SF6气体中的微水含量

ducksir

不好意思,请教下做GIS或类似产品的同行.
标准上对产品中所充的SF6气体的微水含量都有规定，但是，有一点不是很了解，如何将测量的数值换算到２０度下的数值呢？
顺便说下，我目前的试验条件
产品带压力表，有温度补偿功能，表压即２０度下的压力
. q8 `3 h6 L' S' F2 }测试方法：露点法（冷镜）
测试时我用的常压法测量的，因为这样查表比较方便，仪器自身也可以带压测量．
3 ^: Q' M4 d- N2 K& E哪位高人帮个忙，给点拨下，谢谢了先．

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环境温度对六氟化硫气体湿度的影响
9 T. ]+ H' L3 yEffect of Ambient Temperature on Humidity of SF6 Gas
7 A" j4 S) @$ D. ~' h) m/ X' |$ u( o李国兴
: Y  c9 x- p7 n8 L, i) a(黑龙江省电力科学研究院 , 黑龙江 哈尔滨 150030)
摘　要: 分析了SF6 电气设备中气体湿度受运行环境
" I* O- I# o! \+ e& Z* d1 　SF6 电气设备中水分的来源
温度影响所遵循的变化规律,解决了由于测试温度与
' G  R- N& Q! B4 P$ t; t8 m标准温度(20℃)不同而使测试值与标准值无法比较这 由于 SF6 新气中含有水分 ,在充气时由钢瓶
一难题,从而为SF6 电气设备的监督检测提供了可靠 直接充入设备中。
# c& D. J* r% v+ Q9 L7 b* L' Q1 j- X依据。 在 SF6 电气设备中 ,特别是组合电器 ,在安装
关键词: SF6 电气设备; 环境温度; 湿度 过程中将空气中的水分带入设备中 ,通常在装配
中图分类号: TM415 　　　文献标识码: A 完设备后要立即进行抽真空 ,但并不能把设备中
" ~& H5 k  Y1 L( U/ j- N文 章 编 号: 1002 - 1663(2000)0120033204 的水分完全清除。
6 b% L5 z& R3 ^6 V3 @4 F6 xAbstract: The problem of temperature measured in2 在充气过程中 ,充气管道和减压阀门中带有
' S* H0 \( |9 S8 Ycomparable with standard temperature (20 ℃) due to 的水分均有可能被充入设备。
the difference between the temperature measured and 设备中的固体材料含有的水分随时间的延长
the standard temperature (20 ℃) is solved through the 而逐渐释放出来。
analysis of the effect of ambient temperature on the gas
2 　SF6 电气设备中气体湿度受运行
temperature in the SF6 electric equipment , and reliable
, v' l6 k: D7 W" X! M4 T* e, I环境温度的影响
data is thus made available for monitoring the SF6 elec2
tric equipment. 　　在 SF6 电气设备中 ,固体有机绝缘材料、瓷套
: G( v, i- A* F3 _0 l" rKey words: SF6 electric equipment; ambient tempera2 内壁、操作拉杆以及吸附剂中均含有微量的水分 ,
ture; humidity 且与 SF6 气体中的水分存在着动态平衡。当这些
6 n9 F, ^5 |% }2 x/ P4 m固体材料对水分子的吸附速度大于水分子由于热
) M1 g( F; P0 V' ?9 a. B0 　前　言
" W8 E0 a% [! w6 ?; P运动而从固体材料中释放出来的速度时 ,SF6 气
) o2 f0 c9 N1 G, R; |在 SF6 电气设备中 ,SF6 气体湿度是监督设备
1 T7 x+ _5 q/ R+ P6 U) F; m3 Z体湿度将变小 ,反之增大 ,一定时间后两者达到动
安全运行的一项重要指标。SF6 气体中水分含量
态平衡 ,气体中的湿度将恒定不变。当温度发生
% v$ X" ]& j! r1 F$ H过高 ,不仅严重降低设备的绝缘强度 ,而且水分的
+ r! Q5 q3 ~; S) k/ G5 A变化时 ,原有的平衡被破坏 ,直至达到新的条件下
8 F- k. V8 L6 n' a7 A存在还会促进 SF6 在电弧作用下的分解 ,以及分
的平衡。
解产物的水解 ,这是构成设备内部绝缘性能劣化
假使在温度 T1 , T2 时,设备中气固两相水分
- J$ U1 q1 o! T% u5 G和设备腐蚀的主要原因。此外 ,若 SF6 中含的水
5 V& B2 h# ?$ M. s- ]1 ?( T- V9 I子运动达到平衡,SF6气体中水蒸汽的分压分别是
3 J* r* L% h* x3 @( j4 n& e分较多 ,当温度降低时水分可能会在绝缘表面凝
P1 和 P2 ,根据克劳修斯 —克拉贝龙方程可以导
结成露水 ,降低设备绝缘 ,所以必须严格控制 SF6
- N) D' ?* K6 `( x出:
电气设备内的气体湿度。在多年的气体湿度监测
% n+ v1 U4 N  b  J2 U" VP - ΔH ( T - T )
! {* e1 p& Q/ F中 ,发现设备内 SF6 气体湿度受运行环境温度影 1 S1 2 1
= (1)
P2 RT1 T2
4 j7 w* R) x9 B* h2 F( D: j3 S1 {响很大 ,而 GB/ T8905 - 1996 中 SF6 的湿度标准是
( K6 g+ L2 {- F' c2 [# I! z$ m, ]式中ΔHS1 ———固相吸附热;
20 ℃的值 ,但测试温度往往不是 20 ℃,有的甚至
2 ?2 Z! g3 S; ?1 m+ |* k1 V+ `　R ———摩尔气体常数。
与20 ℃相差很大 ,这就给 SF6 电气设备的监督和
2 T9 E$ f/ ~  b) X' k若固相中含有的水分足够多时 ,SF6 气体中
4 t+ U5 [' A, r验收带来了困难。本文就设备中 SF6 气体湿度受
水的分压可以分别达到该温度下水的饱和蒸汽
运行环境温度影响的情况进行了分析。
8 I% x% F" M- i; s7 Y& a压 P1B 和 P2B , 则根据式(1)得1B - ΔHS2 ( T2 - T1) P1B , P2B 可以从饱和蒸汽压的参数表中查到。表
= (2)
' V8 g: s  _. J+ S0 ^% UP2B RT1 T2
" m- z5 ?7 J: Q- R' o/ k7 w5 C1 中列举了0～41 ℃范围内水的饱和蒸汽压。
　　在较小的温度变化范围内 ,ΔHS1 与ΔHS2 可
以近似相等,则由(1) 、(2) 两式得:
P1 P1B
3 w! m' g. v9 i6 T= (3)
0 m' l! N4 r( tP2 P2B
　　对于 SF6 电气设备 ,由于水蒸汽的分压 Pw 相
' d0 X& x( M5 s对于 SF6 气体的分压 PL 要小得多 ,所以有:
PG = Pw + PL ≈ PL
P1 P2
则由 X1 = , X2 = 得:
+ R6 U2 o$ u/ \PG PG
* l7 }) C- f+ H% N% |+ f1 V) WP1 P2
X1 = , X2 =
& ^- n* F# u; u" ~) M4 i2 D& nP1L P2L
: a; s4 h4 ^3 g" y0 n. i2 ^X1 P1 P2L
则有: 　 　 　 = · (4)
X2 P2 P1L
将(3)带入(4)式得:
X1 P1B P2L
= · (5)
X2 P2B P1L
$ r$ a5 d( Z- q' ^式中 X1 , X2 ———T1 , T2 温度下 SF6 气体的湿度
' l. |* `! c$ F+ W+ R' @+ h(体积比) ;
图1 　SF6 的状态参数曲线
/ X, ~$ {/ ]. ~; l1 ^P1G, P2G ———T1 , T2 温度下设备内气体的
工作压力;
　　对于有压力表的电气设备 ,(8)式可简化为:
, ]. W) {* l. ?/ D8 s. ^P1L , P2L ———T1 , T2 温度下 SF6 气体的绝对
P2B P1Y
( H$ Z! u; F$ j$ v- |# y  v! k; U· · ( )
分压力。 X2 = X1 9
P1B P2Y
, Z1 L! E8 _3 U5 q  c( L  c; |　　因为一般 SF6 电气设备中 SF6 气体的压力为
式中 P1Y, P2Y ———T1 , T2 温度下 SF6 电气设备上
5 T3 Y+ y* y$ x8 g) i" u4 m5 }" S0152 MPa ,密度较大 ,所以不能视为理想气体 ,在 压力表的读数。
实际应用中只能采用实际气体状态方程来进行计
' a& M2 @0 [; x( y5 ~: }/ J) ]从(9)式中可以看出 ,温度对设备中 SF6 气体
算 ,比较实用的是Beattie —Bridgman公式:
湿度的影响情况与设备的技术参数和产品质量有
- 3 2
P = 0.58 ×10 ρT(1 + B) - ρA (6)
密切的关系。设备中 SF6 气体的额定压力越大 ,
6 o& _+ i- M, t3 u$ I$ r6 [' C- 1
式中 P———SF6 气体的压力 , ×10 MPa;
固体材料的含水量越小 ,运行环境温度对设备中
3
ρ ———SF6 气体的密度 ,kg/m ; 气体湿度的影响就越小 ,反之则越大。
T ———SF6 气体的温度 , K;
　电气设备中气体湿度受运行环境
5 g" ~& F- \2 ^  R5 Q3 k7 g' f4 Z- 3 - 3 3
A ———01764 ×10 (1 - 0.727 ×10 ρ) ;
) n9 j# J- ]9 ^3 g8 W9 @- F! r- 3 - 3 温度影响的特性曲线
0 c; E0 j& m4 |- r- kB ———2151 ×10 ρ(1 - 0.864 ×10 ρ) ;
5 f2 J  s( w+ b  M  Y7 D0 U9 {　　将(6)式带入(5)式得: 　　根据公式(8) ,将温度与湿度之间的关系绘制
- 3 2
X1 P1B 0.58 ×10 ρT2(1 + B) - ρA 成一组温度 —湿度曲线 ,如图2、图3 ,在实际应用
= · (7)
  p2 X" t, L; K; O5 G$ C  j5 A- 3 2
( [6 w- E( p7 ?; L  {8 j# RX2 P2B 0.58 ×10 ρT1(1 + B) - ρA 中可以根据该组曲线查得不同温度下 SF6 电气设
- 3 2
$ m, M( R  H+ n3 x. \# bP2B 0.58 ×10 ρT2(1 + B) - ρA 备中气体的湿度。
即 X2 = · - 3 2 ·X1
P1B 0.58 ×10 ρT1(1 + B) - ρA
(8) 4 　计算值与实测值的比较
　　此式即为在运行环境温度下 ,SF6 电气设备
哈三电厂5 组 SF6 断路器的气体湿度测试结
4 l, i$ e( ?6 J内气体湿度所遵循的变化公式。
) ?* Y* W+ S# n* ~  \) }; `5 I果见表2 ,表3 是以表2 的测试结果作为 X1 ,根据
7 `7 ~0 r1 m  n  r  s; R; p* V在工程应用中 ,我们可以根据 SF6 的状态参
公式(8) 计算1998 年5 月测试条件下的气体湿度
  a! B  g3 ]9 ~/ b' B+ p+ k数曲线(图 1) ,查得某一运行条件下设备内气体
X2 ,并与实测值进行比较。
的密度 ,并依据该运行温度下气体湿度测试值 ,计
算出设备在不同温度作用下的气体湿度。公式中表1　水的饱和蒸汽压(0～41 ℃)
' i) j7 w- Q  D9 dPa
# F- {$ ~) v5 s; ]2 R- T; _. P　　从表3 结果可见 ,测试对比的 5 组断路器当
中 ,测试值与计算值之间的偏差均小于 15 %,说明
测试值与计算值是基本相符的 ,同时证明设备内
) j6 c& O4 J6 W! g& p& c, qSF6 气体湿度与运行环境之间的关系是遵循公式
(8)的。在试验中可根据此变化规律来监测设备
中的气体湿度 ,以保证设备的安全运行。
7 w5 m. Z4 \# M( Y; Y测试值与计算值存在偏差的原因 ,一是设备
! p4 E3 M- x: {3 `图3　温度—湿度曲线
内气固两相中的水分子分配不能达到完全平衡;
0 A6 k! y8 `; |# `表2　1997 - 06 SF6 气体湿度测试结果
二是不同设备当中的固体材料不完全相同 ,对水
μ
4 i# R. C' }1 G8 c  F( Q" w9 i设备编号 相别 环境温度 t ( ℃) 气体湿度 Vr ( L/L)
分子的吸附能力不同;三是存在着测试误差。
/ M2 d1 D1 R0 |' tA 2210 6214
2230 B 2210 8616 5 　结论
5 u. Y1 w# o( N* w" BC 2210 4719
8 w% c/ G( @4 Y9 ]: O0 f经过以上分析 ,我们得到了 SF6 电气设备内
1 F, k7 w+ w$ T, a0 j- iA 2710 6312 气体湿度受运行环境温度影响所遵循的变化公
5 ~* x) X) g1 E, k' n. z% w+ O* d2240 B 2710 6117 式
  K! I) h  w. c! m,并通过现场实验得到了验证。将测试值换算
C 2710 5417
到20 ℃的值后 ,与标准值相比较 ,可以判断出设
4 s4 o2 `' W& {* E' s6 r8 ?A 2510 7915 备内气体湿度的真实情况 ,这在 SF 电气设备的
7 }/ Q7 d( R# `7 m) a; m6
1 j2 ^6 e$ B- `5 S& `2242 B 2710 12216 交接验收及监督检测工作当中具有重要的意义。
& O  }* a1 S3 i; X, ?4 Z, }C 2710 7812

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很抱歉!上传的不清楚,附件又上传不上去!
) O# r7 f, B- m% y; M: W: S/ b, M, _3 O所以你搜索下面文献,或许你可以找到答案:

6 Y4 y+ }4 @0 p1 z- {* D8 W* D环境温度对六氟化硫气体湿度的影响
Effect of Ambient Temperature on Humidity of SF6 Gas
李国兴
6 u1 Z: @# L' W6 E(黑龙江省电力科学研究院 , 黑龙江 哈尔滨 150030)

ducksir

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