Khí SF6 có tính chất vật lý và hóa học ổn định, đặc tính cách điện và dập tắt hồ quang tuyệt vời, được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị điện cao áp. Bài báo này giới thiệu các phương pháp kiểm tra phát hiện thông thường của khí SF6.
1. Phát hiện rò rỉ khí SF6
Nguyên nhân chính của việc rò rỉ gas là do vết nứt hoặc làm kín yếu ở bề mặt làm kín, các mối hàn và các mối nối đường ống. Để phát hiện rò rỉ khí SF6, phải sử dụng thiết bị phát hiện rò rỉ chuyên dụng.
Nếu có một lượng lớn khí SF6 rò rỉ, người vận hành không được ở trong phạm vi 10m tính từ điểm rò rỉ. Chỉ sau khi thực hiện các biện pháp để ngăn chặn sự rò rỉ mới có thể vào khu vực đó. Nếu có trục trặc bên trong thiết bị, phải có các sản phẩm phân hủy hồ quang SF6 trong thùng chứa. Sau khi mở vỏ để lấy ra, nếu bạn có thể chạm vào các bộ phận bị nhiễm bẩn trong quá trình thử nghiệm, bạn phải sử dụng mặt nạ phòng độc và mặc quần áo bảo hộ lao động.
Để đảm bảo an toàn cho người lao động khi vào phòng máy cắt SF6, phòng phải được thông gió. Theo yêu cầu, nồng độ oxy trong không khí không được nhỏ hơn 18%.
Khi phát hiện rò rỉ, hãy tuân thủ nghiêm ngặt hướng dẫn sử dụng sản phẩm. Các đầu dò dò rò rỉ không được phép ở trong SF6 nồng độ cao trong thời gian dài, nhưng chúng thường bị bỏ qua trong quá trình làm việc. Một khi đầu dò chạm vào khí SF6 nồng độ cao, kim đo ngay lập tức đầy thang đo và báo động mạnh. Trong trường hợp này, hãy để đầu dò ngay lập tức và đặt nó vào một khu vực sạch sẽ, sau đó kiểm tra xem có rò rỉ hay không sau khi tay trở lại bình thường.
2. Phát hiện hàm lượng nước SF6
Bộ ngắt mạch có yêu cầu nghiêm ngặt về độ tinh khiết và hàm lượng nước của SF6. Trong trường hợp phóng điện bề mặt bên trong, nhiều loại sản phẩm phân hủy SF6 sẽ được tạo ra và hơi ẩm trong khí quyển cũng sẽ xâm nhập vào thiết bị cách nhiệt bằng khí trong quá trình hoạt động bình thường. Ở áp suất không khí cao hơn, độ ẩm quá mức có tác động nghiêm trọng đến điện áp phóng điện bề mặt của các bộ phận cách điện rắn trong thiết bị cách điện bằng khí và thậm chí có thể gây ra tai nạn phóng điện bề mặt bên trong. Một số tạp chất hoạt động, chẳng hạn như HF, SO2, vv, có tác dụng ăn mòn các thành phần khác nhau trong thiết bị cách nhiệt bằng khí. Một số sản phẩm phân hủy quy mô nhất định cũng độc hại. Một khi bị rò rỉ, chúng sẽ gây ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng đến sức khỏe của người lao động. Độ ẩm quá cao sẽ làm giảm độ bền cách nhiệt của thiết bị cách nhiệt bằng khí. Vì vậy cần đảm bảo khí SF6 nạp vào thiết bị điện đạt tiêu chuẩn. Trong quá trình nạp, nghiêm ngặt ngăn không cho khí vào buồng khí.
Các quy định liên quan của quốc gia tôi&# 39 quy định rằng khí SF6 mới được sử dụng cho bộ ngắt mạch phải có độ ẩm ≤8ppm. Độ ẩm của khí SF6 trong bộ ngắt mạch trong quá trình vận hành và độ ẩm của khí đo được sau khi thử nghiệm đặc tính cơ không được vượt quá 150 ppm.
1. Phương pháp chất lượng
Trong phương pháp đo này, thể tích khí SF6 đo được được dẫn vào một ống nghiệm cân bằng có cân bằng magiê axit cao (hoặc photpho pentoxit) làm chất hút ẩm, và độ ẩm trong khí thu được từ sự tăng khối lượng của thí nghiệm. cái ống. Phương pháp này là phương pháp tuyệt đối, thường được gọi là phương pháp trọng tài, được sử dụng để xác minh và hiệu chuẩn độ chính xác ban đầu của các dụng cụ đo độ ẩm khác. Việc kiểm soát môi trường thử nghiệm, đo thể tích khí và cân hệ thống hấp thụ đều cực kỳ quan trọng.
2. Điện phân
Phương pháp điện phân sử dụng một cặp điện cực (bạch kim hoặc rhodi) được phủ một lớp axit photphoric để tạo thành một tế bào điện phân, và một hiệu điện thế một chiều không đổi được đặt giữa hai điện cực. Độ ẩm của khí đo được hấp thụ bởi chất hút ẩm (P2O5), và bị khử điện phân dưới tác dụng của dòng điện, giải phóng oxy và hydro. Khi sự hấp thụ và sự điện phân đạt tới trạng thái cân bằng, ta có thể sử dụng hệ thức giữa cường độ dòng điện và độ ẩm để thu được độ ẩm của chất khí. Phương pháp này là một phương pháp phổ biến và thiết thực. Dụng cụ đo có thể đọc trực tiếp phần khối lượng của hàm lượng nước vi mô. Hoạt động đơn giản và ổn định, thích hợp cho phân tích trực tuyến liên tục. Phương pháp điện phân có ít yếu tố gây nhiễu, tốc độ lặp lại dữ liệu và độ chính xác cao, vận hành đơn giản khi đo hàm lượng nước của khí SF6. Nó cho thấy tính ưu việt của nó đặc biệt là khi đo hàm lượng nước thấp. Tuy nhiên, khuyết điểm lớn nhất của phương pháp điện phân là hiệu suất điện phân của bình điện phân giảm dần theo thời gian sử dụng. Trong trường hợp bình thường, nếu hiệu suất điện phân thấp hơn 85% thì phải dừng điện phân.
3. Phương pháp điểm sương (phương pháp gương lạnh)
Phương pháp này để đo độ ngưng tụ và độ ẩm của hơi ẩm trong chất khí. Khí đo được đi qua một gương kim loại trong một bình kín, và độ ẩm của gương được theo dõi bằng tay hoặc với sự trợ giúp của tế bào quang học để duy trì sự ngưng tụ hơi ẩm ổn định. Khi nhiệt độ của hệ thống thử nghiệm thấp hơn một chút so với nhiệt độ bão hòa (điểm sương) của hơi nước trong khí cần thử nghiệm, hơi nước sẽ ngưng tụ. Nhiệt độ gương mà cặp nhiệt điện đo được là điểm sương. Từ công thức quy đổi hoặc bảng so sánh độ ẩm của điểm sương và độ ẩm của khí có thể nhận được độ ẩm trong khí. Thiết bị được sử dụng trong phương pháp điểm sương phức tạp hơn, yêu cầu nitơ lỏng làm chất làm lạnh và đắt tiền và cồng kềnh. Độ chính xác của phép đo có mối quan hệ lớn với chất lượng của chính thiết bị, điều này không thuận tiện cho việc sử dụng tại chỗ.
Ba, phát hiện độ tinh khiết của khí
Việc kiểm soát độ tinh khiết khí của thiết bị điện SF6 đang hoạt động là rất quan trọng. Mức độ tinh khiết của khí có ảnh hưởng lớn đến hiệu suất dập tắt hồ quang, độ bền cách điện và tuổi thọ của thiết bị điện.
Khí SF6 là một loại khí cực kỳ kém hoạt động. Liên kết cộng hóa trị flo-lưu huỳnh mạnh và độ âm điện cao của nguyên tố flo làm cho khí SF6 có đặc tính cách điện và dập tắt hồ quang rất tốt. Nói chung, khí SF6 rất khó bẻ khóa. Nhiệt độ nứt của nó là trên 2000K. Năng lượng phân hủy do plasma S- và F + yêu cầu cao tới 22,4ev và SF6 có thể bị phân hủy trong (10-5-10-4) giây sau khi phân hủy. Hợp chất khử nhanh trong thời gian, chỉ khi có một lượng nhất định H2O, O2 và các chất hữu cơ khác nhau hoặc các phân tử hơi kim loại bị tách ra khi đốt cháy trong khí SF6, nó sẽ tạo ra nhiều loại SF6 không thể thu hồi khác nhau (thành phần của nó rất phức tạp) . Các phương pháp phát hiện độ tinh khiết của khí SF6 thường được sử dụng bao gồm sắc ký khí và phân tích kết hợp sắc ký khí-khối phổ (GC-MS).
1. Phương pháp sắc ký khí
Nguyên tắc cơ bản của phân tích sắc ký khí là sử dụng sự chênh lệch về khả năng hấp phụ và giải hấp phụ của các phân tử của các chất khác nhau trong mẫu đối với một chất rắn nhất định (gọi là pha tĩnh trong công nghệ sắc ký). Khi mẫu khí ở trong một chất khí trơ nhất định (Khi đi qua pha tĩnh dưới băng tải gọi là pha động hay khí mang trong công nghệ sắc ký, mỗi thành phần trong đó sẽ rời pha tĩnh với tốc độ và thời gian khác nhau (gọi là thời gian lưu trong công nghệ sắc ký). Sử dụng các phương pháp chuyển đổi tín hiệu khác nhau để phát hiện chúng riêng biệt và ghi lại chúng trên sắc ký đồ. Tùy theo sự khác biệt của thời gian lưu, mỗi thành phần có thể được xác nhận định tính, chiều cao pic và diện tích của mỗi thành phần có thể được phân tích định lượng theo quang phổ.
2. Phân tích kết hợp sắc ký khí-khối phổ (GC-MS)
Phân tích sắc ký-khối phổ là tách mẫu khí bằng sắc ký đồ và sau đó xác định nó bằng phương pháp khối phổ, giúp cải thiện đáng kể độ nhạy của phép phân tích và phát hiện. Nguyên tắc cơ bản của phép đo khối phổ là ion hóa chất cần phân tích theo một cách nhất định để tạo thành nhiều loại ion có thành phần cụ thể, sau đó hút chúng ra và tập trung chúng thành chùm ion. Sau khi được tăng tốc, nó đi qua một điện trường hoặc (và) một từ trường. Tỷ lệ phí (M / e) là khác nhau, và chúng được phát hiện riêng biệt. Sau đó bằng cách so sánh với phổ chuẩn hoặc phân tích phổ theo đặc điểm của thành phần ion, nhằm đạt được mục đích phân tích định tính hoặc định lượng. Khối phổ có ưu điểm là độ chính xác, độ tin cậy, độ nhạy cao và đa mục đích.
Sử dụng sắc ký khí-phân tích khối phổ có thể phát hiện khoảng 1ppm SOF2, SOF4, CF4 và các sản phẩm phân hủy khí không phổ biến khác như COS, Si (CH3) 2F2.