SF6 là chất khí cách điện quan trọng bậc nhất trong ngành điện lực, nhưng cũng là một trong những khí có tiềm năng gây hiệu ứng nhà kính mạnh nhất được biết đến. Cảm biến khí SF6 giúp phát hiện sớm rò rỉ, bảo vệ thiết bị điện cao thế và hạn chế phát thải khí nhà kính ra môi trường.

KHÍ SF6 (SULFUR HEXAFLUORIDE) LÀ GÌ?

SF6, tên hóa học sulfur hexafluoride, là khí không màu, không mùi, không cháy và không độc ở dạng tinh khiết, gồm một nguyên tử lưu huỳnh liên kết với sáu nguyên tử fluor.

SF6 được sử dụng rộng rãi làm môi chất cách điện và dập hồ quang trong tủ đóng cắt cách điện khí (GIS), máy cắt cao thế, máy biến áp và đường dây truyền tải cách điện khí. Ngoài ngành điện, SF6 còn được ứng dụng trong nhãn khoa như khí độn trong phẫu thuật bong võng mạc. Do GWP cực cao, việc giám sát và kiểm soát rò rỉ SF6 là yêu cầu quan trọng cả về an toàn thiết bị lẫn tuân thủ quy định môi trường.

NHỮNG ĐIỀU CẦN BIẾT VỀ CẢM BIẾN KHÍ SF6 (SULFUR HEXAFLUORIDE)

Cảm biến khí SF6 là thiết bị chuyên dụng dùng để phát hiện sự hiện diện và đo nồng độ khí SF6 trong không khí, thường tính theo ppm.

Về nguyên lý hoạt động, cảm biến liên tục lấy mẫu không khí xung quanh thiết bị điện, phân tích nồng độ khí bằng cảm biến chuyên dụng, chuyển đổi kết quả thành tín hiệu điện tương ứng và kích hoạt cảnh báo khi nồng độ vượt ngưỡng cài đặt.

Vai trò của cảm biến khí SF6 thể hiện ở hai khía cạnh:

• Bảo vệ vận hành thiết bị điện: rò rỉ SF6 làm giảm áp suất khí cách điện bên trong tủ GIS hoặc máy cắt, có thể dẫn đến sự cố phóng điện hoặc hỏng hóc thiết bị nếu không được phát hiện kịp thời
• Kiểm soát phát thải khí nhà kính: do GWP cực cao, phát hiện và xử lý rò rỉ sớm giúp doanh nghiệp giảm phát thải, đáp ứng các quy định môi trường ngày càng siết chặt đối với khí SF6

Xem thêm: Cảm biến khí gas là gì? Hướng dẫn lựa chọn

ỨNG DỤNG THỰC TẾ CỦA CẢM BIẾN KHÍ SF6 (SULFUR HEXAFLUORIDE)

Cảm biến khí SF6 được lắp đặt phổ biến nhất tại các trạm biến áp và trạm phân phối điện cao thế. Đây là nơi tủ đóng cắt cách điện khí (GIS) và máy cắt vận hành liên tục với SF6 làm môi chất cách điện chính, cần được giám sát thường xuyên để phát hiện sớm rò rỉ trước khi ảnh hưởng đến độ an toàn của hệ thống điện.

Ngoài trạm biến áp, cảm biến còn được bố trí tại phòng đặt máy biến áp và thiết bị điện cao thế, những không gian kín có nguy cơ tích tụ khí nếu xảy ra rò rỉ, nhằm bảo vệ nhân viên vận hành và bảo trì làm việc trong khu vực này.

Tại các nhà máy sản xuất, lắp ráp thiết bị đóng cắt điện, cảm biến khí SF6 đóng vai trò kiểm tra độ kín khí trong quá trình sản xuất, đảm bảo thiết bị đạt tiêu chuẩn trước khi xuất xưởng.

Đối với các đơn vị bảo trì, sửa chữa thiết bị điện cao thế, thời điểm thu hồi và nạp lại khí SF6 là lúc có nguy cơ rò rỉ cao nhất, nên việc trang bị cảm biến tại xưởng dịch vụ giúp phát hiện kịp thời sự cố phát sinh trong quá trình thao tác.

SO SÁNH CẢM BIẾN KHÍ SF6 (SULFUR HEXAFLUORIDE) NDIR VÀ ĐIỆN HOÁ

Hai công nghệ cảm biến này thường được nhắc đến trong giám sát SF6, nhưng thực chất phục vụ hai mục đích khác nhau chứ không hoàn toàn thay thế lẫn nhau.

Công nghệ NDIR

Cảm biến NDIR đo trực tiếp nồng độ khí SF6 dựa trên mức độ hấp thụ ánh sáng hồng ngoại tại bước sóng đặc trưng của phân tử khí. Đây là công nghệ được khuyến nghị hàng đầu để phát hiện rò rỉ SF6, bởi SF6 là khí trơ về mặt hóa học, khó phản ứng để tạo tín hiệu điện hóa. Cảm biến NDIR có độ ổn định cao, tuổi thọ dài và ít cần bảo trì, phù hợp cho giám sát liên tục tại trạm biến áp.

Công nghệ điện hoá

Cảm biến điện hóa không đo trực tiếp khí SF6 mà thường dùng để phát hiện các sản phẩm phân hủy như SO2 hoặc H2S, phát sinh khi có phóng điện cục bộ hoặc hồ quang bên trong thiết bị. Sự xuất hiện của các khí phân hủy này là dấu hiệu cảnh báo sớm về sự cố tiềm ẩn bên trong tủ GIS hoặc máy cắt, trước khi hư hỏng nghiêm trọng xảy ra. Ưu điểm của công nghệ này là chi phí thấp và độ nhạy tốt với khí phân hủy có tính phản ứng cao, tuy nhiên, cần thay thế định kỳ do đặc tính tiêu hao của cảm biến điện hóa.

Trên thực tế, hai công nghệ này thường được kết hợp trong cùng một hệ thống giám sát: NDIR đảm nhiệm việc theo dõi trực tiếp nồng độ SF6 để phát hiện rò rỉ khí cách điện, còn cảm biến điện hóa giám sát khí phân hủy để đánh giá tình trạng vận hành bên trong thiết bị.

Xem thêm: Các sản phẩm cảm biến khí gas được phân phối bới Sensors Việt Nam