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如何測量SF6氣體中的微量水分?

[  修改時(shí)間:2014/4/28 11:48:55  瀏覽次數(shù):5159]
 

SF6斷路器中必須充以額定壓力的SF6氣體。對SF6氣體除符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量規(guī)定外,還要嚴(yán)格控制SF6氣體中的微量水分含量。為什么要控制SF6氣體中的水分呢?因?yàn)樗謱嗦菲鞯男阅苡休^大影響;當(dāng)SF6氣體含水較多時(shí),受潮的固體分解呈半導(dǎo)體特性,是絕緣子表面絕緣電阻下降,影響氣體的絕緣特性;當(dāng)斷路器開斷短路電流時(shí),就會(huì)因絕緣能力不足在恢復(fù)電壓峰值附近被擊穿,致使開斷失;同時(shí)開斷時(shí)電弧的高溫是水分分解,與SF6氣體的分解物化合行程HF、H2SO4以及不同的低分子氟化物,這些物質(zhì)除對斷路器的零件有腐蝕作用外還含有毒性。所以有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了SF6氣體中微量水分含量的標(biāo)準(zhǔn):(見表71,表中ppm為體積比)

71

序號

容器

出廠試驗(yàn)

交接驗(yàn)收試驗(yàn)

運(yùn)行允許值

1

新氣瓶中的SF6

8ppm

2

有電弧分解物氣室中的SF6

150ppm

150~200ppm

300~400ppm

3

無電弧分解物氣室中的SF6

300ppm

500ppm

1000ppm

SF6氣體中微量水分測量方法常用的有電解法和露點(diǎn)法

一、電解法(以HTCMS10型和HTCMS20兩種水分測量儀為例)。

1)儀器應(yīng)保存在恒溫(20℃)和恒濕(相對濕度70%~80%)的室內(nèi)(或箱中)。

2)使用前儀器應(yīng)降低本底值,方法時(shí)用高純氮或新SF6氣體以20~40/min的流速吹掃電解池,干燥至≤10ppm~20ppm后才能進(jìn)行測量。

3)試品應(yīng)充額定氣壓的SF6新氣存放24h后才能進(jìn)行測量。測量時(shí)應(yīng)盡量處在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下,即通風(fēng)良好,無熱源直接輻射,空氣中的相對濕度不大于85%。所使用的附件(氣路連接管及減壓閥等)應(yīng)清潔、干燥。

4)操作方法應(yīng)嚴(yán)格按照儀器的使用說明書。當(dāng)測量的數(shù)值穩(wěn)定后,用此穩(wěn)定的讀數(shù)乘量程擋減去儀器本底值就得到被測量氣樣的含水量ppm值。

5)當(dāng)環(huán)境溫度和壓力(包括高原地區(qū))偏離儀器設(shè)計(jì)溫度和標(biāo)準(zhǔn)氣壓時(shí),推薦以下公式進(jìn)行計(jì)算

Q = P0 T1 / P1 T0 × Q (7-6)

式中 Q—校正后氣體的流量,ml/min;

P0—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)壓力,Pa;

T1—環(huán)境狀態(tài)溫度,K;

T0—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)溫度,273.15K

P1—環(huán)境壓力,Pa;

Q—微水儀規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)工作量,ml/min。

武漢華特電氣推薦使用HTCMS20SF6智能微量水分測量儀簡稱微水儀或露點(diǎn)儀),這種儀器的優(yōu)點(diǎn)是采用芬蘭VAISALA傳感器,傳感器探頭可自動(dòng)校準(zhǔn)零點(diǎn),自動(dòng)消除因零點(diǎn)、漂移而引入的系統(tǒng)誤差,保證每次測量的準(zhǔn)確性,同時(shí)可免去每年校驗(yàn)的繁瑣。

二、露點(diǎn)法。露點(diǎn)法的全稱為冷凝露點(diǎn)法,此類試驗(yàn)中儀器種類較多,應(yīng)嚴(yán)格按照該儀器的說明書使用。下面介紹一些注意事項(xiàng)。

1)測量系統(tǒng)、管路及接頭等應(yīng)無泄漏。冷凝露點(diǎn)測量室和采樣系統(tǒng)的溫度應(yīng)高于待測氣體的露點(diǎn)溫度至少2℃。測量時(shí)的環(huán)境溫度為5~35℃(盡可能在10~30℃下測量),相對濕度不大于85%。

2)測量時(shí)應(yīng)目視測量儀器,注意降溫速率。采用制冷劑時(shí),制冷的速率應(yīng)相對穩(wěn)定,以免產(chǎn)生過冷現(xiàn)象,尤其在接近測試露點(diǎn)時(shí),冷卻速度應(yīng)盡量放慢。測量時(shí)露點(diǎn)測量室的出氣端通大氣放空,露點(diǎn)測量室內(nèi)壓力等于大氣壓。

3)鏡面污染的處理。當(dāng)固體顆粒、污著物、油污等進(jìn)入儀器,鏡面被污染時(shí)會(huì)引起測量的露點(diǎn)偏離。除大氣外的其他蒸汽也能在鏡面上冷凝,使所觀察到的露點(diǎn)不同于相應(yīng)的水蒸汽含量的露點(diǎn),在低露點(diǎn)測量時(shí),有時(shí)會(huì)因鏡面上附著雜質(zhì)而使測量值偏高,因此可以用滌綢沾污水乙醇或四氯化碳輕輕擦洗鏡面,再用干凈滌綢擦凈。如果儀器有特殊規(guī)定,則按照規(guī)定進(jìn)行清理。

4)測量時(shí)應(yīng)重復(fù)3次,直到連續(xù)3次測試的露點(diǎn)差不大于±1.5℃為止。

5)武漢華特電氣推薦使用HTCMS10SF6智能微量水分測量儀儀器開機(jī)后無需等待,即刻測量,快速得到濕度值。

 
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