给强温室气体上三道“锁”

　六氟化硫是高压电力设备不可或缺的绝缘、灭弧介质，可它偏偏是一种强温室气体。更棘手的是，现阶段又很难找到一种合适的气体完全替代它。如何尽可能不让它进入大气？这是我们一直想解决的难题。

　　张晓琴近照，AI修饰生成素描画

　　从参加工作开始，我就跟着师傅跑现场、做检测，逐渐发现，六氟化硫从充进设备到运行、检修，再到回收利用，每个环节都有减排空间，这正是2015年起，我们展开攻关的方向。

　　第一个问题是怎么让它不漏。组合电器由一段段设备拼接而成，接缝处就可能有气体逃逸。跳出加强内部密封垫的思路，我们在设备外面再加一道“锁”，即研制一种复合胶体密封材料，把它涂覆在接缝外侧，给设备接缝贴上一层牢固的“胶带”。

　　这层“胶带”并不好做。电网设备大多长期在户外运行，还会振动、发热。六氟化硫又是气体，微小的缝隙都可能成为它的逃逸通道。因此，这种材料既要与金属紧密贴合，又要耐老化、耐温度变化，还要长期保持良好的气密性。经过数百次配方调试和实验验证，我们最终实现了对六氟化硫的分子级阻隔，设备年密封率提高到99.9997%。

　　堵住运行中的“跑”，第二个问题接着来了：设备检修时，怎么把里面的六氟化硫尽可能收干净？以前主要依靠压缩机往外抽，刚开始速度很快，可越往后越慢。既然直接抽不动，能不能用另一种气体把它“带”出来？

　　我们选择了氮气。先抽走大部分六氟化硫，再往设备里充入氮气，把残余气体带出来。可氮气和六氟化硫混到一起后，怎么再把它们分开？从2020年开始，经过近两年摸索，终于找到一种具有特殊内孔结构的中空纤维膜。它像一个“分子守门员”，把六氟化硫分离出来，氮气则继续循环进入设备，把残余的六氟化硫一遍遍“带”出来。

　　气体收回来了，还有第三个问题：怎么继续用？六氟化硫在电力设备中运行后，会混入水分、颗粒物以及硫化物、氟化物等杂质，达不到直接回用标准。过去，回收后的气体需要装瓶运到专门的基地。整个过程往往需要四五天，有些地方虽然能把气收回来，却没有条件进一步净化。

　　为此，我们先研制小型化检测装置，把过去部分只能在实验室完成的杂质检测搬到现场，再把干燥、吸附等工艺集成到一套车载净化装置中。如今，设备检修时，一边是电气专业人员检修设备，我们就在另一边回收六氟化硫，先检测有哪些杂质，再针对性净化，最后重新检测。达到使用标准后，等设备检修完成，刚刚收回来的气就可以重新充进去。过去四五天的流程压缩到当天就能完成，六氟化硫再用率提高到99.994%。

　　从“堵”到“收”再到“用”，三个环节串起来就形成了六氟化硫全过程近零减排技术。之后，我们又搭建数字化全生命周期管控平台，记录从入库、使用、回收到循环利用的全过程。2025年1月，我国首个六氟化硫气体循环再利用国家标准正式实施，为检测、回收、净化再利用提供了全流程规范。如今，我们研发的相关技术和装备不仅在国内广泛落地，还应用到全球多个国家。

　　一个看不见的气体分子，一头连着电网安全，一头连着全球减碳。我们从中国电网的实际应用场景出发，把一个大问题拆成一道道小题，再一道道解开。这正是科技创新的意义——用来自一线的中国技术、中国智慧，为全球温室气体减排提供一种新的解决方案。

　　（作者张晓琴，为国网江苏省电力有限公司电力科学研究院输变电技术研究所主任工程师，记者白光迪采访整理）