SF?氣體是高壓電氣設(shè)備(如 GIS、斷路器)的 “血液”,其絕緣和滅弧性能卓越,但對水分極為敏感。水分超標(biāo)會帶來災(zāi)難性后果:
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絕緣劣化:在電弧高溫下,水分與 SF?分解物反應(yīng)生成氫氟酸、硫酸等強腐蝕性物質(zhì),嚴(yán)重腐蝕金屬和絕緣件,導(dǎo)致絕緣強度永久性下降。
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設(shè)備腐蝕:上述酸類會侵蝕設(shè)備內(nèi)部,破壞密封和機械結(jié)構(gòu)。
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凝露風(fēng)險:低溫時,過量水分可能凝結(jié)成液態(tài)水或冰,附著在絕緣表面,極易引發(fā)沿面閃絡(luò),造成接地或短路爆炸。
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影響滅弧:改變氣體介質(zhì)特性,降低開關(guān)的開斷能力。
因此,國際和國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)對 SF?氣體中的水分含量有著嚴(yán)苛到 “ppm 級”(百萬分之一)的限制。
SF?微水儀的核心技術(shù)主要有以下幾種:
這是經(jīng)典的絕對測量法。氣體流過涂有五氧化二磷的電解池,水分被完全吸收并電解,電解電流與水分含量嚴(yán)格成正比。其最大優(yōu)點是精度高、無需校準(zhǔn),但響應(yīng)較慢,且不適合測量高濕度氣體,電解池也怕污染。常用于實驗室基準(zhǔn)分析。
這是目前現(xiàn)場測試最主流、最常用的技術(shù)。它利用一個特制的聚合物薄膜電容傳感器,當(dāng)氣體中的水分子被薄膜吸收后,會改變其介電常數(shù),從而引起電容值的變化。此法響應(yīng)速度極快、靈敏度高、抗干擾強、體積小巧便攜,非常適合現(xiàn)場快速檢測。缺點是需定期校準(zhǔn)。
這是國際公認(rèn)的基準(zhǔn)方法。原理是讓氣體流經(jīng)一個可冷卻的鏡面,當(dāng)鏡面溫度降到使水蒸氣結(jié)露(或凝霜)時,通過光電檢測確定該溫度,即為露點溫度。其精度最高,可直接溯源,但設(shè)備昂貴、操作復(fù)雜、維護要求高,主要用于實驗室或作為高級校準(zhǔn)設(shè)備。
利用吸濕性涂層覆蓋的石英晶體,水分子吸附導(dǎo)致晶體質(zhì)量增加,振蕩頻率下降。此法對極低濕度測量非常靈敏,但傳感器非常脆弱,易受污染,多用于半導(dǎo)體等特殊工業(yè)領(lǐng)域。
小結(jié):對于電力行業(yè)現(xiàn)場工作,阻容法儀器憑借其出色的綜合性,已成為絕對的首選。
一臺典型的現(xiàn)場用微水儀通常包括:
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核心:傳感器單元(如阻容傳感器)。
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命脈:氣路系統(tǒng),包括進氣 / 出氣快接接頭、流量調(diào)節(jié)閥和流量計、過濾油污和顆粒的過濾器、壓力表。
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大腦:控制顯示單元,帶有微處理器、屏幕和按鍵,用于設(shè)置、計算和顯示結(jié)果。
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輔助:部分儀器內(nèi)置微型泵,用于自動采樣和吹掃。還具備數(shù)據(jù)存儲和導(dǎo)出功能。
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測量范圍:通常覆蓋 0 至 2000 ppm?(體積比百萬分之一),或?qū)?yīng)的露點溫度范圍(如 - 80℃ ~ +20℃)。
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精度:通常表示為滿量程的百分比(如 ±2% FS)或絕對誤差(如 ±1.0 ppm)。
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響應(yīng)時間:指讀數(shù)達到真實值 90% 所需的時間,好的現(xiàn)場儀器能在幾分鐘內(nèi)穩(wěn)定。
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顯示單位:最常用的是 ppm? 和 露點溫度(℃),兩者可根據(jù)公式換算。
測試必須依據(jù)規(guī)程,主要標(biāo)準(zhǔn)有:
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新氣標(biāo)準(zhǔn):GB/T 12022 規(guī)定,新 SF?氣體水分含量不得高于 5ppm?。
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運行中氣體標(biāo)準(zhǔn):DL/T 596《預(yù)防性試驗規(guī)程》是主要依據(jù)。它根據(jù)設(shè)備類型區(qū)分,例如:斷路器室等有電弧的隔室要求更嚴(yán)(如≤300 ppm?),而母線筒等無電弧隔室要求稍寬(如≤500 ppm?)。實際執(zhí)行時必須查閱最新有效版本。