielnicy z SF6 i mają z nimi połączenie, wolno wejść w przypadku wystąpienia zakłóceń lub awarii, jeżeli uprzednio nie zastosowano środków podanych w p-kcie 5.

Ze względu na bezpieczeństwo personelu w pomieszczeniu rozdzielni (np. w pomieszczeniu socjalnym) powinny znajdować się środki pierwszej pomocy:
• typowa apteczka,
• płyn do przemywania oczu,
• zalecenia (wskazówki) postępowania w przypadkach zagrożenia zdrowia (opracowane przez lekarza,
• środki łączności do wezwania pogotowia ratunkowego lub straży pożarnej.

Aby lepiej określić występujące zagrożenie dla ludzi w przypadku awarii powstałej w wyniku zwarcia wewnętrznego w obudowie elementu rozdzielnicy, należy prześledzić obliczenia wykonane w załączniku C normy PN-E-06115; 2000 [1] (punkt C 4.2.2). Obliczenia stężenia produktów rozpadu termicznego SF6 i par metali (głównie miedzi) w przypadku zwarcia wewnętrznego, wykonano przy założeniu następujących warunków:
a. Łukowe zwarcie wewnętrzne powoduje wytworzenie się nadciśnienia co staje się przyczyną zadziałania zabezpieczeniowego urządzenia nadciśnieniowego lub otwarcia obudowy.
b. Łukowe zwarcie wewnętrzne powoduje wytopienie się otworu w obudowie urządzenia rozdzielczego.
c. W okresie, dla którego prowadzone są obliczenia, pomieszczenie, w którym znajduje się urządzenie rozdzielcze, jest całkowicie zamknięte, a wentylacja nie działa.
d. Bardzo silna konwekcja oraz siły towarzyszące przepływowi gazu powodują bardzo intensywne mieszanie się gazu wypływającemu z urządzenia rozdzielczego z powietrzem znajdującym się w pomieszczeniu gdzie to urządzenie jest zainstalowane.
e. SOF2 uwalniany z urządzenia rozdzielczego pozostaje w stanie stabilnym przez okres, dla którego wykonywane są obliczenia.
f. Łukowe zwarcie wewnętrzne nastąpiło w przedziale szynowym rozdzielnicy GIS 245 kV, zainstalowanej w pomieszczeniu o objętości 2000 m3; zwarcie było jednofazowe, a wartość prądu 40 kA,
Lub:
g. Łukowe zwarcie wewnętrzne nastąpiło w przedziale szynowym rozdzielnicy GIS 145 kV, zainstalowanej w pomieszczeniu o objętości 700 m3; zwarcie było między dwiema fazami, a wartość prądu 31,5 kA,
h. Łuk elektryczny w obu przypadkach palił się w czasie 100 ms.

Bardzo interesujące są wyniki tych obliczeń, wykonanych przy założeniu wymienionych wyżej obostrzających warunków:
• w przypadku rozdzielnicy GIS 245 kV wyliczone stężenie SOF2 wynosi 30 ppmv,
• w przypadku rozdzielnicy GIS 123 kV stężenie jest 135 ppmv,
przy czym w obu przypadkach stężenie występujące w pomieszczeniu nie zbliża się do wartości 500 ppmv – czyli nie ma natychmiastowego zagrożenia zdrowia.

Podkreśla się natomiast, że w przypadku powstania zwarcia o dużej mocy łuku, niezależnie od ośrodka gaszącego łuk elektryczny, energia odprowadzana jest do elektrod przez stopy łukowe, co powoduje odparowanie dużych ilości metalu. W przypadku powstania łukowego zwarcia wewnętrznego w obudowie urządzenia rozdzielczego zawierającej SF6, może nastąpić otwarcie obudowy i zmieszanie par metali i produktów rozpadu SF6. Większość powstałych w takiej sytuacji par metali (zwłaszcza miedzi ze styków kompozytowych) przedostaje się do pomieszczenia,w którym zainstalowane jest to urządzenie, co spowoduje, iż stanowić one będą istotny składnik wpływający na całkowitą toksyczność gazów.

Konsekwencją awarii jest demontaż i remont uszkodzonego fragmentu rozdzielnicy. Prace demontażowe wymagają odpowiedniego przygotowania i wykwalifikowanego personelu. Konieczny jest sprzęt ochrony osobistej. Przed dopuszczeniem do pracy jest niezbędne upewnienie się, że stężenie produktów rozpadu SF6 w powietrzu jest na bezpiecznym poziomie. Skuteczną metodą sprawdzenia jest pomiar stężenia głównego składnika toksycznego, fluorku tionylu SOF2 (dopuszczalne poniżej 1,6 ppmv).

W organizacji pracy należy kierować się zaleceniami rozporządzenia MG [6], a zwłaszcza:

§ 69.
1. Dopuszczający powinien być wyznaczony przez poleceniodawcę do każdej pracy wykonywanej na polecenie.
2. Do obowiązków dopuszczającego należy:
a) przygotowanie miejsca pracy,
b) dopuszczenie do wykonywania pracy,
c) sprawdzenie wykonania pracy,
d) zlikwidowanie miejsca pracy po jej zakończeniu.

§ 71.
1. Funkcję kierującego zespołem pracowników kwalifikowanych powinien pełnić pracownik posiadający ważne świadectwo kwalifikacyjne, właściwe dla określonego w poleceniu zakresu pracy i rodzaju urządzeń i instalacji energetycznych, przy których będzie wykonywana praca,
2. Do obowiązków kierującego zespołem pracowników kwalifikowanych w szczególności należy:
a) egzekwowanie od członków zespołu stosowania właściwych środków ochrony indywidualnej, odzieży i obuwia roboczego oraz właściwych narzędzi i sprzętu,
b) nadzorowanie przestrzegania przez podległych pracowników przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy w czasie wykonywania pracy,

§ 56.
1. Wyłączenie urządzeń i instalacji elektroenergetycznych spod napięcia powinno być dokonane w taki sposób, aby uzyskać przerwę izolacyjną w obwodach zasilających urządzenia i instalacje.
2. Za przerwę izolacyjną, o której mowa w ust. 1, uważa się:
a) otwarte zestyki łącznika w odległości określonej w Polskiej Normie lub w dokumentacji producenta,
b) wyjęte wkładki bezpiecznikowe,
c) zdemontowanie części obwodu zasilającego,
d) przerwanie ciągłości połączenia obwodu zasilającego w łącznikach o obudowie zamkniętej, stwierdzone w sposób jednoznaczny w oparciu o położenie wskaźnika odwzorowującego otwarcie łącznika.

Procedura demontażu powinna zawierać m.in. następujące zalecenia:
• pobrać próbkę gazu lub określić jego stan na podstawie oceny przedziału (patrz rozdz. 7, p-kty 1 -4);
• obniżyć ciśnienie gazu do poziomu ciśnienia atmosferycznego w przedziałach, w których jest to konieczne (użycie regeneratora lub pompy);
• wymontować segment uszkodzony (np. wyłącznik) i przygotować go do transportu na odpowiednim stelażu. W pomieszczeniu rozdzielni nie ma warunków do demontażu uszkodzonego elementu rozdzielnicy!
• we właściwym pomieszczeniu zawiesić aparat na podnośniku;
• na początku odkręcić śruby najniższego kołnierza;
• powoli podnieść osłonę (obudowę);
• odkurzaczem zebrać pył zalegający na wewnętrznych powierzchniach aparatu (nie wolno użyć sprężonego powietrza!);
• demontować aparat na elementy i zanurzać je w cieczy neutralizującej;
• po neutralizacji elementy opłukać, osuszyć i zamknąć w foliowych torbach;
• przestrzegać aby w pomieszczeniu były tylko osoby niezbędne do wykonania demontażu;
• w przypadku odczuwania podrażnienia produktami rozpadu SF6 przerwać pracę i wyjść z pomieszczenia. Pomieszczenie przewietrzyć;
• po zakończeniu prac dokładnie umyć się i zmienić ubranie;
• wykonać przegląd elementów i ich selekcję przed ewentualnym montażem;
Prace kończy odpowiedni montaż urządzenia przez wykwalifikowany personel i procedura napełniania gazem.

Po usunięciu awarii odzież ochronną, zużyte materiały, filtry z urządzeń SF6, filtr odkurzacza (wraz z pyłem) i z przyrządów ochrony dróg oddechowych, należy poddać neutralizacji płynem alkalicznym i usunąć z otoczenia zgodnie z wymaganiami [18]. Według aktów wykonawczych do ustaw [20, 21]: odpady stałe i ciekłe organiczne zawierające fluorowce gromadzi się w odpowiednich pojemnikach i przekazuje po napełnieniu pojemników służbie utylizacji i eliminacji odpadów.

Ponowne uruchomienie rozdzielnicy do eksploatacji po remoncie wymaga przeprowadzenia normalnej procedury uruchamiania – ze szczególnym zwróceniem uwagi na proces wykonania próżni i czystość napełniania gazem.

9. RECYKLING. DEMONTAŻ URZĄDZEŃ PO ZAKOŃCZENIU ICH EKSPLOATACJI

Definicja: Recykling gazu SF6 – połączenie regeneracji i ponownego użycia na miejscu zainstalowania urządzenia elektroenergetycznego.

W artykule 4 ROZPRZĄDZENIA (WE) Nr 842/2006 jest postanowienie, że: operatorzy urządzeń stacjonarnych (w tym rozdzielnic wysokiego napięcia) są odpowiedzialni za wprowadzanie w życie uzgodnień dotyczących właściwego odzysku fluorowanych gazów cieplarnianych przez personel posiadający odpowiednie certyfikaty, który spełnia wymogi art. 5 (zarządzenia) w celu zapewnienia ich recyklingu, regeneracji lub zniszczenia.

Recykling – korzyści:
1. zgodność z publiczną polityką na świecie, aby unikać uwalniania gazów, pochodzących z działalności człowieka, do środowiska naturalnego,
2. demonstracja dobrowolnego wysiłku, aby ograniczyć emisję gazów bez konieczności formalnych regulacji wydanych przez władze krajowe i międzynarodowe,
3. zachowanie wartościowych substancji i ochrona środowiska,
4. odzysk gazu i ewentualnie innych materiałów (zmniejszenie kosztów),
5. typowe urządzenia elektroenergetyczne są wykonane w przybliżeniu z następujących materiałów, nadających się do regeneracji (jest ich 75% do 90% wagowo) lub wymagających utylizacji (jest ich 10% do 25% wagowo):
• żelazo (elementy konstrukcyjne, śruby itd.),
• stal nierdzewna lub
• aluminium (obudowy ciśnieniowe),
• aluminiowe przyłącza,
• miedź (tory prądowe, styki, przyłącza),
• materiały izolacyjne (porcelana, epoksyd, teflon),
• guma (uszczelki).

Typowa procedura recyklingu SF6 wg [2]. System ogólnych funkcji regeneratora SF6.

Rysunek 11


Tabela 8: Typowe rodzaje filtrów wykorzystywanych w trakcie odzyskiwania SF6.
 Typ filtru  Zadania  Główne cechy
 Filtr wstępny  Filtr usuwa cząstki stałe (pył) i inne produkty rozkładu na wlocie regeneratora.  Rozmiar poru 1 μm.
 Filtr gazu  Usuwa wilgoć oraz reaktywne produkty rozkładu gazu i wilgoci.  Analizator wilgoci niższej niż 100 ppmv. Analizator SO2 + SOF2 niżej niż 12 ppmv.
 Filtr oleju  Zdolność zatrzymywania cząstek oleju.  Filtr usuwa cząsteczki oleju w razie potrzeby. Specjalny filtr wykorzystujący węgiel aktywny.


Typowe funkcje standardowego regeneratora gazu SF6 są następujące:
• ewakuacji powietrza z przedziału gazowego;
• wypełnianie przedziału gazem SF6;
• zwrot gazu SF6 z przedziału; (tzn. odpompowanie);
• filtrowanie i składowanie SF6;
• dopełnianie przedziału gazowego powietrzem.

Praktyczne wymagania techniczne recyklingu SF6 są następujące:
• konstrukcja urządzenia elektroenergetycznego z SF6 umożliwiająca recykling (rozdzielnice produkowane po roku 1990 są dostosowane do recyklingu),
• odpowiednie wyposażenie do odzysku gazu z urządzeń,
• znajomość źródeł i wielkości zanieczyszczeń SF6 jakich można się spodziewać w danym urządzeniu elektrycznym (patrz rozdz. 7),
• zastosowanie norm dotyczących czystości zregenerowanego SF6, który ma być następnie użyty [10],
• urządzenia do utylizowania SF6, nie nadającego się już do oczyszczenia.

CIEKAWOSTKA: ABB opracowała technologię recyklingu gazu, która pozwoli ograniczyć niekorzystne oddziaływanie na środowisko. Grupa ABB, lider w dziedzinie technologii energetyki i automatyki, opracowała opatentowaną technologię pełnego recyklingu zanieczyszczonego gazu SF6 w oparciu o nowy, efektywny energetycznie proces kriogeniczny. Nowa technologia zostanie wdrożona w dedykowanej stacji recyklingu gazu SF6, utworzonej niedawno w Nowej Południowej Walii (Australia). Czystość gazu SF6 po recyklingu przeprowadzonym z wykorzystaniem tej technologii osiąga wartość parametrów normy.

Wymagania dla każdego składnika regeneratora SF6 są omawiane w kolejnych punktach [2]:

1 Jednostka filtrowania wstępnego,
Jednostka filtrowania wstępnego, zewnętrzna lub wewnętrzna, służy do pierwszego oczyszczenia mocno łukowego SF6 (po silnych wyładowaniach łukowych). Reaktywne gazowe produkty rozkładu związków kwasu i gazu mogłyby uszkodzić regenerator lub pojemnik magazynowania gazu. Wymagania w stosunku do jednostki wstępnego filtrowania są zasadniczo takie same jak do jednostek filtrujących zainstalowanych w urządzeniach obsługi, ale wstępne możliwości filtrowania mogą być znacznie wyższe.

Zalecane są główne cechy:
• rozmiar porów 10 μm (dzięki niskiej porowatości);
• pozostała wilgoć poniżej 200 ppmv;
• pozostałe reaktywne produkty gazowe rozkładu niżej niż 200 ppmv.

2 Jednostki filtrowania,
Filtrowe jednostki są zobowiązane do usunięcia reaktywnych gazowych produktów rozkładu, zanim dostaną się one do przechowania – tym samym pozwalając na ponowne wykorzystanie SF6. Te filtrowe jednostki są instalowane w regeneratorze SF6 (wewnątrz).

3 Filtr cząstek,
Niektóre produkty rozkładu, które są generowane podczas operacji łączeniowych, są tworzone z małych cząstek stałych (np. cząstek metalu). Wewnętrzna strona filtra cząstek stałych składa się z papieru lub tkaniny mających zdolność zatrzymania cząstek w zakresie do 1 μm. Zwykle filtr cząstek stałych jest zainstalowany w górnej części wlotu i wylotu regeneratora gazu do ochrony części ruchomych, jak również pojemnika magazynowania gazu.

4. Filtry gazu / wilgoci,
Odpowiednie filtry mogą adsorbować wilgoć i bierne gazowe produkty rozkładu. Są one głównie wykorzystywane w połączeniu z filtrem cząstek. Są też używane sita molekularne o porach wielkości mniejszej niż 0,5 μm. W przypadku używania większych rozmiarów porów, w pewnych warunkach reakcji termodynamicznych, mogą one powodować przegrzanie. Substancja sodowo-wapniowa (NaCO3) nie może być stosowana jako filtr dla SF6 jako że ten materiał, w przypadku kontaktu z niektórymi reaktywnymi gazowymi produktami rozkładu, produkuje CO2, który jest trudny do usunięcia z SF6.

5. Filtr oleju,
Filtr oleju dodaje się w cyklu odzysku SF6, gdy są smarowane maszyny, jeśli elektryczna izolacja olejowa znajduje się w części elektrycznych urządzeń wykorzystujących SF6. Do usuwania oleju jest stosowana procedura kilku kroków w celu uniknięcia dyfuzji z ropy naftowej.

6. Pompy próżniowe,
Pompa próżniowa jest używana do ewakuacji z przedziału gazowego/ kontenera / butli różnych gazów, zwykle powietrza lub N2 i SF6. Pozostałe ciśnienie na wlocie pompy próżniowej powinno być niższe niż 300 Pa. W celu przyspieszenia ewakuacji gazu z przedziałów, korzysta się z pomp próżniowych z zalecaną wartością resztkową ciśnienia na wlocie niższą niż 10 Pa. Wydajność pompy próżniowej powinna być dostosowana do wielkości przedziału gazowego i czasu ewakuacji gazu. Średnica przewodów łączących ma również ogromne znaczenie. Dla przedziału gazu o objętości 1000 l, jest zalecany przewód łączący o średnicy 20 mm lub ¾ ". W przypadku stosowania przewodów o mniejszych średnicach, proces ewakuacji jest znacznie ograniczony i korzystanie z pompy próżniowej o większej wydajności nie jest przydatne. Pompy próżniowe są wyposażone w manometr podciśnienia. Jest zalecany zakres próżni manometru co najmniej niższy niż 100 Pa. A rozdzielczość niższa niż 10 Pa. Czujniki podciśnienia są uzależnione od rodzaju gazu. One reagują na opary SF6 - na różne sposoby i co może dać fałszywe odczyty próżni. Zawór jest zalecany, aby wyłączyć połączenie między przedziałem gazowym i pompą próżniową. Zawór jest co najmniej ręczny, zalecany jest automatyczny.

7. Kompresor
Kiedy ciśnienie SF6 w przedziale gazowym jest wyższe niż ciśnienie w zbiorniku kontenera, jest potrzebny kompresor, aby umożliwić bezpośrednie przetłoczenie gazu. We wszystkich innych przypadkach, kompresor jest wymagany do odzyskania gazu z obudów aparatów. 2,5 MPa to ciśnienie tłoczenia sprężarki jest wystarczające do przechowywania SF6 w postaci gazowej (ciśnienie 5 MPa jest zalecane). Dodatkowe chłodzenie urządzenia może być użyte do przyspieszenia odzysku gazu.
Na głównym etapie kompresji, zazwyczaj pracują sprężarki tłokowe, które obsługują trasy między zbiornikiem gazu o ciśnieniu na wlocie ok. 100 kPa (zazwyczaj wyższe niż 50 kPa) i ciśnieniem w pojemniku magazynowania gazu. Prawie wszystkie rodzaje sprężarek tłokowych mogą być wykorzystywane, jednak są preferowane te, które pracują na sucho i są hermetycznie zamknięte (w celu zmniejszenia możliwości wycieku oleju i skażenie gazu SF6).

8. Pojemniki,
W zastosowaniu jako zbiorniki ciśnieniowe lub specjalne pojemniki do przechowywania lub transportu SF6 są dostępne różnego rodzaju naczynia. Są tzw. mobilne (butle), stacjonarne, lub zainstalowane w regeneratorach gazu. Maksymalne ciśnienie składowania w kontenerach powinno być odpowiednie do końcowego ciśnienia sprężarki. Muszą być przestrzegane lokalne regulacje dotyczące funkcjonowania zbiorników ciśnieniowych. Do składowania SF6 i jego przechowywania w fazie płynnej jest zalecane stosowanie pojemników o nominalnym ciśnieniu 5 MPa.

Interesujące, z punktu widzenia świadomości użytkowników urządzeń z SF6 wobec problemów obsługi i recyklingu gazu, są wyniki ankiety Specjalnej Komisji CIGRE (WG 23.10).

Z odpowiedzi ankietowanych wyniknęły następujące kwestie:
• obecnie występuje niewielki dostęp do procedur przeprowadzenia recyklingu SF6 mimo zaleceń rozporządzeniem WE,
• tylko użytkownicy wysokonapięciowej aparatury łączeniowej i rozdzielnic osłoniętych izolowanych SF6, poddają gaz recyklingowi,
• powody dla których nie poddaje się SF6 recyklingowi to koszty sprzętu i siły roboczej i niezwykle surowe wymagania czystości gazu wprowadzone przez standardy IEC 378, które zostały określone przez kilku producentów, aby zapewnić prawidłowe funkcjonowanie aparatów,
• wyposażenie do obsługi i recyklingu SF6 jest dostępne w szerokim asortymencie na rynku – od bardzo prostego do bardziej skomplikowanego (z automatyzowanego),
• obecnie stosowane procedury recyklingu są zróżnicowane i w dużym zakresie wzajemnie niezgodne. Ma temu przeciwdziałać wprowadzona [3] certyfikacja pracowników do procedury recyklingu,
• kryteria czystości w stosunku do gazu poddanego recyklingowi różnią się od siebie w różnych dokumentach,
• ilościowa znajomość obecnych wycieków i strat gazu przy obsłudze często nie jest wystarczająca,
• szacowane koszty i korzyści związane z recyklingiem gazu bardzo różniły się w ocenie ankietowanych.

Na podstawie wyników ankiety sformułowano w ww dokumencie następującą konkluzję:
„Uświadomiono sobie potrzebę recyklingu SF6, ale instrukcje i poradniki zawierające szeroki zakres zaleceń dotyczących obsługi i recyklingu, ciągle są jeszcze pilnie potrzebne”. Należy podkreślić, że nastąpiła poprawa w tym zakresie po publikacji [2].

Obecnie, gdy w Polsce coraz więcej przedsiębiorstw i jednostek gospodarczych ubiega się o certyfikację systemów jakości i środowiskowych wg norm serii ISO 9000 i ISO 14000, trudno się godzić na ewentualną emisję gazu do atmosfery. Poddawanie SF6 recyklingowi jest logicznym etapem jego użytkowania.

Zgodnie z [1] są trzy możliwości postępowania dla użytkowników urządzeń z SF6 przeznaczonych do recyklingu.

1. Wszystkie zabiegi pozostawia się podwykonawcy Likwidacja może być zlecona producentowi urządzenia lub specjalistycznemu przedsiębiorstwu. Takie podejście jest słuszne dla urządzeń, które można transportować w całości. Użytkownik nie podejmuje specjalnych działań z wyjątkiem określenia stopnia rozkładu gazu.

2. Usuwanie SF6 przez użytkownika; zabiegi podwykonawcy. Użytkownik usuwa SF6, np. w przypadku dużych urządzeń lub gdy jest zbyt wysokie ciśnienie gazu do trans-portu urządzenia. Pozostałe czynności regeneracji lub likwidacji urządzenia wykonuje podwykonawca.

3. Wszystkie zabiegi wykonuje użytkownik. Zaleca się, aby użytkownik postępował według zaleceń podanych w PN-E-0115 rozdz. 6.5, tak jak każde inne przedsiębiorstwo podejmujące obsługę urządzenia napełnianego używanym SF6.

Decyzja o zakończeniu eksploatacji rozdzielnicy GIS z SF6 jest z oczywistych względów odległą od momentu inwestowania, ale w planach takie działania muszą być brane pod uwagę. Należy pamiętać, że demontaż aparatów rozdzielnicy wiąże się z największym oddziaływaniem produktów rozpadu SF6 na organizmy ludzi wykonujących tę pracę.

UWAGA! Gaz, który nie był regenerowany za pomocą urządzenia służącego do regeneracji może być zwrócony do dostawcy w celu oczyszczenia go do poziomu wymaganego dla gazu nowego [1].

Zakres prac związanych z ostatecznym demontażem rozdzielnicy wg [2] przedstawiony jest na poniższym rysunku i w tablicy 9.
Schemat działania dla odzyskiwania SF6 z wycofanych zamkniętych systemów ciśnieniowych po ich zdemontowaniu.

Rysunek 10


Tabela 9. Opis operacji dla odzyskiwania SF6 z wycofanych zamkniętych systemów ciśnieniowych po ich zdemontowaniu.
   Krok  Procedura
 1  Organizacja  Przygotowanie z producentem albo wykwalifikowanym przedsiębiorstwem usunięcie wyposażenia poza miejscem zainstalowania urządzenia z SF6
 2  Odłączenie urządzenia  Odłączyć pierwotne i wtórne okablowanie (oprzewodowanie)
 3  Usuwanie aparatów  Usunąć aparaty zamkniętych systemów ciśnieniowych
 4  Przygotowanie transportu  Wysyłka urządzeń do producenta lub wykwalifikowanych pracowników serwisu (firmy) jest wykonywana zgodnie z międzynarodowymi i lokalnymi przepisami,
 5  Przygotowanie urządzenia gazowego  Sprawdzić czy regenerator gazowy działa poprawnie, filtr wstępny i filtry właściwe są nadal aktywne i połączenia gazowe są czyste i suche, aby uniknąć dodatkowego skażenia. Sprawdzić ważność kalibracji instrumentów podlegających kalibracji.
 6  Włączenie filtrów  Włączyć filtry wstępne i filtr gazu między przedziałem i kompresorem i filtr między kompresorem i kontenerem składowania.
 7  Włączenie dodatkowych filtrów wstępnych (tylko dla silnie łukowego SF6)  Przyłączyć dodatkowe filtry wstępne na wlocie gazu do regeneratora.
 8  Włączenie przepływu SF6  Włączyć przepływ SF6 z przedziału wykorzystując przydzielone narzędzia i postępować zgodnie z instrukcjami producenta, aby połączyć przedział z regeneratorem. W innych przypadkach zastosować wiercenia osłon systemów
 9  Odzysk gazu  Użyć kompresora głównego na etapie transferu gazu do kontenera składowania. Użyć zawór bezpieczeństwa i kalibrowane przyrządy. Użyć odpowiedni pojemnik zewnętrznego przechowywania i uniknąć jego przepełnienia [przypis 1].
 10  Redukcja zawartości resztkowej SF6  Włączyć pomocniczy kompresor i pozostawić go do osiągnięcia ciśnienia mniejszego niż 2 kPa [przypis 2].
 11  Napełnienie powietrzem  Wyłączyć kompresor i niech powietrze wchodzi powoli do przedziału.
 12  Osadzanie pyłu (tylko dla silnie łukowego SF6)  Poczekać, aż kurz pozostały w przedziale gazowym osiądzie
 13  Otwarcie przedziału gazowego  Ostrożnie otworzyć przedział gazowy. Obowiązuje stosowanie zasad bezpieczeństwa w zależności od stanu gazu
 14  Usunięcie pyłu z demontowanych części  Niezwłocznie usunąć pył z demontowanych części, i gdy jest również adsorber, wykorzystując odkurzacz lub wytrzeć do czysta ściereczką do zbierania kurzu, jeśli jest na częściach aparatu. Umieścić adsorber i demontowane części w plastikowych torbach. Zamknąć plastikowe torby taśmą i znacznikiem.
 15  Neutralizacja  Jeśli pyły łączeniowe zostały zebrane, należy użyć 10% roztworu sody lub równoważnego do mycia i neutralizowania wszystkich części, a następnie umyć je w czystej wodzie i osuszy
 16  Dokumentacja  Zapisać w dokumentacji co najmniej numer seryjny urządzenia, datę likwidacji i ilości odzyskanego gazu w kg.
 Uwaga 1: W przypadku składowania SF6 w fazie płynnej waga kontenera (butli) powinna być kontrolowana w celu uniknięcia przepełnienia. Do napełnienia współczynnik gęstości jest mniejszy niż 0,8 kg / litr, ze względów bezpieczeństwa.
Uwaga 2: ciśnienie pozostałego SF6 niższe niż 2 kPa ( zamiast 100 Pa) odnosi się do wyposażenia ŚN,

Właściciel urządzeń elektroenergetycznych z SF6 jest odpowiedzialny [2] za prawidłowe wykorzystanie, transport i unieszkodliwianie zarówno sprzętu i gazu. Jest on również odpowiedzialny za prowadzenie rejestrów dotyczących SF6, zgromadzonego w sprzęcie i / lub przechowywanego w butlach, jak również wskaźnika emisji w skali rocznej.


10. SPRZĘT OCHRONNY i POMIAROWY

Właściciel rozdzielni osłoniętej (zarządzający), izolowanej sześciofluorkiem siarki, jest obowiązany zapewnić odpowiednią ilość i jakość sprzętu ochronnego, a pracownicy są zobowiązani do jego właściwego stosowania, odpowiednio do rodzaju czynności [2].

Ochrona pracowników: środki bezpieczeństwa są obowiązkowe przy przy pracach prowadzanych w przedziale gazowym. Rodzaj i zakres ochrony zależy od kategorii gazu w obudowie.

Przestrzeganie higieny osobistej: jedzenie, picie i palenie nie jest dozwolone, gdy jest dostęp do otwartych przedziałów gazowych. Zaleca się, zmianę ubrania i mycie skóry, aby zapobiec ewentualnemu niebezpieczeństwu podrażnienia lub oparzenia.

Środki ochrony osobistej:
A. Specjalny kombinezon pokryty nieprzemakalną warstwą, bez kieszeni, z gumkami na nadgarstkach i nogach lub kombinezon i fartuch z folii zmywalnej,
Właściwości:
• lekki i bardzo wytrzymały,
• przepuszczalny dla powietrza i pary wodnej,
• gładki i niezwilżalny,
• antyelektrostatyczny,
• odporny na pyły i natrysk chemikaliów,
• zdolność zatrzymywania pyłów pomiędzy 1,0 a 5 μm wynosi 99,9%

B. Buty ochronne gumowe (w rodzaju używanych w galwanizerniach),

C. Rękawice przemysłowe grube (np. do transportu)
oraz cienkie – neoprenowe (do prac dokładnych).
Rękawice ochronne muszą być odporne na rozpuszczalniki, kwasy i inne płynny. Są one zazwyczaj wykonane z nitrilu lub neoprenu. Oprócz rękawic ochronnych jest zalecane stosowanie kremów ochronnych (z wyjątkiem przypadków wykonywania montażu).

D. Okulary ochronne typu chemicznego (szczelne) (tzw.gogle chemiczne),

E. Sprzęt do zabezpieczenia dróg oddechowych
• pełna maska – do prac przy gazowych i proszkowych produktach rozpadu i w warunkach po awarii. Gazoszczelne maski chroniące oczy, nos i usta, ze zmiennymi filtrami z aktywnego węgla,
• półmaska do prac krótkotrwałych i inspekcji – stosowana równocześnie z okularami,

F. Środki pierwszej pomocy (typowa apteczka) plus płyn do przemywania podrażnionych oczu (tablica 8),

G. Wykrywacz gazu SF6, (obecnie do zakupu wiele typów tych detektorów),

H. Urządzenia do przewietrzania (np. wentylator do prac w kanale kablowym),

Tablica 10. Specjalny płyn do przemywania oczu (Dystrybutor: Sintac).

Płyn do przemywania oczu: PLUM
 Opis produktu  Opakowanie
 PLUM 500 ml  12 x 500 ml
 PLUM 200 ml  20 x 200 ml
 Plum – Stacja na 1 butelkę 500 ml  sztuka
 Plum – Stacja na 2 butelki 500 ml  sztuka
 Plum Neutralizator 200 ml  20 x 200 ml
 Futerał na butelki  v
I. Wydzielone narzędzia tylko do prac przy otwartych urządzeniach z SF6.

Inny sprzęt specjalny:
J. Specjalny odkurzacz
o wysokiej skuteczności z filtrem do wyłapywania cząsteczek o wymiarach w mikronach,
K. Pompa próżniowa (przenośna),

L. Sprzęt do przygotowania płynu neutralizującego produkty rozpadu SF6 (naczynia nie mogą być szklane),

Personel rozdzielni powinien dysponować wydzielonym sprzętem pomiarowym. Niezbędne minimum [2] jest zestawione w poniższej tablicy.

Tabela 11. Urządzenia pomiarowe SF6 na miejscu [2].

 Przyrząd  Wielkość fizyczna  Zakres pomiarowy  Minimalny zakres dokładności
 Manometr ciśnienia SF6  ciśnienie  do 1 MPa  ±10 kPa
 Termometr  temperatura  -25 do 50 °C  ±1 °C
 Miernik punktu rosy  wilgotność  Punkt rosy: -50 do 0°C  ±2 °C
 Miernik zanieczyszczeń SF6  SF6/N2, SF6/powietrze  0 do 100% objętościowo.  ±1 % obj..
 Rurki reakcyjne1 do 25 ppmv   SO2 mgła oleju  0.16 do 1.6 ppmv  ±15 %

Poniżej opisano najczęściej stosowane kontrole na miejscu w celu określenia:
• wilgotności / punktu rosy,
• zawartości SF6 / ilości gazów obojętnych;
• pozostałej ilości reaktywnych gazowych produktów rozkładu / resztkową zawartość kwasowości.

Pomiar punktu rosy
Zawartość wilgoci może być zmierzona przy zastosowaniu różnych zasad pomiaru i przyrządów pomiarowych. Jest ona głównie mierzona jako temperatura punktu rosy (= kropla rosy) i wyrażona w °C.
Pożądane cechy miernika punktu rosy:
• czujnik odporny na ślady oleju i gazów korozyjnych;
• odporne rury przepływowe łączące za pomocą własnych uszczelnień przyłącze zaworu;
• łatwo przenośny;
• kalibracja lub zdolne do kalibracji dziedziny;
• uwalnianie gazu SF6 mniej niż ~ 6 g na jeden pomiar;
• średni czas do uzyskania odczytu mniej niż 5 minut.

Urządzenie pomiarowe zawartości zanieczyszczeń w SF6
Urządzenie, w celu określenia rodzaju zawartości w SF6, porównuje prędkości dźwięku lub ciepła mieszaniny gazu SF6 z czystym SF6. Pomiary prędkości dźwięku w oparciu o ten system są szybkie (czas reakcji mniej niż 1 min), z dokładnością do ± 1%, nie ma potrzeby powtarzania i są do tego pomiaru potrzebne tylko minimalne ilości gazu. Odczytem jest stężenie SF6 w % objętości. Są głównie skalibrowane do mieszanek SF6 i azotu lub powietrza.

Analizatory reaktywnych gazowych produktów rozkładu
Pożądane funkcje dla analizatorów reaktywnych gazowych produktów rozkładu:
• kalibracja dla SO2 i SOF2;
• łączenie rur odpornych na reaktywne gazowe produkty rozkładu z wykorzystaniem własnego uszczelniania przyłączeń zaworu;
• łatwo przenośny;
• uwolnienia gazu SF6 mniej niż ~ 6 g na pomiar.

Rurki reakcyjne
Rurki reakcyjne wrażliwe na SO2 są wykorzystywane do gazu pozostającego dość długi czas w środowisku SF6. Te przenośne instrumenty zmieniają pierwotną barwę, jeśli SF6 zawiera SO2 gdy jest przepływ za ich pośrednictwem. Reakcyjne rurki SO2 są również wrażliwe na SOF2. Tylko niewielka ilość SF6 z urządzeń (ok. 6 g) jest potrzebna do wykonania pomiaru.
Zakres pomiaru jest zalecany od 0 do 25 ppmv.
Spektrometry jonowe – nowa metoda jest na bardzo zaawansowanym etapie rozwoju. Będzie to współcześnie najnowsza technologia, jaka tylko jest dostępna na rynku. Stosowana w celu wykrycia całkowitej ilości reaktywnych gazowych produktów rozkładu jako całość, a nie tylko jako suma SO2 i SOF2. Ta metoda wymaga jeszcze przebadania, zanim zostanie przyjęta przemysłowo.

Obecnie w Polsce nie ma trudności z nabyciem odpowiedniego sprzętu pomiarowo-diagnostycznego do SF6. Poniżej zaprezentowano kilka przykładów przyrządów, których dystrybucją zajmuje się firma DILO;

Miernik procentowej zawartości gazu SF6, typ 3-026-R002. Jest to urządzenie ostrzegające o obecności w atmosferze gazu SF6.

Urządzenie firmy DILO, ostrzegające o obecności gazu SF6, jest używane do ciągłej kontroli obecności w otaczającej atmosferze, niedopuszczalnej, wysokiej zawartości gazu SF6 oraz do kontroli ulotu gazu SF6 w systemach wnętrzowych. Urządzenie podaje informacje alarmujące o wykrytym, większym niż 2.0 % objętości stężeniu gazu SF6. Informacja może być optyczna i akustyczna, i może być przesyłana na odległość. Badany punkt to miejsce, w którym pobieramy (wchłaniamy) gaz dla pomiaru. Ponieważ gaz SF6 jest cięższy od powietrza, będzie więc pozostawał w najniższych miejscach badanego pomieszczenia i tam należy go szukać. W większości przypadków urządzenie pozwala na wykrycie i wyeliminowanie źródła skażenia po otrzymaniu alarmu. Urządzenie do ciągłego nadzoru winno być bardzo skuteczne. Z tego powodu urządzenie firmy DILO podlega ciągłej samokontroli, sprawdzane są jego funkcje i nie wymaga żadnej okresowej kontroli serwisowej.

Następne przyrządy dostępne na rynku:
- Elektroniczny miernik wilgotności gazu SF6, typ 3-031-R002,
- Miernik zawartości produktów rozpadu w gazie SF6, typ 3-032-R003,
- Detektor ulotu gazu SF6, typ 3-033-R002,
- Urządzenie monitorujące obecność gazu SF6, typ 3-026-R002,
- Monitor obecności gazu SF6 - podczerwień, typ 3-026-R050

11. PRZYGOTOWANIE PŁYNU NEUTRALIZUJĄCEGO

Ze względu na bezpieczeństwo, zebrane pyły, sprzęt, narzędzia, które miały kontakt z pyłem połukowym, i sorbenty są uważane za skażone. Muszą być one zebrane i umieszczone w plastikowych torebkach. Plastikowe torebki muszą być zgrzewane i oznakowane taśmą. W celu odzyskania do bezpiecznego użycia sprzętu i narzędzi powinny one być umyte i zneutralizowane w płynie z 10% roztworem sody w wodzie, a następnie myte w czystej wodzie i osuszone. Sprzęt bezpieczeństwa jednorazowego użytku lub takie narzędzia, musi być umieszczony w plastikowej torebce do dalszej utylizacji zgodnie z lokalnymi przepisami. Są one traktowane jako odpady specjalne [20,21].

Do neutralizacji sprzętu, który miał kontakt z produktami rozpadu sześciofluorku siarki stosuje się wodne roztwory wapna (CA(OH)2), węglanu sodowego (Na2CO3) lub kwaśny węglan sodowy (NaHCO3) przy czym zaleca się [1], aby przy wyborze roztworu neutralizującego były uwzględnione następujące kryteria:
• wybrany roztwór nie może być nadmiernie korozyjny lub drażniący. Jeżeli przy jego stosowaniu jest konieczne posługiwanie się rękoma, zaleca się użyć rękawice ochronne;
• w czasie procesu neutralizacji płyn ma być dostatecznie alkaliczny, żeby była pewność, że kwaśne pozostałości zostaną skutecznie zneutralizowane;
• przy końcu procesu płyn nie może być nadmiernie alkaliczny, aby możliwa była jego likwidacja, zgodnie z lokalnymi przepisami [20,21].

Według aktów wykonawczych do ustaw [20,21]: odpady stałe i ciekłe organiczne zawierające fluorowce, gromadzi się w odpowiednich pojemnikach i przekazuje po napełnieniu pojemników służbie utylizacji i eliminacji odpadów.

W normie [1] jest zbyt ogólnie przedstawiony sposób przygotowania roztworu do neutralizacji. Dlatego warto skorzystać w tym względzie z instrukcji ABB (umieszczonej w instrukcji obsługi wyłącznika z SF6). Zaleca się tam następujące postępowanie:
1. założyć ochronne ubranie: kombinezon, rękawice, maskę,
2. ocenić (np. w wiadrze z podziałką) ilość proszków, (i ew. sorbentu i innego sprzętu),
3. zsypać proszki do zamykanego naczynia (i ew. dodać sorbent),
4. opróżnione wiadro napełnić wodą do 1,5 objętości proszków,
5. wodę zlać powoli do wyżej wymienionego naczynia (ogrzewa się i pieni),
6. odważyć: 0,25 kg CaCl2 6H20 na każdy litr wody (uwodniony chlorek wapnia) i wsypać do naczynia,
7. otwarte naczynie przetrzymać jedną dobę, następnie zamknąć,
8. przekazać dalej wg przepisów miejscowych [20, 21]?!
Do neutralizującego przemywania rąk używa się rozcieńczonego wodą płynu do ok. 10 % normalnego stężenia.

Warto podkreślić, że są różne metody postępowania sugerowane w literaturze – różnią się między sobą ze względu na charakterystykę płynów neutralizujących i czasu ich użytkowania. Optymalizacja procesów neutralizacyjnych i likwidacji odpadów może prowadzić do większej unifikacji postępowania [1].

Norma [1] zaleca, aby użyte roztwory neutralizujące lub woda do płukania były utylizowane zgodnie z lokalnymi przepisami, na przykład przez wylewanie do spustów ścieków burzowych lub sanitarnych.

12. SZEŚCIOFLUOREK SIARKI a ŚRODOWISKO NATURALNE

Motto rozdziału:

„Ziemi nie otrzymaliśmy w spadku od naszych przodków,
wypożyczamy ją od naszych dzieci!”

(Mustafa Tolba, UNEP 1970r.)

Wszelka ludzka działalność ma wpływ na środowisko naturalne [1]. Działalność, która polega na produkcji lub stosowaniu gazów, może spowodować zanieczyszczenie atmosfery. Rozpatruje się w tym względzie dwa najważniejsze skutki:
• zubożenie warstwy ozonowej w stratosferze (dziura w warstwie ozonowej),
• podwyższenie średniej globalnej temperatury (efekt cieplarniany).

Rozważając pierwsze stwierdzamy, że SF6 nie zawiera związków chloru i niewiele atomów fluoru w stratosferze pochodzi od SF6, zatem nie ma wpływu na zanikanie warstwy ozonu w stratosferze. Wiadomo, że SF6 ma znikomy wpływ na efekt cieplarniany w porównaniu do: CO2 - spalanie kopalin, N2O i CH3 - pochodzące z gospodarki rolnej, CFC – pochodzące z aerozoli i chłodziarek. Efekt cieplarniany SF6 w wyniku absorbowania promieniowania podczerwonego (10,5 mm) w obszarze atmosfery jest oceniany na 0,01 – 0,02 % całego efektu cieplarnianego powodowanego przez CO2, CH2, N2O, CFSc (i inne gazy halonowęglowce), (prognoza na 2100 r. udział SF6 to 0,2 %).

Po konferencji w Kioto (1997 r.) Polska jest zobowiązana do ograniczania (limitu) emisji gazów cieplarnianych - w tym SF6. Polska, będąc Stroną Protokołu z Kioto, przyjęła zobowiązanie do zredukowania emisji gazów cieplarnianych o 6% i przyjęła rok 1988 jako rok bazowy dla zobowiązań wynikających z konwencji UNFCCC i jej Protokołu z Kioto w zakresie emisji trzech podstawowych gazów: dwutlenku węgla, metanu i podtlenku azotu oraz rok 1995 dla gazów przemysłowych z grupy HFC i PFC oraz heksafluorku siarki.

Tę decyzję w sprawie SF6 podjęto gdyż: długi okres życia SF6 w atmosferze i absorpcja promieniowania podczerwonego powoduje, że potencjał termiczny tego gazu jest oszacowany dla okresu 100 lat na ponad 24 000 razy większy niż dla CO2 w odniesieniu do jednostki masy.

Rozpatrując wpływ SF6 na środowisko naturalne pamiętajmy, że choć produkty rozpadu SF6 są silnie reaktywne i szybko przekształcają się w nieszkodliwe produkty końcowe, to z racji dużej stabilności chemicznej (związek nieorganiczny uważany za najtrwalszy) okres trwałości SF6 w atmosferze jest nieskończenie długi i to jest największa wada SF6 ze względu na środowisko naturalne!!!

Z powyższego wynika stanowczy zakaz emitowania sześciofluorku siarki do atmosfery w produkcji tego gazu i w eksploatacji urządzeń nim napełnianych. Stąd też nacisk [3] na potrzebę zachowania dużej szczelności tych urządzeń. Dotyczy to zarówno rozdzielni wnętrzowych jak i napowietrznych (patrz rozdz. 6).

Według publikacji CIGRÉ B3.02 SF6 (2005) wszystkie dobrowolne ustalenia mają zapewniać, że są zawsze wykonywane następujące działania, mające na uwadze środowisko naturalne:
1. System ponownego użycia, przetwarzania i ostatecznego unieszkodliwiania SF6, jest jako zamknięty cykl procesu;
2. Monitorowanie SF6 – wypełnionych gazem przedziałów w celu zapewnienia, że nieszczelności są wykrywane i eliminowane w kontrolowanych i zamkniętych systemach ciśnieniowych na wczesnym etapie;
3. Producenci aparatów zapewniają kontrolę ciśnienia systemów urządzeń energoelektrycznych i gwarancję dla sprzętu, że tempo ubytków jest niższe niż 0,5% rocznie dla każdej z komór (w przypadku urządzeń nowo produkowanych);
4. Producenci zamkniętych systemów ciśnieniowych urządzeń elektroenergetycznych zapewniają, że tempo wycieków jest niższe niż 0,1% rocznie dla każdej z komór (w przypadku urządzeń nowo wyprodukowanych);
5. SF6 odzyskane z urządzeń elektrycznych na miejscu, w możliwie najszerszym zakresie jest ponownie wykorzystane bezpośrednio na miejscu zainstalowania.
6. SF6 nie nadające się do ponownego wykorzystania jest przechowywane w zamkniętym pojemniku do dalszego przetwarzania lub utylizacji poza terenem zakładu;
7. Producenci SF6 zobowiązują się do odbioru nie nadającego się do ponownego wykorzystania gazu i do przeprowadzenia procesu jego oczyszczania lub utylizacji, zmniejszającej ilość produktów końcowych dostających się do środowiska;
8. Pracownicy obsługi urządzeń z SF6 są regularnie szkoleni, aby urządzenia były obsługiwane tylko przez odpowiednio wykwalifikowany personel;
9. Producenci SF6 zachowują statystyki liczby produkowanych i sprzedawanych urządzeń elektroenergetycznych. Użytkownicy SF6 w branży elektrycznej rejestrują zużycie SF6 i inwentaryzują aparaty;
10 Stowarzyszenia zawodowe producentów lub użytkowników urządzeń elektrycznych z wykorzystaniem SF6 muszą zapewnić prowadzenie odpowiednich danych statystycznych, jako podstawy dla rozwoju regionalnego / narodowego monitorowania SF6.

13. SZKOLENIE PERSONELU

Zgodnie z [1, 2 i 3] szkolenie personelu rozdzielnic napełnianych sześciofluorkiem siarki jest obowiązkowe. Zaleca się [1, p-kt 4,3], aby pracownicy wykonujący prace z używanym gazem SF6 byli zaznajomieni z właściwościami produktów rozkładu SF6 i zdawali sobie sprawę z zagrożeń dla zdrowia, ponadto znali zasady stosowania niezbędnych środków ostrożności umożliwiających ich zminimalizowanie.

Celem szkolenia jest podanie zaleceń praktycznych do wszystkich możliwych aspektów, które mogą wystąpić podczas całego okresu użytkowania urządzeń elektrycznych. Są to:
• uruchomienie lub ponowne uruchomienie,
• napełnianie,
• dopełnianie do ciśnienia nominalnego,
• sprawdzanie jakości gazu na miejscu,
• pobieranie próbek do wysyłki i analizy gazu w laboratorium,
• odzyskiwanie gazu z urządzeń eksploatowanych,
• odzyskiwanie gazu z urządzeń wycofanych z eksploatacji, gdy sprzęt jest rozmontowany.

Wskazane jest, żeby zalecenia były ściśle przestrzegane w celu osiągnięcia zasad operacyjnych, bezpieczeństwa w miejscu pracy oraz korzyści dla środowiska, takich jak:
• bezpieczna eksploatacja urządzeń;
• optymalizacja zasobów i narzędzi;
• minimalizacja czynności serwisowych urządzeń;
• standard szkolenia personelu obsługi SF6;
• zmniejszenie ilości gazu wyemitowanego podczas przepompowywania;
• unikanie jakiegokolwiek uwalniania gazu do atmosfery; zmniejszenie do minimum emisji SF6 i jego strat w trakcie napełniania, uruchamiania i eksploatacji.
Podstawowy (minimalny) zakres szkolenia zalecany wg normy [1] jest następujący:
• właściwości produktów rozpadu SF6,
• zagrożenie dla zdrowia i środowiska,
• środki bezpieczeństwa,
• środki ochrony osobistej,
• procedura dopełniania gazem,
• postępowanie w razie awarii,
< dotyczy głównie bezpieczeństwa zdrowia personelu. Natomiast Rozporządzenie WE [2] kładzie nacisk na prawidłowe wykonywanie recyklingu gazu i dotyczy certyfikacji pracowników wykonujących ten proces.

Prace przy urządzeniach elektroenergetycznych napełnianych SF6 (produkcja, testowanie, montaż, uruchomienie, konserwacja, serwis, demontaż i likwidacja) muszą być wykonywane zawsze przez przeszkolony personel i pod nadzorem wyszkolonego kierownictwa. Dla zaangażowanego przy pracach z SF6 personelu, szkolenie jest obowiązkowe. Szkolenia mogą być wykonywane w różnych miejscach (np. specjalny ośrodek szkoleniowy dla danego użytkownika, w fabryce lub na miejscu w trakcie montażu, eksploatacji i konserwacji zainstalowanych urządzeń z SF6).

Szkolenie wg [2] obejmuje co najmniej następujące zagadnienia:
• Gaz SF6:
• Fizyczne, chemiczne i środowiskowe cechy SF6;
• Zastosowanie SF6 w urządzeniach elektroenergetycznych (izolacja, gaszenie łuku);
• Normy i dokumenty;
• Bezpieczeństwo personelu: uduszenie, skażenia stałymi i gazowymi produktami rozkładu;
• Oddziaływanie na środowisko;
• Utylizacja SF6 i jego gazowych i / lub stałych produktów rozkładu.

Według [6, §18] pracodawca jest obowiązany zapoznać pracowników, zgodnie z odrębnymi przepisami:
1) z ryzykiem zawodowym i zagrożeniami dla zdrowia i życia pracowników, które występują na danym stanowisku pracy, oraz zastosowanymi środkami likwidującymi lub ograniczającymi to ryzyko i zagrożenia,
2) z szczegółowymi instrukcjami z zakresu bezpieczeństwa i higieny pracy dotyczącymi wykonywanych przez nich prac.

Wszystkie wymagania wymienionych zakresów szkoleń (oprócz certyfikacji do recyklingu) spełnia szkolenie realizowane przez Polskie Towarzystwo Przesyłu i Rozdziału Energii Elektrycznej.

14. PODSUMOWANIE. OPINIE.

W treści wykonanej analizy technicznej starano się sformułować odpowiedzi na postawione pytanie: jakie muszą być spełnione warunki aby praca przy urządzeniach z SF6 była bezpieczna? W formie syntetycznej te odpowiedzi wyglądają następująco:

Rozdzielnice osłonięte izolowane sześciofluorkiem siarki instaluje się w wydzielonych pomieszczeniach. W niniejszym opracowaniu omówiono ważniejsze informacje dotyczące tych zagadnień w rozdziale 3. Jest pewne, że ludzie nie mogą pracować w sposób ciągły w tych pomieszczeniach. Wymagana jest wentylacja wymuszona nawiewno - wyciągowa w pomieszczeniu z rozdzielnicą, przy czym parametrem wyjściowym i wystarczającym dla projektanta jest wymiana powietrza w całej kubaturze pomieszczenia w ciągu jednej godziny (patrz rozdz. 3).

Wentylacja ma za zadanie usunąć ze strefy pracy zanieczyszczenia, które ujemnie wpływają na stan powietrza w pomieszczeniu rozdzielnicy. Zanieczyszczenia znajdujące się w atmosferze pomieszczenia mogą być niebezpieczne dla zdrowia, gdy wskutek swoich własności wynikających z rozpadu termicznego SF6 wpływają szkodliwie na organizm ludzki, powodując chorobę lub częściową niezdolność do pracy.

Analiza odnośnych norm [22 – 25] i innych, dotyczących zagadnień wentylacji, nie daje odpowiedzi na pytanie: jakie szczególne wymagania musi spełniać wentylacja pomieszczeń z zainstalowaną rozdzielnicą GIS. Ten rodzaj wentylacji nie jest potraktowany odrębnie w wymienionych normach. Określając zatem, jakie warunki musi spełniać ta wentylacja, trzeba kierować się wymaganiami ogólnie sformułowanymi w normie i dokumentach dotyczących aparatury z SF6 – co jak podano wyżej sprowadza się do kryterium jednogodzinnej wymiany powietrza w pomieszczeniu w przypadku awarii.

Oczywiście do wymiany powietrza, zawierającego różnego rodzaju zanieczyszczenia, należy zastosować urządzenia odporne na ich działanie. Są to przede wszystkim wentylatory o wzmocnionej konstrukcji, wykonane z materiałów odpornych na korozję. Do wentylacji ogólnej nawiewno-wywiewnej pomieszczenia rozdzielnicy stosuje się niskociśnieniowe wentylatory przemysłowe stwarzające przyrost ciśnienia ∆Pc < 1000 Pa. Chodzi o to aby wentylacja nie powodowała zawirowań powietrza porywających opadające pyły. Wydajność wentylatorów projektant oblicza biorąc jako parametry wyjściowe: kubaturę pomieszczenia i potrzebę wymiany jej powietrza w trakcie około jednej godziny. Nie ma konieczności szczegółowego obliczania stężenia produktów rozpadu SF6 (praktycznie SOF2 i SO2) w objętości powietrza równej kubaturze pomieszczenia, ze względu na rozmiar największej obudowy. Stężenie to może wyjątkowo na chwilę przekroczyć poziom TLV podczas awaryjnego wypływu gazu z największego przedziału rozdzielnicy, ale szybko będzie obniżone wskutek działania wentylacji (przed wejściem kogokolwiek do pomieszczenia). Zagadnienie to jest szerzej omówione w rozdziale 8.

Włączanie wentylacji powinno być możliwe ręcznie przez personel i automatycznie, przez czujniki stanu stężenia SF6 w powietrzu pomieszczenia. Dobrze jest sformułowany ten postulat według tego wymagania w punkcie 5.3.8 [26]. Można przyjąć, że w przypadku gwałtownego wypływu gazu nastąpi automatyczne załączenie wentylacji po zadziałaniu detektora SF6. Natomiast włączanie okresowe przez personel (na kilka minut) będzie miało miejsce przy każdym wchodzeniu do pomieszczenia, aby „nastąpiło przewietrzenie” miejsca pracy – wielokrotnie zalecane przez [1].

Zagrożenie personelu urządzeń rozdzielczych z SF6 wynika z tworzenia się toksycznych związków wskutek termicznego rozpadu gazu i występuje w stopniu największym w przypadku awaryjnego wypływu gazu – szczególnie z wyłącznika (patrz rozdz. 2 i 8) lub w konsekwencji zwarcia wewnętrznego w obudowie i jej wytopienia lub eksplozji membrany. Należy pamiętać, że w takich przypadkach pojawiają się związki toksyczne nie tylko z rozpadu SF6, ale też pary miedzi powstające na skutek parowania elektrod, które wykazują około czterokrotnie wyższe działanie toksyczne niż produkty rozkładu SF6 (głównie SOF2). Przy czym opary aluminium (wytapianie obudowy) są czterokrotnie mniej trujące niż SOF2. Gazy wydostające się do atmosfery ulegają szybko hydrolizie tworząc kwasowe związki, też szkodliwe dla zdrowia (głównie SO2 i HF.

Cytowane w rozdziale 8 wyniki obliczeń stężeń SOF2 za [1], w zestawieniu z faktem, że już niewielka ilość gazowych produktów rozpadu SF6 wywołuje symptomy ostrzegawcze w okresie kilku sekund, zanim jeszcze zaistnieje niebezpieczeństwo zatrucia, nie może uspokajać. Symptomom takim, jak nieprzyjemna i ostra woń (siarkowodór – zapach zgniłych jaj), towarzyszyć może podrażnienie nosa, ust i oczu. Nie jest wykluczone, że obsługujący może w wyniku wdychania otrzymać niebezpieczną dawkę produktów rozpadu SF6, pod postacią gazu trującego lub pyłu drażniącego błony śluzowe. Dlatego personel, który musi wykonać pracę w pomieszczeniu powinien zawsze używać odpowiednich środków ochrony dróg oddechowych. Podczas pracy przy otwartych urządzeniach z SF6, przy wystąpieniu możliwości kontaktu z pyłami rozpadu gazu [1, 2], należy używać odzieży ochronnej, rękawic ochronnych, długich butów i nakrycie głowy (rozdz. 10).

Zagrożenie jest praktycznie wyeliminowane w przypadku przestrzegania procedur najważniejszych prac przy rozdzielnicy (postępowanie w razie awarii jest opisane w rozdziale 8). Jest to tylko możliwe, gdy personel został przeszkolony w stopniu wymaganym przez normę PN-E-06115:2000 i inne dokumenty związane. Odrębnego przeszkolenia wymaga recykling. Mogą go wykonywać pracownicy pod nadzorem osoby certyfikowanej zgodnie z wymaganiami rozporządzenia komisji (WE) Nr 305/2008.

W tekście analizy znajdują się elementy zapisów dotyczących bezpieczeństwa pracy (np. w rozdziałach 5, 6, 8, 9). Realizacja w całości postulatu PSE wymaga opracowania ogólnej instrukcji obsługi aparatury z SF6 – najlepiej w formie procedur dla poszczególnych operacji obsługowych.

Nie ma konieczności instalowania drzwi gazoszczelnych między pomieszczeniem z rozdzielnicą i pozostałymi pomieszczeniami użytkowymi, bo nie ma takich wymagań w obowiązujących przepisach (nie jest to oczywiście zakazane). W normalnych warunkach wycieki SF6 z rozdzielnicy w ciągu roku nie przekraczają 1% ogólnej ilości gazu zawartego w urządzeniu (w nowoczesnych 0,5%). W tej sytuacji nigdy nie osiągnie się w powietrzu poziomu stężenia zanieczyszczonego SF6 równego 200 ppmV – co odpowiada czynnikowi TLV (dopuszczalna ciągła praca ludzi przy tym stężeniu). Do sąsiadujących z rozdzielnicą pomieszczeń przedostaje się znikoma ilość gazu SF6 i do tego te pomieszczenia, w których pracują ludzie, mają naturalne przewietrzanie. Cytowane w poprzednim punkcie wyniki obliczeń stężenia SOF2 w przypadku wycieku awaryjnego również nie są wysokie, a przecież w tych warunkach zadziała wentylacja i wszczęta będzie procedura działań poawaryjnych (patrz rozdz.8).

Na świcie jest przyjęte i jest to zgodne z normami międzynarodowymi, że w sąsiedztwie pomieszczeń z rozdzielnicą są inne pomieszczenia techniczne – niezbędne do normalnego funkcjonowania rozdzielni (patrz p-kt 10.1.2 [26] i rozdz. 3, p-kt 5). Potwierdzeniem tego jest argumentacja podana w poprzednim akapicie. Jest jednak stanowcze zastrzeżenie, że personel nie może trwale pracować w pomieszczeniu rozdzielni i w pomieszczeniu znajdującym się bezpośrednio pod rozdzielnicą.

Zarządzający rozdzielnią elektroenergetyczną z SF6 jest zobowiązany [1, 2] do zapewnienia odpowiedniej jakości i ilości sprzętu ochronnego i pomiarowego (patrz rozdz. 10). Stosowanie tego sprzętu zgodnie z instrukcjami jest obowiązkiem personelu. Sprzęt ochronny dróg oddechowych (maski, półmaski), oraz oczu (okulary typu chemicznego) i ciała (ubrania, rękawice, buty) minimalizują zagrożenie podczas wykonywania prac, zwłaszcza przy otwartych przedziałach rozdzielnicy i po awarii.

Obecnie rozdzielnice osłonięte z izolacją SF6, czołowych producentów światowych, zapewniają długotrwałą i bezpieczną eksploatację. Obserwacja światowych tendencji rozwoju technicznego w zakresie eksploatacji elektroenergetycznych urządzeń rozdzielczych wskazuje na położenie nacisku na postęp w technice uszczelniania obudów, rejestracji elektronicznej procesów łączeniowych aparatury i w technice pomiarowej parametrów gazu (pojawiły się w zastosowaniu detektory tlenu O2).

Szczelność systemów pod ciśnieniem powinna być regularnie sprawdzana ([3], p-kt 3). Jest to możliwe w przypadku zainstalowania detektorów SF6 (minimum dwóch – umieszczonych w dolnej strefie pomieszczenia), w rodzaju:
- detektor ulotu gazu SF6, typ 3-033-R002,
- urządzenie monitorujące obecność gazu SF6, typ 3-026-R002,
- monitor obecności gazu SF6, typ 3-026-R050.

Kwestia SF6 a środowisko sprowadza się właściwie do zapisów protokołu konferencji w Kioto – 1997 (patrz rozdz. 12) – Polska, będąc Stroną Protokołu z Kioto, przyjęła zobowiązanie do zredukowania emisji gazów cieplarnianych o 6%. Tę decyzję w przypadku SF6 podjęto, gdyż długi okres życia tego gazu w atmosferze i absorpcja promieniowania podczerwonego powoduje, że potencjał termiczny tego gazu jest oszacowany dla okresu 100 lat na ponad 24000 razy większy niż dla CO2 w odniesieniu do jednostki masy.

Rozpatrując wpływ SF6 na środowisko naturalne pamiętajmy, że choć produkty rozpadu SF6 są silnie reaktywne i szybko przekształcają się w nieszkodliwe produkty końcowe, to z racji dużej stabilności chemicznej (związek nieorganiczny uważany za najtrwalszy) okres trwałości SF6 w atmosferze jest nieskończenie długi i to jest największa wada SF6 ze względu na środowisko naturalne!!!

Zagadnienie zbierania po awarii pyłów, specjalnym odkurzaczem, wynika nie z kwestii środowiska naturalnego, ale z powodu podrażnienia błon śluzowych ludzi (rozdz. 2). Praktycznie zauważono, że przeciętnie czas opadania pyłów jest poniżej jednej godziny. Detektory SF6 lub związków wtórnych rozpadu (np. SO2, SOF2) nie reagują na pyły. Wentylacja włączona detektorem lub ręcznie ma za zadanie wyeliminować z atmosfery pomieszczenia gazowe i proszkowe (lotne) produkty rozpadu SF6 do poziomu bezpiecznego dla ludzi (SF6 – poniżej 200 ppmV).

Odrębne zagadnienie to kwestia: „ochrona środowiska a awaryjny wypływ gazu do pomieszczenia” z włączeniem wentylacji nawiewno – wywiewnej. Otóż w tym przypadku należy się liczyć z wyrzuceniem do atmosfery porcji gazu równej objętości uszkodzonego przedziału. Gaz ten natychmiast ulegnie hydrolizie, a następnie zajdą zobojętniające reakcje chemiczne. Nie ma potrzeby stosowania specjalnych filtrów na wywiewie wentylacji. W środowisku znajdzie się niestety trwale zalegająca pewna porcja SF6. Ale przypomnijmy, że użytkownicy sześciofluorku siarki zobowiązują się do tego, aby świadomie nie uwalniać gazu SF6 do atmosfery, podczas wszystkich czynności operacyjnych z wyłączeniem awarii.

Problem szkodliwości dla zdrowia jest przeanalizowany szczegółowo w rozdziałach 2 i 7. Z literatury tematu wynika, że było bardzo mało przypadków wystąpienia problemów zdrowotnych, w tym odnotowano na świecie tylko jeden z trwałym skutkiem. Trzeba jednak pamiętać, że poszczególne energetyki krajowe na świecie nie „spieszą” się z informacjami tego rodzaju. Podobnie chyba będzie w Polsce. Autorowi opracowania jest osobiście znany szczególny przypadek inżyniera, intensywnie pracującego przy oglądzie wyłączników po licznych laboratoryjnych badaniach zwarciowych. Lekarze zidentyfikowali u niego objawy białaczki po kontaktach toksycznych. Gdy następnie zachorował na grypę nastąpiły komplikacje sercowo – płucne, prowadzące do silnej niewydolności oddechowej. Choroba po niedługim okresie zakończyła się śmiercią tego inżyniera w wieku pięćdziesięciu lat. Ten przypadek też nie był administracyjnie odnotowany.

Należy zanotować, że wszystkie przypadki problemów zdrowotnych były związane z brakiem świadomości zagrożenia i z nie zastosowaniem właściwych zasad ochrony osobistej. Świadomość ludzi obsługujących urządzenia z SF6 kształtuje głównie ich szkolenie (rozdz. 13). Zgodnie z [1, 2 i 3] szkolenie personelu rozdzielnic napełnianych sześciofluorkiem siarki jest obowiązkowe. Zaleca się [1, p-kt 4,3], aby pracownicy wykonujący prace z używanym gazem SF6 byli zaznajomieni z właściwościami produktów rozkładu SF6 i zdawali sobie sprawę z zagrożeń dla zdrowia, ponadto znali zasady stosowania niezbędnych środków ostrożności umożliwiających ich zminimalizowanie.

Zarządzający eksploatacją rozdzielnic z sześciofluorkiem siarki powinni być zainteresowani egzekwowaniem obowiązku szkolenia personelu ze względu na odpowiedzialność dyscyplinarną i karną w przypadku nieszczęśliwych zdarzeń ze zdrowiem pracowników.

Ostatecznie zalecenia dla użytkowników urządzeń elektroenergetycznych można ująć w następujących punktach [wg. 1, 2]:
1. urządzenia elektroenergetyczne z SF6 powinny być obsługiwane i konserwowane zgodnie z instrukcjami producentów i zasadami ochrony środowiska, przez przeszkolony personel techniczny (np. w Niemczech obowiązuje szkolenie coroczne),
2. personel musi być świadom zagrożeń jakie niesie brak stosowania ochrony osobistej przy pojawieniu się produktów rozpadu SF6,
3. urządzenia elektroenergetyczne z SF6 powinny być poddane naprawie jeśli zwiększy się wyciek gazu ponad dopuszczalne wartości (0,1%, 0,5%, 1%),
4. powinna być prowadzona dokumentacja wszystkich prac związanych z gazem (łącznie z wykorzystywanymi ilościami SF6 w poszczególnych pracach),
5. powinien być stosowany sprzęt do recyklingu, lub powinny być zawarte umowy ze specjalistycznymi firmami.

Realizacja tych zaleceń [1,2] powinna być sformalizowana ogólną instrukcją obsługi urządzeń elektroenergetycznych z SF6, niezależnie od dokumentacji techniczno-ruchowej, dostarczonej przez producenta – dotyczącej głównie zasad technicznej obsługi i konserwacji poszczególnych aparatów składowych rozdzielnicy.
Dobrowolne porozumienia [2] z udziałem producentów i użytkowników zostały podpisane w niektórych krajach w celu kontroli i zmniejszenia emisji SF6 z urządzeń elektrycznych. Ogólnie rzecz biorąc, wymienione w takich porozumieniach zasady mają zapewnić, żeby podczas rozwoju, produkcji, instalowania, eksploatacji, konserwacji i unieszkodliwiania urządzeń elektrycznych z SF6, wycofywanych z eksploatacji, były stosowane konkretne technologie i procedury w celu zminimalizowania emisji SF6 do atmosfery.

Wszystkie dobrowolne porozumienia mają zapewniać, że są zwykle wykonywane takie działania:
• system ponownego użycia, przetwarzania i ostatecznego unieszkodliwiania SF6, jako zamknięty cykl procesu;
• monitorowanie SF6 – wypełnionych gazem przedziałów w celu zapewnienia, że nieszczelności są wykrywane i eliminowane w kontrolowanych i zamkniętych systemach ciśnieniowych na wczesnym etapie;
• producenci aparatów zapewniają kontrolę ciśnienia zamkniętych systemów urządzeń energii elektrycznej i gwarancję dla sprzętu, że tempo ubytków jest niższe niż 0,5% rocznie dla każdej z komór (w przypadku urządzeń nowo produkowanych);
• producenci zamkniętych systemów ciśnieniowych urządzeń elektroenergetycznych zapewniają, że tempo wycieków jest niższe niż 0,1% rocznie dla każdej z komór (w przypadku urządzeń nowo wyprodukowanych);
• SF6 odzyskane z urządzeń elektrycznych na miejscu, w możliwie najszerszym zakresie jest ponownie wykorzystane bezpośrednio na miejscu. SF6 nie nadające się do ponownego wykorzystania jest przechowywane w zamkniętym pojemniku do dalszego przetwarzania poza terenem zakładu;
• producenci SF6 zobowiązują się do odbioru nie nadającego się do ponownego wykorzystania gazu i do przeprowadzenia procesu jego oczyszczania lub utylizacji, zmniejszającej ilość produktów końcowych dostających się do środowiska;
• pracownicy obsługi SF6 są regularnie szkoleni, aby urządzenia z SF6 były obsługiwane tylko przez odpowiednio wykwalifikowany personel;
• producenci SF6 zachowują statystyki liczby produkowanych i sprzedawanych urządzeń elektroenergetycznych. Użytkownicy SF6 w branży elektrycznej rejestrują konsumpcję SF6 i inwentaryzują aparaty;

15. NORMY i DOKUMENTY oraz inne przepisy prawne dotyczące urządzeń z SF6.
1. PN-E-06115:2000 „Wysokonapięciowa aparatura rozdzielcza i sterownicza – Użytkowanie i postępowanie z sześciofluorkiem siarki (SF6) w wysokonapięciowej aparaturze rozdzielczej”,
2. Guide for the preparation of customized “Practical SF6 Handling Instructions” (dokument międzynarodowy CIGRE B3.02 SF6,
3. ROZPORZĄDZENIE (WE) Nr 842/2006 PARLAMENTU EUROPEJSKIEGO i RADY z dnia 17 maja 2006 r. w sprawie niektórych fluorowanych gazów cieplarnianych,
4. ROZPORZĄDZENIE KOMISJI (WE) Nr 305/2008 z dnia 2 kwietnia 2008 r. ustanawiające, na mocy rozporządzenia (WE) minimalne wymagania i warunki dotyczące wzajemnego uznawania certyfikacji personelu dokonującego odzysku fluorowanych gazów cieplarnianych z rozdzielnic wysokiego napięcia,
5. ROZPORZĄDZENIE KOMISJI (WE) Nr 308/2008 z dnia 2 kwietnia 2008 r. określające, zgodnie z rozporządzeniem (WE) nr 842/2006 Parlamentu Europejskiego i Rady, formę powiadamiania o programach szkoleń i certyfikacji państw członkowskich,
6. ROZPORZĄDZENIE MINISTRA GOSPODARKI z dnia 17 września 1999 r. w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy przy urządzeniach i instalacjach energetycznych.
7. “SF6 Recycling Guide Re-Use of SF6 Gas in Electrical Power Equipment and Final Disposal”, ELECTRA Nr 173, 08.1997,
8. „SF6 and the globalatmosohere”, CIGRE 23.10.
9. PN-87 / E-29010 „Sześciofluorek siarki (SF6) w stanie dostawy”,
10. PN-87 / E-29011 „Sześciofluorek siarki (SF6) pobierany z urządzeń elektrycznych”,
11. Karta charakterystyki „Sześciofluorek siarki” nr 8327, LINDE
12. A. Piechocki, „Minimalizacja zagrożenia toksycznymi produktami rozpadu sześciofluorku siarki powstałymi w wyłącznikach wysokonapięciowych”, 1994 – opracowanie w ramach „Norwegia-Polish Cooperation Programu Cleaner Production”.
13. Ustawa z dnia 25 lutego 2011 o substancjach chemicznych i ich mieszaninach (Dz. U. z 2011 r. Nr 63, poz. 322).
14. Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 10 sierpnia 2012 r. w sprawie kryteriów i sposobu klasyfikacji substancji chemicznych i ich mieszanin (Dz. U. 2012 r. poz. 1018).
15. Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 20 kwietnia 2012 r. w sprawie oznakowania opakowań substancji niebezpiecznych i mieszanin niebezpiecznych oraz niektórych mieszanin (Dz. U. 2012r. poz. 445).
16. Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 30 grudnia 2004 r. w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy związanej z występowaniem w miejscu pracy czynników chemicznych (Dz. U. z 2005 r. Nr 11, poz. 86), wraz z późniejszymi zmianami.
17. Rozporządzenie Ministra Pracy i Polityki Społecznej z dnia 29 listopada 2002 r. w sprawie najwyższych dopuszczalnych stężeń i natężeń czynników szkodliwych dla zdrowia w środowisku pracy (Dz. U. z 2002 r. Nr 217, poz. 1833), wraz z późniejszymi zmianami.
18. Ustawa z dnia 14 grudnia 2012 o odpadach (Dz. U. z 2013 r. poz. 21).
19. Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 27 września 2001 r. w sprawie katalogu odpadów. (Dz. U. z 2001 r. Nr 112, poz. 1206).
20. USTAWA jednolita z dnia 27 kwietnia 2001 r. o odpadach (Dz.U. Nr 185) i akty wykonawcze do tej ustawy, w której załącznik D5 określa sposób składowania odpadów niebezpiecznych.
21. USTAWA z dnia 22 stycznia 2010 r. o zmianie ustawy o odpadach.
22. PN-78/B-03421 Wentylacja i klimatyzacja - Parametry obliczeniowe powietrza wewnętrznego w pomieszczeniach przeznaczonych do stałego przebywania ludzi.
23. PN-B-03421:1978 Wentylacja i klimatyzacja - Parametry obliczeniowe powietrza wewnętrznego w pomieszczeniach przeznaczonych do stałego przebywania ludzi.
24. PN-EN 12589:2002 Wentylacja w budynkach - Nawiewniki i wywiewniki -- Badania aerodynamiczne i wzorcowanie urządzeń wentylacyjnych końcowych o stałym i zmiennym strumieniu powietrza.
25. PN-EN 13779:2008 Wentylacja budynków niemieszkalnych - Wymagania dotyczące właściwości instalacji wentylacji i klimatyzacji.
26. Standardowe Specyfikacje Funkcjonalne PSE-SF. KSE2.1/2005v1 (www.pse-operator.pl).


STRONA GŁÓWNA

    
  STRONA  

Vademecum cz1


E-mail do autora