SF6氣體的常規(guī)檢測試驗方法

SF6氣體具有穩(wěn)定的理化性能、優(yōu)良的絕緣性能及優(yōu)異的滅弧性能，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

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(yán)。對SF6氣體進(jìn)行檢漏須使用的檢漏儀。

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(diǎn)10m以內(nèi)的地點(diǎn)。直至采取措施泄漏停止后，方能進(jìn)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(jìn)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(hù)工作服。

為了保證進(jìn)入SF6斷路器室內(nèi)的工作人員安全，必須對室內(nèi)進(jìn)行通風(fēng)，按要求，空氣中氧氣含量濃度不應(yīng)低于18%。

在檢漏中，要嚴(yán)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(qiáng)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。

我司生產(chǎn)的SF6檢漏儀分定性檢漏儀和定量檢漏儀。

二、SF6含水量檢測

斷路器對SF6的純度及含水量都有嚴(yán)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(yùn)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(yán)重，甚至?xí)?dǎo)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(qiáng)度下降。因此，首先應(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(yán)防水分進(jìn)入氣室。我司生產(chǎn)的GWWS-II微水測量儀可以滿足客戶現(xiàn)場需要。

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(yùn)行中斷路器內(nèi)SF6氣體的水分含量，機(jī)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

該測量方法將己測定體積的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(zhǔn)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)的稱重都極為重要。

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(dá)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(shí)用的方法，測量儀器可以直接讀出微水含量的質(zhì)量分?jǐn)?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(zhǔn)確度高、操作簡單，尤其在測量低含水量時更顯示出它的*性。但是，電解法大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(diǎn)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(dāng)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(diǎn))時，水蒸汽結(jié)露。通過熱電偶測得的鏡面溫度為露點(diǎn)。由露點(diǎn)和氣體水分含量的換算公式或?qū)φ毡恚纯傻玫綒怏w中水分含量。露點(diǎn)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(yùn)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(qiáng)度以及電氣設(shè)備的壽命影響很大。

SF6氣體是一種極不活潑的氣體，氟－硫強(qiáng)共價鍵及氟元素高負(fù)電性使SF6氣體具有極為優(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(dá)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(dāng)SF6氣體中存在一定量的H2O、O2和被灼燒分裂的各種有機(jī)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(dāng)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(jìn)行定性確認(rèn)，根據(jù)譜圖上代表各組分的譜峰高度和面積可進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)圖譜對照或按照離子組成特點(diǎn)進(jìn)行譜圖解析，以達(dá)到定性或定量分析的目的。質(zhì)譜分析法具有可靠、靈敏度高、多用途等優(yōu)點(diǎn)。

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。