《六氟化硫气体中矿物油、可水解氟化物、酸度的现场检测方法》

ICSxx.xxx

Fxx

备案号：xxxxx-201xDL

中华人民共和国电力行业标准

DL/Txxx—201x

六氟化硫气体中矿物油、可水解氟化物、酸度

的现场检测方法

On-sitedeterminationofmineraloil,hydrolysablefluorideandacidityinsulphur

hexafluoride

（征求意见稿）

（本稿完成日期：2017年2月）

201X-xx-xx发布201X-xx-xx实施

国家能源局发布

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六氟化硫气体中矿物油、可水解氟化物、酸度的现场检测方法

1范围

本标准规定了六氟化硫气体中矿物油、可水解氟化物、酸度的现场检测方法。

本标准适用于六氟化硫气体中矿物油、可水解氟化物、酸度的现场检测，六氟化硫气体中矿物油、

可水解氟化物、酸度的实验室检测可参照本方法。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T12022工业六氟化硫

GB/T8905六氟化硫电气设备中气体管理和检测导则

DL/T919六氟化硫气体中矿物油含量测定法（红外光谱法）

DL/T918六氟化硫气体中可水解氟化物含量测定法

DL/T916六氟化硫气体酸度测定法

3方法原理

3.1矿物油含量测定方法原理

六氟化硫气体矿物油含量的测量，通过半透膜分离出六氟化硫（SF6）气体中矿物油，再用红外传

感器的方法进行吸光度的测量，测量装置如图1所示。其原理是：以固定面积的半透膜过滤定量体积的

六氟化硫气体，测量吸收后半透膜的吸光度，根据质量-吸光度工作曲线，得到对应吸光度下半透膜增

加的质量m再计算出矿物油含量。

图1六氟化硫气体矿物油含量测定装置示意图

2

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3.2可水解氟化物含量测定方法原理

六氟化硫气体的可水解氟化物含量，通过测量气体吸收溶液中氟离子浓度进行测量计算，测量装置

如图2所示。其原理是：用碱液吸收六氟化硫气体中的可水解氟化物，并进一步调节吸收液的pH至5~8

之间，用氟离子选择电极来测定溶液中的氟离子浓度，从而计算出六氟化硫气体中可水解氟化物的含量，

结果以氢氟酸（HF）的质量和六氟化硫气体质量比表示（μg/g）。

图2六氟化硫气体可水解氟化物含量测定装置示意图

3.3酸度测定方法原理

六氟化硫气体的酸度，通过测量气体吸收溶液的pH进行测量计算，测量装置如图3所示。其原理

是：先用配制的硫酸溶液中和固定体积的氢氧化钠溶液，至混合液的pH为7~9范围内的某精确值，记

录消耗的硫酸溶液的体积及此时混合液的pH值；用相同体积的氢氧化钠溶液吸收六氟化硫气体中的酸

性物质，吸收完成后加入上述中和氢氧化钠溶液所用相同体积的硫酸溶液，记录此时溶液的pH值，根

据两次pH值的变化计算出六氟化硫气体的酸度，结果以氢氟酸（HF）的质量和六氟化硫气体质量比表

示（μg/g）。

3

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图3六氟化硫气体酸度测定装置示意图

4测量装置与材料

4.1矿物油含量测量装置与材料

测量装置（见图1）由以下几个部分组成：

——红外光源：功率不低于4W；

——盐窗：在3250～2750cm-1范围内透光、无选择性吸收；

——红外检测器：任何适用的红外检测器；

——半透膜固定衬板：不锈钢多孔材料，半透膜通过卡口固定，方便更换，半透膜孔径为0.01μm；

——压力传感器：测量范围为0～500kPa，精度不低于±0.01kPa；

——吸收腔：不锈钢或聚四氟乙烯材料，被半透膜分隔为左右两腔，容积约为80mL。

4.2可水解氟化物含量测量装置与材料

测量装置（见图2）由以下几个部分组成：

——氟离子选择电极：精度不低于±0.01ppm；

——pH选择电极：精度不低于0.1pH；

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——吸收池：不锈钢或聚四氟乙烯材料，体积为120mL，长宽比为8:1；

——压力传感器：测量范围为0～500kPa，精度不低于±0.01kPa。

测量材料包括以下两种：

——氢氧化钠溶液：约0.02mol/L，配制方式为在100mL烧杯中，称取1.60g分析纯氢氧化钠（精

确到0.05g），用纯水完全溶解，转移到2000mL容量瓶中并稀释至刻度；

——硫酸溶液：约0.0033mol/L，配制方式为在100mL烧杯中装入适量纯水，称取浓硫酸0.68g

（精确到0.01g），转移到2000mL容量瓶中并稀释至刻度。

4.3酸度测量装置与材料

测量装置（见图3）由以下几个部分组成：

——pH选择电极：精度不低于0.01pH；

——吸收池：不锈钢或聚四氟乙烯材料，体积为120mL，长宽比为8:1；

——压力传感器：测量范围为0～500kPa，精度不低于±0.01kPa。

测量材料包括以下两种：

——氢氧化钠溶液：约0.02mol/L，配制方式为在100mL烧杯中，称取1.60g分析纯氢氧化钠（精

确到0.05g），用纯水完全溶解，转移到2000mL容量瓶中并稀释至刻度；

——硫酸溶液：约0.0033mol/L，配制方式为在100mL烧杯中装入适量纯水，称取浓硫酸0.68g

（精确到0.01g），转移到2000mL容量瓶中并稀释至刻度。

5测量方法及步骤

5.1矿物油测量方法及步骤如下：

a）在矿物油测量装置内的半透膜固定池中，如图1所示，装入半径为r2的半透膜；

b）记录在气量计处的起始温度t矿1、大气压力p矿1和体积读数V矿1,以不超过20L/h的流速从进气口通

入约10L六氟化硫气体，记录气量计处的终结温度t矿2、大气压力p矿2和体积读数V矿2（读准至0.025L）；

c）记录半透膜3250～2750cm-1的光谱图，测定2930cm-1吸收峰的吸光度，依据m—A工作曲线上得

到该吸光度对应的矿物油质量m矿。

5.2可水解氟化物测量方法及步骤如下：

a）在可水解氟化物测量装置的吸收池内，如图2所示，加入30mL氢氧化钠溶液；

b）记录在气量计处的起始温度t氟1、大气压力p氟1和体积读数V氟1，以不超过20L/h的流速，向

吸收池内通入总量约10L的六氟化硫气体，记录气量计处的终结温度t氟2、大气压力p氟2和体积读数

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V氟2（读准至0.025L）；

c）向吸收池内加入硫酸溶液中和，调节pH至5～8，记录加入硫酸溶液的体积V氟酸，

d）读取此时溶液中氟离子选择电极的数值，依据工作曲线得到溶液中氟离子的浓度n氟。

5.3酸度测量方法及步骤如下：

a）在酸度测量装置的吸收池内，如图3所示，加入30mL氢氧化钠溶液；

b）向吸收池内加入硫酸溶液，调节溶液pH至7～9范围内某一精确值，记录此时加入硫酸溶液的

体积V酸酸及溶液的pH值pH酸1；

c）排尽吸收池内溶液，通入纯水冲洗干净，再向吸收池内加入30mL氢氧化钠溶液；

d）记录在气量计处的起始温度t酸1、大气压力p酸1和体积读数V酸1，以不超过20L/h的流速，向

吸收池内通入总量约10L的六氟化硫气体，记录气量计处的终结温度t酸2、大气压力p酸2和体积读数

V酸2（读准至0.025L）；

e）向吸收池内加入步骤b中相同体积V酸酸的硫酸溶液，读数稳定后，记录此时溶液的pH值pH酸2。

6结果计算

6.1六氟化硫气体体积的校正

1

(p1p2)293

V2V（1）

C1

101325273(tt)

212

式（1）中：

p1、p2——起始和终结时的大气压力，Pa；

t1、t2——起始和终结时的环境温度，℃；

V——六氟化硫气体的体积，L。

6.2六氟化硫气体中矿物油含量结果计算

a）式（1）计算在20℃和101325Pa时（V矿2-V矿1）体积的六氟化硫气体的校正体积V矿（L）；

b）按式（2）计算矿物油总量在六氟化硫气体试样中所占的百万分率（μg/g），即：

6

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2

mr

矿2103

2

r1

O矿（2）

6.16V矿

式（2）中：

O矿——六氟化硫气体中矿物油的含量，μg/g；

m矿——实测吸光度在工作曲线上读出的矿物油质量，mg；

——做工作曲线时所用半透膜的半径，；

r1mm

——检测时所用吸收矿物油的半透膜的半径，；

r2mm

6.16——六氟化硫气体密度，g/L。

6.3六氟化硫气体中可水解氟化物含量结果计算

a）按式（1）计算在20℃和101325Pa时（V氟2-V氟1）体积的六氟化硫气体的校正体积V氟（L）；

b）按式（3）计算六氟化硫气体中可水解氟化物含量（以氢氟酸μg/g表示）：

6

2010n氟V氟酸0.03

HF氟（3）

6.16V氟

式（3）中：

HF氟——六氟化硫气体中以氢氟酸（HF）质量比表示的可水解氟化物含量，μg/g；

n氟——溶液中的氟离子浓度，mol/L；

V氟酸——可水解氟化物测定时加入的硫酸溶液的体积，L；

20——氢氟酸摩尔质量，g/mol；

0.03——吸收用氢氧化钠溶液的体积，L；

6.16——六氟化硫气体密度，g/L。

6.4六氟化硫气体中酸度含量结果计算

a）按式（1）计算在20℃和101325Pa时（V酸2-V酸1）体积的六氟化硫气体的校正体积V酸（L）；

b）按式（4）计算六氟化硫气体中酸度含量（以氢氟酸μg/g表示）：

6

HV酸酸0.032010