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SF6純度分析儀廠家淺談六氟化硫氣體檢測項目與測試原理及試驗方法

2019-1-17  閱讀(7103)

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    六氟化硫氣體(SF6氣體)具有穩(wěn)定的理化性能、絕緣性能及滅弧性能,在高壓電器設(shè)備中被廣泛使用。本文介紹SF6氣體的常規(guī)檢測試驗方法。
一、SF6氣體檢漏
    六氟化硫氣體泄漏的原因主要是在密封面、焊縫和管路接頭處有裂縫或密封不嚴。對SF6氣體進行檢漏須使用的檢漏儀器。
    如果有大量SF6氣體泄漏,那么操作人員不能停留在離泄漏點10m以內(nèi)的地點。直至采取措施泄漏停止后,方能進入該區(qū)域。如果電器內(nèi)部發(fā)生故障,在容器內(nèi)肯定存有SF6電弧分解物,在打開外殼進行清除以后,若檢測中可能接觸被污染的部件,都必須使用防毒面具,并穿戴好防護工作服。
    為了保證進入SF6斷路器室內(nèi)的工作人員安全,必須對室內(nèi)進行通風,按要求,空氣中氧氣含量濃度不應(yīng)低于18%。
    在檢漏中,要嚴格按照產(chǎn)品使用說明書執(zhí)行。檢漏儀探頭不允許長時間處在高濃度SF6中,但在工作中往往被忽略,探頭一旦觸及高濃度SF6氣體時,表針立即為滿刻度,報警強烈。遇到這種情況應(yīng)立即將探頭離開并放到潔凈區(qū),待表針恢復(fù)正常后再檢漏。
二、SF6含水量檢測
    斷路器對SF6的純度及含水量都有嚴格的要求。在內(nèi)部閃絡(luò)的情況下,會生成多種SF6分解產(chǎn)物,在正常運行中大氣中的水分也會滲入氣體絕緣設(shè)備中。在較高的氣壓下,過量的水分對氣體絕緣設(shè)備中固體絕緣件表面閃絡(luò)電壓的影響嚴重,甚至會導致內(nèi)部閃絡(luò)事故。有些活性雜質(zhì),如HF、SO2等,對氣體絕緣設(shè)備中的各種構(gòu)件會產(chǎn)生腐蝕作用。某些垢分解產(chǎn)物還具有毒性,一旦泄漏出來會污染環(huán)境,影響工作人員的健康。過量的水分會使氣體絕緣設(shè)備的絕緣強度下降。因此,應(yīng)保證充入電氣設(shè)備的SF6氣體合格,在充氣操作過程中,嚴防水分進入氣室。
    我國有關(guān)規(guī)程規(guī)定,斷路器用新的SF6氣體,水分含量須≤8ppm。運行中斷路器內(nèi)SF6氣體的水分含量,機械特性試驗后測量氣體的含水量不應(yīng)超過150ppm。
1、質(zhì)量法
    該測量方法將已測定體積的SF6氣體通入已秤質(zhì)量的高酸鎂(或五氧化二磷)作干燥劑的配衡試管中,從試管質(zhì)量的增加得到氣體中的水分含量。此種方法是法,常被稱作仲裁法,用于校驗、校準其他水分測量儀器原度。測試環(huán)境的控制、氣體體積的計量、吸收系統(tǒng)的稱重都十分重要。
2、電解法
    電解法是用涂敷了磷酸的一對電極(鉑或銠)形成一個電解池,在兩極間施加一恒定的直流電壓。被測氣體的水分被吸濕劑(P2O5)吸收,并在電流作用下電解還原,釋放出氧氣和氫氣。在吸收和電解達到平衡時,就可利用電解電流與水分含量的關(guān)系,求得氣體的含水量。這種方法是常見和實用的方法,測量儀器可以直接讀出微水含量的質(zhì)量分數(shù),操作簡便穩(wěn)定,適用于連續(xù)在線分析。電解法在測量SF6氣體含水量時干擾因素少、數(shù)據(jù)重復(fù)率及準確度高、操作簡單,尤其在測量低含水量時更顯示出它的優(yōu)點。但是,電解法的不足之處是電解池的電解效率隨使用時間的增加而降低。一般情況下,電解效率低于85%,電解池即應(yīng)停止使用。
3、露點法(冷鏡法)
    該法是測量氣體所含水分的凝露及濕度。被測氣體通過一個密封池中的金屬鏡面,用人工控制或借助光電池監(jiān)控鏡面濕度,以保持穩(wěn)定的水分凝結(jié)量。當測試系統(tǒng)溫度略低于被試品氣體中水蒸汽飽和溫度(露點)時,水蒸汽結(jié)露。通過熱電偶測得的鏡面溫度為露點。由露點和氣體水分含量的換算公式或?qū)φ毡?,即可得到氣體中水分含量。露點法所用儀器比較復(fù)雜,需要液態(tài)氮作致冷劑,造價較高,體積較大。測量精度與儀器本身的質(zhì)量好壞關(guān)系很大,不便于現(xiàn)場使用。
三、氣體純度檢測
    運行中SF6電氣設(shè)備的氣體純度控制是非常重要的。氣體純度的高低對電氣設(shè)備的滅弧性能、絕緣強度以及電氣設(shè)備的壽命影響很大。
    SF6氣體是一種不活潑的氣體,氟-硫強共價鍵及氟元素高負電性使SF6氣體具有優(yōu)良的電氣絕緣性能和滅弧性能。通常,SF6氣體是很難裂解的,它的裂解溫度在2000K以上,S-與F+等離子所需要的分解能高達22 . 4ev,且SF6在分解后能在(10-5-10-4)秒的時間內(nèi)迅速復(fù)合還原,只有當SF6氣體中存在一定量的H2O、O2和被灼燒分裂的各種有機物質(zhì)或金屬蒸汽分子時,才會產(chǎn)生各種不同的不可復(fù)原的SF6 (其組成非常復(fù)雜)裂解產(chǎn)物。常用的SF6氣體純度檢測方法有氣相色譜儀法和氣相色譜-質(zhì)譜(GC-MS)聯(lián)用分析。
1、氣相色譜儀法
    氣相色譜儀分析的基本原理是利用樣品中各種物質(zhì)的分子對某種固體物質(zhì)(色譜技術(shù)上稱為固定相)的吸附和解吸能力上的差異,當氣體樣品在某種不活性氣體物質(zhì)(色譜技術(shù)上稱為流動相或載氣)的載帶下通過固定相時,其中的各組分即會以不同的速度和時間(色譜技術(shù)上稱為保留時間)離開固定相。利用不同的信號轉(zhuǎn)換方法將其分別檢出,并記錄在色譜圖上。根據(jù)保留時間的不同可對各組分進行定性確認,根據(jù)譜圖上代表各組分的譜峰高度和面積可進行定量分析。
2、氣相色譜-質(zhì)譜(GC-MS)聯(lián)用分析
    色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析是將氣體樣品先經(jīng)色譜分離,然后由質(zhì)譜鑒定,從而大大提高了分析檢測的靈敏度。質(zhì)譜分析的基本原理是,將被分析的物質(zhì)用一定方式電離形成多種特定組成的離子,再將其引出聚焦成離子束,經(jīng)加速后通過電場或(和)磁場,由于各種離子的質(zhì)荷比(M/e)不同,而被分別檢出。然后通過與標準圖譜對照或按照離子組成特點進行譜圖解析,以達到定性或定量分析的目的。質(zhì)譜分析法具有準確可靠、靈敏度高、多用途等特點。
    采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析能夠檢出大約1ppm的SOF2、SOF4、CF4和其它不常見的氣體分解產(chǎn)物如COS、Si(CH3)2F2。

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