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如何测量SF6气体中的微量水分?

[  修改时间:2014/4/28 11:48:55  浏览次数:1913]
 

中必须充以额定压力的SF6气体。对SF6气体除符合有关标准的质量规定外,还要严格控制SF6气体中的微量水分含量。为什么要控制SF6气体中的水分呢?因为水分对断路器的性能有较大影响;当SF6气体含水较多时,受潮的固体分解呈半导体特性,是绝缘子表面绝缘电阻下降,影响气体的绝缘特性;当断路器开断短路电流时,就会因绝缘能力不足在恢复电压峰值附近被击穿,致使开断失败;同时开断时电弧的高温是水分分解,与SF6气体的分解物化合行程HF、H2SO4以及不同的低分子氟化物,这些物质除对断路器的零件有腐蚀作用外还含有毒性。所以有关标准中规定了SF6气体中微量水分含量的标准:(见表71,表中ppm为体积比)

71

序号

容器

出厂试验

交接验收试验

运行允许值

1

新气瓶中的SF6

8ppm

2

有电弧分解物气室中的SF6

150ppm

150~200ppm

300~400ppm

3

无电弧分解物气室中的SF6

300ppm

500ppm

1000ppm

SF6气体中微量水分测量方法常用的有电解法和露点法。

一、电解法(以HTCMS10型和HTCMS20两种水分测量仪为例)。

1)仪器应保存在恒温(20℃)和恒湿(相对湿度70%~80%)的室内(或箱中)。

2)使用前仪器应降低本底值,方法时用高纯氮或新SF6气体以20~40/min的流速吹扫电解池,干燥至≤10ppm~20ppm后才能进行测量。

3)试品应充额定气压的SF6新气存放24h后才能进行测量。测量时应尽量处在标准状态下,即通风良好,无热源直接辐射,空气中的相对湿度不大于85%。所使用的附件(气路连接管及减压阀等)应清洁、干燥。

4)操作方法应严格按照仪器的使用说明书。当测量的数值稳定后,用此稳定的读数乘量程挡减去仪器本底值就得到被测量气样的含水量ppm值。

5)当环境温度和压力(包括高原地区)偏离仪器设计温度和标准气压时,推荐以下公式进行计算

Q = P0 T1 / P1 T0 × Q (7-6)

式中 Q—校正后气体的流量,ml/min;

P0—标准状态压力,Pa

T1—环境状态温度,K

T0—标准状态温度,273.15K

P1—环境压力,Pa

Q—微水仪规定的标准工作量,ml/min。

武汉华特电气推荐使用HTCMS20简称微水仪或露点仪),这种仪器的优点是采用芬兰VAISALA传感器,传感器探头可自动校准零点,自动消除因零点、漂移而引入的系统误差,保证每次测量的准确性,同时可免去每年校验的繁琐。

二、露点法。露点法的全称为冷凝露点法,此类试验中仪器种类较多,应严格按照该仪器的说明书使用。下面介绍一些注意事项。

1)测量系统、管路及接头等应无泄漏。冷凝露点测量室和采样系统的温度应高于待测气体的露点温度至少2℃。测量时的环境温度为5~35℃(尽可能在10~30℃下测量),相对湿度不大于85%。

2)测量时应目视测量仪器,注意降温速率。采用制冷剂时,制冷的速率应相对稳定,以免产生过冷现象,尤其在接近测试露点时,冷却速度应尽量放慢。测量时露点测量室的出气端通大气放空,露点测量室内压力等于大气压。

3)镜面污染的处理。当固体颗粒、污着物、油污等进入仪器,镜面被污染时会引起测量的露点偏离。除大气外的其他蒸汽也能在镜面上冷凝,使所观察到的露点不同于相应的水蒸汽含量的露点,在低露点测量时,有时会因镜面上附着杂质而使测量值偏高,因此可以用涤绸沾污水乙醇或四氯化碳轻轻擦洗镜面,再用干净涤绸擦净。如果仪器有特殊规定,则按照规定进行清理。

4)测量时应重复3次,直到连续3次测试的露点差不大于±1.5℃为止。

5)武汉华特电气推荐使用HTCMS10SF6,仪器开机后无需等待,即刻测量,快速得到湿度值。

 
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