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
0 s3 u5 u9 o+ y) g; D$ n0 J6 a产品带压力表，有温度补偿功能，表压即２０度下的压力
% B4 e/ @* |7 N7 H4 c测试方法：露点法（冷镜）
5 _7 W% R8 @0 c1 h8 ~8 y7 N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 I6 ^$ [9 i8 i$ y& 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
" e* [  Y2 G3 v( 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
4 i% O" ?$ Y; {5 ]' ]1 　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
0 b0 y7 L* r. i- P1 w9 W) m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
& R: e0 x3 d: ]9 i; d9 a" n! }$ r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
: P* |) _& Y8 d) }/ U3 z1 Y文 章 编 号: 1002 - 1663(2000)0120033204 的水分完全清除。
Abstract: The problem of temperature measured in2 在充气过程中 ,充气管道和减压阀门中带有
. g. q1 |0 j7 q2 V  [comparable 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
! ?' Y/ E. K0 ytemperature in the SF6 electric equipment , and reliable
0 L  x: e7 T$ J% s- F% B环境温度的影响
data is thus made available for monitoring the SF6 elec2
  _3 p; d0 k2 J" d8 J, R" z4 ttric equipment. 　　在 SF6 电气设备中 ,固体有机绝缘材料、瓷套
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 ,
1 e0 Q+ j! q0 j6 T' jture; 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
+ _/ E  v% r2 j' Z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
5 p+ Q9 |5 U- O" T' f+ E) U, ~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
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
的平衡。
9 e, a9 b3 G! ~7 ^: P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
和设备腐蚀的主要原因。此外 ,若 SF6 中含的水
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
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
5 G+ `- F6 n) u$ l8 w- i0 h出:
  `$ N3 u/ R( H3 x1 ^! D' W6 S电气设备内的气体湿度。在多年的气体湿度监测
P - ΔH ( T - T )
( U0 ^5 y7 R! Z0 ^0 w, E8 D中 ,发现设备内 SF6 气体湿度受运行环境温度影 1 S1 2 1
= (1)
: T3 G# |' h5 t( G' ?# vP2 RT1 T2
响很大 ,而 GB/ T8905 - 1996 中 SF6 的湿度标准是
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
　R ———摩尔气体常数。
2 c, ?/ s% G  j+ U2 B$ K与20 ℃相差很大 ,这就给 SF6 电气设备的监督和
) v- u5 ^/ @+ b- c" V6 E若固相中含有的水分足够多时 ,SF6 气体中
8 x# [  i3 y: C+ p+ w: H$ m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
: v+ W0 O' Z& h: F* f+ J& x运行环境温度影响的情况进行了分析。
5 y( O9 y7 D! J) a% B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
0 w& P* c, _2 _7 V= (2)
P2B RT1 T2
* {. |' K" ^+ T" F- k8 ]) x. Y* k1 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:
' @1 u7 ?1 F2 U, H. h3 kP1 P1B
* O+ z/ L" W* [= (3)
# Y7 p7 r( o; mP2 P2B
- ~  g, X# {, D5 }; m- s: D　　对于 SF6 电气设备 ,由于水蒸汽的分压 Pw 相
* y3 K; g% ?8 y6 ?) `对于 SF6 气体的分压 PL 要小得多 ,所以有:
4 J" Q2 s& V! \; @. O9 ePG = Pw + PL ≈ PL
P1 P2
" Y2 W: ~$ L# D7 i则由 X1 = , X2 = 得:
' j' I0 V8 J( mPG PG
P1 P2
& |& A2 I$ X; [5 R* TX1 = , X2 =
P1L P2L
1 I, V" W6 ~) X/ SX1 P1 P2L
则有: 　 　 　 = · (4)
X2 P2 P1L
将(3)带入(4)式得:
X1 P1B P2L
= · (5)
X2 P2B P1L
" ?8 u3 p6 L. ]" H" a式中 X1 , X2 ———T1 , T2 温度下 SF6 气体的湿度
(体积比) ;
图1 　SF6 的状态参数曲线
P1G, P2G ———T1 , T2 温度下设备内气体的
' N1 }9 F# q6 h" u( {1 X工作压力;
2 ~0 b7 ^/ N/ |1 a: W　　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
* Y+ E. g& H, ^2 }P2B P1Y
· · ( )
; E8 j9 g6 x# M$ U3 y  ?& A分压力。 X2 = X1 9
P1B P2Y
8 u7 W& }8 D- R* Y1 K　　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
4 |9 G/ {( k0 E1 K, a! g' M5 z0152 MPa ,密度较大 ,所以不能视为理想气体 ,在 压力表的读数。
( t" P; y- f6 R, X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
! x' E# h+ L9 u) G  E7 D* L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
4 s0 O' j; T7 p+ UP = 0.58 ×10 ρT(1 + B) - ρA (6)
% L4 B/ W4 b5 U% z# z( h3 F密切的关系。设备中 SF6 气体的额定压力越大 ,
- 1
式中 P———SF6 气体的压力 , ×10 MPa;
( x- N+ L! }' Q. {5 C4 k  \固体材料的含水量越小 ,运行环境温度对设备中
3
  ?5 m: o* N- Kρ ———SF6 气体的密度 ,kg/m ; 气体湿度的影响就越小 ,反之则越大。
) z/ e. N$ g. j; o' t% T* [T ———SF6 气体的温度 , K;
　电气设备中气体湿度受运行环境
  \, A1 l' R6 h% e2 C2 q' G% M- 3 - 3 3
5 n: v# Z; b( Y( N+ W; J1 c; wA ———01764 ×10 (1 - 0.727 ×10 ρ) ;
- 3 - 3 温度影响的特性曲线
  h! d$ l' f( m. ^9 b+ R1 oB ———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
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
* \/ y! g) k" M9 w. A. @) o. h= · (7)
! p" o+ B6 K7 x" z9 [- 3 2
* n8 l- p+ J$ \/ s2 M4 ?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
" `& Q( x& J8 g' P2 }9 O- 3 2
P2B 0.58 ×10 ρT2(1 + B) - ρA 备中气体的湿度。
1 T5 {/ ~( j- F: c; q" @即 X2 = · - 3 2 ·X1
P1B 0.58 ×10 ρT1(1 + B) - ρA
, N: Q+ ~. l0 z0 _(8) 4 　计算值与实测值的比较
. L, N- p/ G1 k# j. H0 b　　此式即为在运行环境温度下 ,SF6 电气设备
' U( H+ N. K. }2 @. ?哈三电厂5 组 SF6 断路器的气体湿度测试结
% n3 R, D( g1 r6 m1 {; r内气体湿度所遵循的变化公式。
3 b0 k1 \- m7 D/ w; U6 [. N0 N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
! ~! Z- ]! L& I公式(8) 计算1998 年5 月测试条件下的气体湿度
5 E6 S+ r3 R9 w  v( n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。
( w$ h6 N* |3 j) f( A# `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 ℃)
Pa
　　从表3 结果可见 ,测试对比的 5 组断路器当
4 v( j5 S. h/ b' }% ?" c6 h3 B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
SF6 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。
* r9 P+ v+ P; Z( _测试值与计算值存在偏差的原因 ,一是设备
2 J& m7 V, f% D$ i/ w图3　温度—湿度曲线
2 b3 }2 h2 J4 y+ ~9 X& C$ F内气固两相中的水分子分配不能达到完全平衡;
* d" s4 V( W3 M6 X# F+ B# Y表2　1997 - 06 SF6 气体湿度测试结果
9 @9 ?  v2 E0 x$ a# C' q! T$ P8 x, E二是不同设备当中的固体材料不完全相同 ,对水
3 K- ~/ c/ x9 c" Q' Rμ
设备编号 相别 环境温度 t ( ℃) 气体湿度 Vr ( L/L)
3 \: G  l2 Z. K1 V分子的吸附能力不同;三是存在着测试误差。
A 2210 6214
2230 B 2210 8616 5 　结论
C 2210 4719
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
9 G6 h; P/ x5 A$ y% I,并通过现场实验得到了验证。将测试值换算
C 2710 5417
" D0 x4 @7 e# I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
. {) f" z. I9 A$ V2 F$ F% T6
5 ~, F" ^! P8 ^2 B2242 B 2710 12216 交接验收及监督检测工作当中具有重要的意义。
& T& Y! @$ t; Q. j9 F' lC 2710 7812

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很抱歉!上传的不清楚,附件又上传不上去!
. P/ p) g) r: Z* [% A) B所以你搜索下面文献,或许你可以找到答案:

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
2 \. Z* }* Z/ z) m+ }- |* p7 O李国兴
# a; R/ `! f: y. S+ a- v  @(黑龙江省电力科学研究院 , 黑龙江 哈尔滨 150030)
% ?& v, E* g+ H$ P1 E" J2 r

ducksir

非常感谢，根据您的提示，我已经找到了这篇文章。大概看了下，很有用的。
0 y- t- S/ B7 J8 J# z# }' w