应用色谱法分析测试SF6气体纯度.pdf

产 品 与 解 决 方 案 应用色谱法分析测试 S F 6 气体纯度 吴奇宝 江桂荚 2 ( 1 泉州电业局，福建 泉州 3 6 2 0 0 0 ；2 福建宁德 电业局，福建 宁德 3 5 2 1 0 0 ) 摘要 论述 了 s F 气体纯度检测的必要性及 目的，通过实例检测，说明应用现有变压器油色 谱分析仪检测出 S F 气体 中的N： 和 O ： 组分含量，从而估算 s F 气体纯度方法的可行性，对基层开 展 s F 气体纯度 的检测不失为一种有益的补充，具有很高的实际应用价值。 关键词：变压器油色谱分析仪；S F 气体纯度；N： 、O 2 组分含量 近几年来对 S F 气体中的湿度和分解产物的检 测 得 到 了广 泛 的认 可 ，在 现场运 行设 备 的缺 陷判 断 中得到了成功的应用，已成为六氟化硫气体绝缘设 备状态监测和故障诊断的有效手段，特别是对分解 产 物 的种类 和含量 的检 测在判 断六 氟化硫 电气 设备 故障 的性质 和程度 方面 发挥 了重要 的作用 。但 基层 单位对于 S F 气体纯度 ( 空气含量)的检测则开展 不甚 理想 ，这 既有规 程本身 规定 不够 明确 ，也 有基 层单 位认识 不到位 、检测仪 器配置不 到位等 因素 。 1 S F 6 气体纯度检测的必要性 1 1 S F 6 气 体 的优 良特性 】 众所 周知 ，S F 气 体较之 其它气 体 ，具有优 良的 绝 缘性 能和灭 弧性能 ，当 电气 设备 中所充 S F 气 体 纯度不足，将显著降低其绝缘能力及灭弧能力，其 优 良特 性主要表 现在 ： 在均匀电场、相同气压下，s F 的绝缘强度约为 空气 的 2 5 3倍 。S F 的灭弧 能力约 为空气 的 1 0 0 倍 ，S F 6的燃 弧 时 问为 8 p s ，而 N 2的燃 弧 时 间为 2 2 0gs 。 s F 中混有空气、 氮气等不纯气体或导电微粒时， 则可显著 降低其绝缘能力，使击穿电压明显降低。 S F 6 气体 中含有 空气 ( O 2 、 N2 )会造 成灭弧 过程 中 S 和 F 的不 完全 复合 ， 同时 由于 氧 的存 在 容 易生 成 S O 2 F 2 和 S OF 2 等有害 分解物 。 1 2 有关纯度 检测 的标准及规 定 ( 见表 1 ，包 括但 不仅 限于 ) 表 1 有关 S F 6 气体纯度检测的规定、标准 序 号 有关 标准 、规定 相 关条文 国网公 司：Q GDW 1 6 8 2 0 0 8输 变 电设 备状态检 修试 表 6 2 s F 气体成 分检测 试验项 目：S F 气体 纯度 l 验规程 ；DL T 3 9 3 2 0 1 0输变 电设备状态 检修试 验规程 要求 ：9 9 8 ( 质量分 数) 表 1 项 目：六 氟化硫 的质 量分数 ( S F ) ， 2 GB 1 2 0 2 2 - 2 0 0 6 工业 六氟化硫 指标 ：9 9 9 国家 电网生( 2 0 1 1 )1 2 2 3 号： 关 于印发 关 于加 气 体 第三 十二 条 ：交接 试验 时 ，应对 所有 断路 器 隔室进 行 s F 3 气体 纯度 检测 ，其 它 隔室可 进行 抽测 。所 测 结果应 满足 GB 绝 缘金属 封闭开关 设备全过 程管理重 点措施 的通知 1 2 0 2 2标准 的要求 。 国家 电网生 ( 2 O 1 2 )3 5 2号 ：关于 印发 国家 电网公司 1 2 1 2 9 S F 气 体注 入设 备后 必须进 行湿 度试 验 ，且应 对 4 十八项 电网重大 反事故措 施 的通 知 设备 内气体进 行 S F 纯度 检测 ，必要时进行 气体成 份分析 。 2 S F 6 气体 纯度检测 的 目的 造成运 行设 备中 S F 气体纯 度偏低 ，一般 是设 备 安装 充气 过程 中 的工 艺存 在 问题 ，所 以检测 s F 气 体纯 度 能很好 地反 映设备 安装 充气 的工艺流 程是 1 2 4 I q = l l t llt 2 o 1 3 年 第 1 2 期 否规 范 ，尤 其在交接 试验 中尤显重 要 。 1 )新 s F 6 气体纯度检验，判断新购 S F 气体质 量 是否符合 标准 。 2 )S F 电气新设 备交接纯 度检验 ，用 于检验 新 设备安装 、充气 等工艺是 否符合要 求 。 3 )运 行 中 S F 气 体纯 度变 化检 测 ，监视 运行 设 备 是 否 正 常 。包 括 运 行 中 设 备 补 气 工 艺 是 否 规 范 等 。 3 S F 6 气体纯度检测方法 目前 S F 气体纯度现场检测仪器主要有依据热 导原 理和 声速 原 理制 造 的检测 仪 器 。这类 仪器 要进 行校验 ，以检测空气里纯 S F 的百分 比来标定仪器 。 如果 出现 其 它气体 ( 例 如 C F ，分解 物 )其准 确度 可能会受到影响。对于高纯气体的纯度检测，一般 是通过测 出了气体中其它杂质组分含量 ，来计算出 气体 的纯 度 。 进行 s F 气体纯度测试，因为 S F 6 气体中，所 含杂质气体主要为空气，特别是运行中的设备 ，其 他气体相对于空气含量 ( N2 、O 2 )而言不在同一数 量级 ，在 现场测 试可 忽略 不计 。 产 品 与 解 决 方 案 应用色谱法开展 s F 气体纯度测试 ，只要能分 析 出 N2 、O 2 组分含 量 ，则基 本可 以确定 s F 气 体 的 纯 度 。 色谱分析条件：充分利用 目前基层单位开展变 压器油含气量测试所用色谱仪即可。 4 检 测 实例 2 0 1 1 年 5月 ， 在 1 1 0 k V变 G I S气 体检测 中 ， 发 现两 个刀 闸气 室气 体纯 度偏 低 ，进 行 了多次 的复 测，同时采用取气回实验室进行色谱分析检测其 中 的N2 、0 组分含量，数据见表 2和表 3 。从表中数 据如 1 9 0 2刀闸，色谱分析估算的纯度约为 8 3 8 ， 仪器检测纯度约为 8 3 6 ，由此可见，用色谱分析 的方 法检 测 出 N 2 、 0 ： 组 分含量 计算 纯度 的结果和 应 用纯度检测仪器的结果能够较好的吻合，满足现场 测试 的要 求 ，不影 响对测试 结果 的判 断。 表 2 纯度仪检测数据 变 变 试 验 日期 备 注 1 1 0 k V I I I I I 段 内桥 1 9 M1 刀 闸气 室 1 1 0 k V I I I 段 内桥 1 9 0 2 刀闸气 室 2 0 1 1 5 3 1 8 9 6 0 8 2 7 6 J H4 0 0 0 D一 4 气体 综合检 测仪 2 O l 】 6 8 8 9 6 O 8 2 2 8 J H4 0 0 0 D一 4 气 体综合检 测仪 2 O l 1 6 8 8 9 4 0 8 3 4 0 电科 院DI LO仪器 2 0 1 2 1 1 0 9 9 6 0 ( 处理 后 ) 8 3 6 5 J H4 0 0 0 D一 4 气体 综合检 测仪 表 3色 谱分析 法数据 组分 含量 ( I,t L L) 变 1 1 0 k V 1 I 段 内桥 1 9 M1 刀闸气 室 ( 处 理后 ) 变 1 1 0 k V I I I 段 内桥 1 9 0 2 刀 闸气 室 02 39 6 8 3 7 2 5 4 2 3 75 4l 73 0 N2 1 23 8 4 1 1 7l 4 1 1 9 4 73 1 1 8 8 91 O2 + N2 1 6 35 2 1 5 43 9 1 6l 8 48 1 6 0 6 21 纯度 9 8 - 3 6 9 8 4 5 8 3 8 2 8 3 9 4 为了方便现场工作，取气采用取气袋的方式， 为 了检验取气袋取气方式对检测结果的影响，进行 了新气 直接 从气 瓶 中取气 和使 用取 气袋 取气 两种 方 式 的比较 ，数 据如 表 4 ，从表 4数 据可看 出，使用 取气袋取气方式对检测结果的影响完全在允许范围 之 内，不 影 响对 检测 结果 的判断 。 表 4 新气数据 组分 含量 ( p ,L L) 新气 ( 瓶 装取气 ) 新气 ( 袋装取 气 ) J H