SF6氣體的(de)常規檢測試驗方法
發布時(shí)間：2013-08-28 13:46 來(lái)源：華電國威
SF6氣體具有穩定的(de)理(lǐ)化(huà)性能、優良的(de)絕緣性能及優異的(de)滅弧性能，在高(gāo)壓電器設備中被廣泛使用(yòng)。本文介紹SF6氣體的(de)常規檢測試驗方法。
一、SF6氣體檢漏
氣體洩漏的(de)原因主要是在密封面、焊縫和(hé)管路接頭處有裂縫或密封不嚴。對(duì)SF6氣體進行檢漏須使用(yòng)專用(yòng)的(de)檢漏儀。
如果有大(dà)量SF6氣體洩漏，那麽操作人(rén)員(yuán)不能停留在離洩漏點10m以内的(de)地點。直至采取措施洩漏停止後，方能進入該區(qū)域。如果電器内部發生故障，在容器内肯定存有SF6電弧分(fēn)解物(wù)，在打開外殼進行清除以後，若檢測中可(kě)能接觸被污染的(de)部件，都必須使用(yòng)防毒面具，并穿戴好防護工作服。
爲了(le)保證進入SF6斷路器室内的(de)工作人(rén)員(yuán)安全，必須對(duì)室内進行通(tōng)風，按要求，空氣中氧氣含量濃度不應低于18%。
在檢漏中，要嚴格按照(zhào)産品使用(yòng)說明(míng)書(shū)執行。檢漏儀探頭不允許長(cháng)時(shí)間處在高(gāo)濃度SF6中，但在工作中往往被忽略，探頭一旦觸及高(gāo)濃度SF6氣體時(shí)，表針立即爲滿刻度，報警強烈。遇到這(zhè)種情況應立即将探頭離開并放到潔淨區(qū)，待表針恢複正常後再檢漏。
我司生産的(de)SF6檢漏儀分(fēn)定性檢漏儀和(hé)定量檢漏儀。
二、SF6含水(shuǐ)量檢測
斷路器對(duì)SF6的(de)純度及含水(shuǐ)量都有嚴格的(de)要求。在内部閃絡的(de)情況下(xià)，會生成多(duō)種SF6分(fēn)解産物(wù)，在正常運行中大(dà)氣中的(de)水(shuǐ)分(fēn)也(yě)會滲入氣體絕緣設備中。在較高(gāo)的(de)氣壓下(xià)，過量的(de)水(shuǐ)分(fēn)對(duì)氣體絕緣設備中固體絕緣件表面閃絡電壓的(de)影(yǐng)響嚴重，甚至會導緻内部閃絡事故。有些活性雜(zá)質，如HF、SO2等，對(duì)氣體絕緣設備中的(de)各種構件會産生腐蝕作用(yòng)。某些垢分(fēn)解産物(wù)還(hái)具有毒性，一旦洩漏出來(lái)會污染環境，影(yǐng)響工作人(rén)員(yuán)的(de)健康。過量的(de)水(shuǐ)分(fēn)會使氣體絕緣設備的(de)絕緣強度下(xià)降。因此，首先應保證充入電氣設備的(de)SF6氣體合格，在充氣操作過程中，嚴防水(shuǐ)分(fēn)進入氣室。我司生産的(de)GWWS-II微水(shuǐ)測量儀可(kě)以滿足客戶現場(chǎng)需要。
我國有關規程規定，斷路器用(yòng)新的(de)SF6氣體，水(shuǐ)分(fēn)含量須≤8ppm。運行中斷路器内SF6氣體的(de)水(shuǐ)分(fēn)含量，機械特性試驗後測量氣體的(de)含水(shuǐ)量不應超過150ppm。
1.質量法
該測量方法将己測定體積的(de)SF6氣體通(tōng)入已秤質量的(de)高(gāo)酸鎂（或五氧化(huà)二磷）作幹燥劑的(de)配衡試管中，從試管質量的(de)增加得(de)到氣體中的(de)水(shuǐ)分(fēn)含量。此種方法是絕對(duì)法，常被稱作仲裁法，用(yòng)于校驗、校準其他(tā)水(shuǐ)分(fēn)測量儀器原精确度。測試環境的(de)控制、氣體體積的(de)計量、吸收系統的(de)稱重都極爲重要。
2.電解法
電解法是用(yòng)塗敷了(le)磷酸的(de)一對(duì)電極(鉑或铑)形成一個(gè)電解池，在兩極間施加一恒定的(de)直流電壓。被測氣體的(de)水(shuǐ)分(fēn)被吸濕劑（P2O5）吸收，并在電流作用(yòng)下(xià)電解還(hái)原，釋放出氧氣和(hé)氫氣。在吸收和(hé)電解達到平衡時(shí)，就可(kě)利用(yòng)電解電流與水(shuǐ)分(fēn)含量的(de)關系，求得(de)氣體的(de)含水(shuǐ)量。這(zhè)種方法是常見和(hé)實用(yòng)的(de)方法，測量儀器可(kě)以直接讀出微水(shuǐ)含量的(de)質量分(fēn)數，操作簡便穩定，适用(yòng)于連續在線分(fēn)析。電解法在測量SF6氣體含水(shuǐ)量時(shí)幹擾因素少、數據重複率及準确度高(gāo)、操作簡單，尤其在測量低含水(shuǐ)量時(shí)更顯示出它的(de)優越性。但是，電解法最大(dà)的(de)不足之處是電解池的(de)電解效率随使用(yòng)時(shí)間的(de)增加而降低。一般情況下(xià)，電解效率低于85％，電解池即應停止使用(yòng)。
3.露點法（冷(lěng)鏡法）
該法是測量氣體所含水(shuǐ)分(fēn)的(de)凝露及濕度。被測氣體通(tōng)過一個(gè)密封池中的(de)金屬鏡面，用(yòng)人(rén)工控制或借助光(guāng)電池監控鏡面濕度，以保持穩定的(de)水(shuǐ)分(fēn)凝結量。當測試系統溫度略低于被試品氣體中水(shuǐ)蒸汽飽和(hé)溫度(露點)時(shí)，水(shuǐ)蒸汽結露。通(tōng)過熱(rè)電偶測得(de)的(de)鏡面溫度爲露點。由露點和(hé)氣體水(shuǐ)分(fēn)含量的(de)換算(suàn)公式或對(duì)照(zhào)表，即可(kě)得(de)到氣體中水(shuǐ)分(fēn)含量。露點法所用(yòng)儀器比較複雜(zá)，需要液态氮作緻冷(lěng)劑，造價較高(gāo)，體積較大(dà)。測量精度與儀器本身的(de)質量好壞關系很大(dà)，不便于現場(chǎng)使用(yòng)。
三、氣體純度檢測
運行中SF6電氣設備的(de)氣體純度控制是非常重要的(de)。氣體純度的(de)高(gāo)低對(duì)電氣設備的(de)滅弧性能、絕緣強度以及電氣設備的(de)壽命影(yǐng)響很大(dà)。
SF6氣體是一種極不活潑的(de)氣體，氟－硫強共價鍵及氟元素高(gāo)負電性使SF6氣體具有極爲優良的(de)電氣絕緣性能和(hé)滅弧性能。通(tōng)常，SF6氣體是很難裂解的(de)，它的(de)裂解溫度在2000K以上，S－與F＋等離子所需要的(de)分(fēn)解能高(gāo)達22 . 4ev，且SF6在分(fēn)解後能在(10-5－10-4)秒的(de)時(shí)間内迅速複合還(hái)原，隻有當SF6氣體中存在一定量的(de)H2O、O2和(hé)被灼燒分(fēn)裂的(de)各種有機物(wù)質或金屬蒸汽分(fēn)子時(shí)，才會産生各種不同的(de)不可(kě)複原的(de)SF6 (其組成非常複雜(zá))裂解産物(wù)。常用(yòng)的(de)SF6氣體純度檢測方法有氣相色譜儀法和(hé)氣相色譜－質譜（GC－MS）聯用(yòng)分(fēn)析。
1.氣相色譜儀法
氣相色譜儀分(fēn)析的(de)基本原理(lǐ)是利用(yòng)樣品中各種物(wù)質的(de)分(fēn)子對(duì)某種固體物(wù)質（色譜技術上稱爲固定相）的(de)吸附和(hé)解吸能力上的(de)差異，當氣體樣品在某種不活性氣體物(wù)質（色譜技術上稱爲流動相或載氣）的(de)載帶下(xià)通(tōng)過固定相時(shí)，其中的(de)各組分(fēn)即會以不同的(de)速度和(hé)時(shí)間（色譜技術上稱爲保留時(shí)間）離開固定相。利用(yòng)不同的(de)信号轉換方法将其分(fēn)别檢出，并記錄在色譜圖上。根據保留時(shí)間的(de)不同可(kě)對(duì)各組分(fēn)進行定性确認，根據譜圖上代表各組分(fēn)的(de)譜峰高(gāo)度和(hé)面積可(kě)進行定量分(fēn)析。
2.氣相色譜－質譜（GC－MS）聯用(yòng)分(fēn)析
色譜－質譜聯用(yòng)分(fēn)析是将氣體樣品先經色譜分(fēn)離，然後由質譜鑒定，從而大(dà)大(dà)提高(gāo)了(le)分(fēn)析檢測的(de)靈敏度。質譜分(fēn)析的(de)基本原理(lǐ)是，将被分(fēn)析的(de)物(wù)質用(yòng)一定方式電離形成多(duō)種特定組成的(de)離子，再将其引出聚焦成離子束，經加速後通(tōng)過電場(chǎng)或（和(hé)）磁場(chǎng)，由于各種離子的(de)質荷比（M/e）不同，而被分(fēn)别檢出。然後通(tōng)過與标準圖譜對(duì)照(zhào)或按照(zhào)離子組成特點進行譜圖解析，以達到定性或定量分(fēn)析的(de)目的(de)。質譜分(fēn)析法具有精确可(kě)靠、靈敏度高(gāo)、多(duō)用(yòng)途等優點。
采用(yòng)氣相色譜－質譜聯用(yòng)分(fēn)析能夠檢出大(dà)約1ppm的(de)SOF2、SOF4、CF4和(hé)其它不常見的(de)氣體分(fēn)解産物(wù)如COS、Si(CH3)2F2。
