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.
) A/ R+ H  x7 D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
测试方法：露点法（冷镜）
/ G4 K7 k% a$ I5 c; G  G7 @& s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．
! T/ O1 [% A  j/ B; u+ E5 l; |0 P$ h9 Q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
. y! D* P( @- V& w" B& z2 u5 kEffect of Ambient Temperature on Humidity of SF6 Gas
李国兴
(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
" j) n, @4 K7 w: I! i4 D* ?$ r$ D  N1 　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
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
( g3 H% K  Z, ?7 @. V' @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。
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
5 k# Q* z3 u4 G$ q  R+ U3 l  ~文 章 编 号: 1002 - 1663(2000)0120033204 的水分完全清除。
1 ^$ K0 b+ s9 k5 ~8 sAbstract: The problem of temperature measured in2 在充气过程中 ,充气管道和减压阀门中带有
comparable with standard temperature (20 ℃) due to 的水分均有可能被充入设备。
, x; `7 g6 Q2 O! Z8 n) t3 E7 s" e$ |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。
# Q+ T* J6 B% r9 _8 yanalysis of the effect of ambient temperature on the gas
  a# p% M/ m# x0 p) f7 J2 　SF6 电气设备中气体湿度受运行
5 L( C5 C1 ^3 p0 l* N% s- ]' Ltemperature in the SF6 electric equipment , and reliable
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
/ E0 E. |' B6 _/ {Key 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 ,
+ F( V- u4 b0 p/ Z& nture; humidity 且与 SF6 气体中的水分存在着动态平衡。当这些
固体材料对水分子的吸附速度大于水分子由于热
0 　前　言
运动而从固体材料中释放出来的速度时 ,SF6 气
" b- C2 _- U3 j! Y* X1 B; ~在 SF6 电气设备中 ,SF6 气体湿度是监督设备
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
& w2 ?$ v: N$ P+ t0 N态平衡 ,气体中的湿度将恒定不变。当温度发生
/ v# s4 J  ?$ z8 F6 J过高 ,不仅严重降低设备的绝缘强度 ,而且水分的
变化时 ,原有的平衡被破坏 ,直至达到新的条件下
存在还会促进 SF6 在电弧作用下的分解 ,以及分
1 S: o- u7 d; S% w) k# H的平衡。
4 ], s% l6 M/ X) f3 d' _( k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
& K' S# w2 \/ h; v和设备腐蚀的主要原因。此外 ,若 SF6 中含的水
# f$ L3 V" o# C9 f子运动达到平衡,SF6气体中水蒸汽的分压分别是
分较多 ,当温度降低时水分可能会在绝缘表面凝
! h3 r6 E8 C, N- tP1 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
出:
5 e: [3 z0 D, H" }% c4 ?  I, K电气设备内的气体湿度。在多年的气体湿度监测
! a* ]4 [5 Z( {& a* ]. UP - ΔH ( T - T )
1 L7 x( [2 B: p- e/ Q: I; I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
响很大 ,而 GB/ T8905 - 1996 中 SF6 的湿度标准是
* V( [% t1 G8 f- q) G" K式中ΔHS1 ———固相吸附热;
& J- M) O7 }: m9 x, E6 u0 o20 ℃的值 ,但测试温度往往不是 20 ℃,有的甚至
　R ———摩尔气体常数。
% z2 W- [9 F  }% l/ b与20 ℃相差很大 ,这就给 SF6 电气设备的监督和
# F' j3 n8 {7 S7 S5 l1 v若固相中含有的水分足够多时 ,SF6 气体中
5 R1 V2 F- W* {) b) R! g" _- T; e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
& O1 g& q* c$ q6 C( U+ V. E: o运行环境温度影响的情况进行了分析。
9 @2 q" L# L3 [* `% u' s# @/ K& x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
. Y8 g  }9 f; I: u9 G' P= (2)
$ T% H( [5 u  `9 ]4 q% SP2B RT1 T2
' p% Q7 r  B( N. D1 中列举了0～41 ℃范围内水的饱和蒸汽压。
9 t* k' N3 c0 {" x+ s7 n　　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)
P2 P2B
, ?4 i& ^* ]' U& Z0 a6 j* P　　对于 SF6 电气设备 ,由于水蒸汽的分压 Pw 相
$ @: B% a8 L" ~; r; b. Z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:
7 h1 H4 F' ~, G, |, Z( iPG PG
P1 P2
  k; |) T% v$ s9 b7 iX1 = , X2 =
P1L P2L
9 l, r# _9 ^, P2 u4 _* l4 BX1 P1 P2L
; }3 ~( T4 Y/ j则有: 　 　 　 = · (4)
1 _0 Q* A8 z; N% W1 \$ N0 tX2 P2 P1L
/ F4 g& i5 P" K& ~3 R" G将(3)带入(4)式得:
X1 P1B P2L
% D& \: t. Y7 I% E: i= · (5)
) R% c: {0 Z# m: E/ OX2 P2B P1L
) z; E4 G+ N% T/ R* Y0 G4 v; e2 n) `式中 X1 , X2 ———T1 , T2 温度下 SF6 气体的湿度
  j7 G  P5 `8 R  N. R(体积比) ;
, Q* I0 S" N! b- w图1 　SF6 的状态参数曲线
P1G, P2G ———T1 , T2 温度下设备内气体的
2 D, v0 f) ^  E工作压力;
* ~$ U( a4 G) X7 o　　对于有压力表的电气设备 ,(8)式可简化为:
P1L , P2L ———T1 , T2 温度下 SF6 气体的绝对
P2B P1Y
7 L6 O! F% ^; M- h, N2 x· · ( )
. Q. M% U7 k* c  m# m分压力。 X2 = X1 9
2 v7 q! }/ n2 m- l; EP1B P2Y
　　因为一般 SF6 电气设备中 SF6 气体的压力为
: |2 D6 U4 R* y' M* F式中 P1Y, P2Y ———T1 , T2 温度下 SF6 电气设备上
0152 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
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:
' Y& E: O' G( s5 a湿度的影响情况与设备的技术参数和产品质量有
- 3 2
/ x# D& Y4 p& r: X9 xP = 0.58 ×10 ρT(1 + B) - ρA (6)
6 c0 r4 W: y/ H2 v6 `4 f7 N* F/ H密切的关系。设备中 SF6 气体的额定压力越大 ,
. y, z& ^$ n# S0 h1 z9 p7 O6 Q$ Z) \- 1
式中 P———SF6 气体的压力 , ×10 MPa;
0 ?  j9 d0 E2 i- ~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。
' n/ b6 t+ ^( G7 @  `7 }1 [T ———SF6 气体的温度 , K;
　电气设备中气体湿度受运行环境
" a, j$ S0 }5 N( J- 3 - 3 3
6 f# w0 w  Q- v! YA ———01764 ×10 (1 - 0.727 ×10 ρ) ;
8 P2 D+ M$ g' U) i* ^- 3 - 3 温度影响的特性曲线
* U1 I0 r: N! @: ]# p3 D) UB ———2151 ×10 ρ(1 - 0.864 ×10 ρ) ;
　　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
  s! H) b3 b" H1 f8 B0 QX1 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)
- 3 2
X2 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
; m- F" W$ S' a* j9 |; D- x- 3 2
0 Y, O$ R( K; h) ]$ j7 jP2B 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
1 w  x) e3 s: R9 ]  T　　此式即为在运行环境温度下 ,SF6 电气设备
; e) W0 U3 a+ e, Y4 B哈三电厂5 组 SF6 断路器的气体湿度测试结
内气体湿度所遵循的变化公式。
! d6 c+ q( y0 @' ^+ T果见表2 ,表3 是以表2 的测试结果作为 X1 ,根据
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
数曲线(图 1) ,查得某一运行条件下设备内气体
4 L4 Q6 U0 E1 h: GX2 ,并与实测值进行比较。
  _5 ^$ K0 v  `的密度 ,并依据该运行温度下气体湿度测试值 ,计
9 _, B6 \% e. @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 ℃)
; Y& y0 k* p" P, G5 nPa
% j% H0 p9 m8 G+ j* Z1 x) t　　从表3 结果可见 ,测试对比的 5 组断路器当
9 `* r  J2 K5 j中 ,测试值与计算值之间的偏差均小于 15 %,说明
' ?7 ^8 N, F( Y/ N4 t测试值与计算值是基本相符的 ,同时证明设备内
+ {8 B; X( _/ t# ]" H( e: JSF6 气体湿度与运行环境之间的关系是遵循公式
9 B& d3 ]) p1 u3 x1 u  w(8)的。在试验中可根据此变化规律来监测设备
- o+ C2 k& |7 o6 V2 e中的气体湿度 ,以保证设备的安全运行。
测试值与计算值存在偏差的原因 ,一是设备
图3　温度—湿度曲线
6 |2 U* W4 `' M) i; o2 q内气固两相中的水分子分配不能达到完全平衡;
8 i0 L4 R1 ]6 F7 @8 B8 D8 G8 h& Y6 K表2　1997 - 06 SF6 气体湿度测试结果
4 l: n2 |( X8 k& n二是不同设备当中的固体材料不完全相同 ,对水
, U( x- i" b% Y5 Y; \μ
5 b2 P. m$ B8 ]& Q3 l' 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。
A 2210 6214
- |! D( r  g+ ]  A2230 B 2210 8616 5 　结论
6 q0 R/ d+ T* j; D2 j" }! L2 u2 @C 2210 4719
6 O; Q: C+ f. [经过以上分析 ,我们得到了 SF6 电气设备内
A 2710 6312 气体湿度受运行环境温度影响所遵循的变化公
2240 B 2710 6117 式
,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
A 2510 7915 备内气体湿度的真实情况 ,这在 SF 电气设备的
6
+ O; j$ [. P5 C  O9 L. R$ O6 d2242 B 2710 12216 交接验收及监督检测工作当中具有重要的意义。
C 2710 7812

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很抱歉!上传的不清楚,附件又上传不上去!
; d+ P$ o- ]/ a8 L( D. A* U所以你搜索下面文献,或许你可以找到答案:

% f4 x6 G9 y2 f9 c$ D' ~# e. s/ S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
8 F9 p/ ~' t. p6 G1 |李国兴
(黑龙江省电力科学研究院 , 黑龙江 哈尔滨 150030)

ducksir

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  v+ Z$ v/ o/ K