'n Kort Bespreking oor die Toetsing en Analise van Gas Mikrowater in SF6 Skakelaars

SF₆-sirkuitbrekers het uitstekende fisiese chemiese isolasie- en boogblusseigenskappe. Hulle laat 'n groot aantal opeenvolgende onderbrekings toe, het lae geraas en bied geen risiko van vonk vorming nie. Daarbenewens is hulle klein in grootte, lig in gewig, groot in kapasiteit en vereis min of geen instandhouding nie. As gevolg hiervan vervang hulle geleidelik tradisionele olievulde sirkuitbrekers en samengedrukte lug-sirkuitbrekers. Verder het hierdie sirkuitbrekers in medium-spanningsverdeling voordele soos geen herontbranding wanneer kondensatieve stroom onderbreek word en geen oorspanning wanneer induktiewe stroom onderbreek word, wat tot hul wye toepassing gelei het.

1 Eigenskappe van SF₆ Gas
1.1 Fisiese eigenskappe

Die molekulêre massa van SF₆ gas is 146.07, en sy molekulêre diameter is 4.56×10⁻¹⁰ m. Dit bestaan in 'n gasvormige toestand onder normale temperatuur en druk. By 20°C en een atmosferiese druk, is sy digtheid 6.16 g/L (ongeveer vyf keer dié van lug). Die kritieke temperatuur van SF₆ gas is 45.6°C, en dit kan deur kompressie vloeibaar gemaak word. Gewoonlik word dit in staal silinders in 'n vloeibare toestand vervoer. Reine SF₆ gas is kleurloos, reukloos, smaakloos, nie-toxis en nie-brandbaar nie.

1.2 Elektriese eigenskappe

(1) SF₆ is 'n elektronegatiewe gas (in staat om vry elektrone te absorbeer), met uitstekende boogblus- en isolasie-eienskappe. In 'n eenvormige elektriese veld onder een standaard atmosferiese druk, is die spanningsdruksterkte van SF₆ gas ongeveer 2.5 keer dié van stikstof.
(2) Reine SF₆ gas is 'n inert gas. Dit ontleed onder die werking van 'n boog. Wanneer die temperatuur 4000K oorskry, is die meeste ontleidingsprodukte enkel atome van swawel en fluor. Nadat die boog gedoop is, hergroepeer die grootste deel van die ontleidingsprodukte in stabiele SF₆ molekules. Daarvan reageer 'n baie klein hoeveelheid ontleidingsprodukte chemies met vry metaalatome, water en suurstof tydens die hergroepeerproses, en skep metaalfluoriede en fluoriede van suurstof en swawel.

2 Mikro-water toetsing van SF₆-sirkuitbreker gas
2.1 Betekenis van mikro-water toetsing

Die opsporing van die mikro-waterinhoud in die gas is 'n belangrike toetsitem vir SF₆-sirkuitbrekers. Nuwe SF₆ gas of gas in bedryf wat spoorhoeveelhede water bevat, sal direk die eienskappe van die gas beïnvloed. Wanneer die waterinhoud 'n sekere vlak bereik, is hidrolise-reaksies waarskynlik om te voorkom, wat suurlike stowwe produseer wat toerusting kan korrumpeer. Veral by hoë temperature en die werking van 'n boog, word giftige laefluoride maklik gevorm. Die resulterende fluorswawelverbindinge reageer met water om hoog korrosiewe hydrofluorsuur, swawelsuur en ander hooggiftige chemiese stowwe te vorm, wat die lewens van instandhoudingspersoneel bedreig en die isolerende materiale of metale van die sirkuitbreker korrumeer, wat lei tot isolasievermindering. Wanneer die sirkuitbreker buite geïnstalleer is en die temperatuur skerp daal, kan te veel water in die SF₆ gas op die oppervlak van die soliede medium konenseer, wat lei tot flitsoorgang. In ernstige gevalle kan dit lei tot die ontploffing van die sirkuitbreker.

2.2 Toetmetodes

(1) Gravimetriese metode: Na doorgang deur 'n droogmiddel, word die gewigverandering akkuraat gemeet. Hierdie metode het egter hoë operasionele vereistes en verbruik 'n groot hoeveelheid gas in 'n konstante temperatuur, konstante vochtigheid en stofvrye omgewing.
(2) Dew-punt metode: Wanneer die temperatuur van die toetssisteem iets lager is as die verzadigingstemperatuur van waterdamp (dew-punt) in die monstergas, kan die toetssisteem 'n elektriese sein gee. Na versterking en uitvoer, word die waterinhoud bepaal op grond van die dew-puntwaarde. Tans is hierdie metode 'n belangrike middel om spoorhoeveelhede water in SF₆ te meet, en dew-puntmeters word sowel binne- as buiteland vervaardig.

3 Bronne en beheer van vochtigheid in SF₆-sirkuitbreker gas
3.1 Bronne van vochtigheid in die gas

(1) Vir nuwe gas is die hoofbronne van vochtigheid: onvoldoende streng toetsing deur die gasvervaardigingsaanleg; nie-komplimaire bergingomgewings tydens vervoer; en te lange bergtyd.
(2) Vir elektriese toerusting gevul met SF₆ gas, is die hoofbronne van vochtigheid: die vochtigheid gebring deur die SF₆ gas self; die klein hoeveelheid residuële vochtigheid as gevolg van onvolledige reiniging van die gas voor belading; die vochtigheid wat oor tyd deur isolerende materiale, gelaste dele en komponente in die elektriese toerusting geleidelik vrygestel word; en die vochtigheid wat van buite deur toerustinglekke binnendring.

3.2 Beheermaatreëls vir die waterinhoud van SF₆ gas in SF₆-sirkuitbrekers

Verzeker streng kwaliteitstoetsing tydens die aanvaarding van nuwe gas; beheer die behandeling van isolerende dele; beheer die kwaliteit van sigtingdele; beheer die kwaliteit van absorbentia; beheer die operasie tydens gasbelading; versterk gaslekdeteksie tydens bedryf; en versterk die monitering en meting van gasmikrowater tydens bedryf.

4 Giftigheid van SF₆ gas

Wanneer SF₆ gas in elektriese toerusting gebruik word, of onder foute omstandighede of tydens normale boogonderbreking, kan dit ontleed om fluorida van suurstof en swawel, asook metaalfluoriedepoeiers, te produseer. Wanneer die inhoud van hidroliseerbare fluoride in SF₆ gas 'n sekere konsentrasie bereik, word die SF₆ gas giftig, en dit beïnvloed ook die isolasiekracht en boogblusprestasie van SF₆ gas in elektriese toerusting.

Onder die werking van vonkafgifte en boog, sal SF₆ gas sirkuitbrekers uitermate giftige gasse deur ontbinding en ionisasie produseer. Aangesien hierdie gasse kleurloos en reukloos is, is dit moeilik om hulle op te spoor. Verder, met 'n digtheid van 6.16 g/L (ongeveer vyf keer dié van lug), kan sommige giftige en skadelike gasse wat tydens monitering geproduseer word, naby die grond in die swaarwegkamer ophoop. Dit maak dit maklik vir potensiële vergiftiging van werkers tydens die ontmanteling, groot herstel, of mikro-water toetsing van die gas, wat 'n groot bedreiging vorm vir die fisiese en emosionele gesondheid van werkers en die veilige bedryf van toerusting.

Byvoorbeeld, as 'n SF₆ gaslek monitering en alarmstelsel en 'n kwantitatiewe SF₆ gaslek detector nie in die SF₆ swaarwegkamer geïnstalleer is nie, is dit onmoontlik om te weet of die SF₆ konsentrasie binne die veiligheidskriterium val. Ervaring wys dat selfs in 'n omgewing met baie spore ontleidingsprodukte, kan werkers pynlike of ongemaklike gasse ervaar, wat duidelike irritasie aan neus, mond en oë kan veroorsaak. Gewoonlik, na vergiftiging, kan simptome soos traan, niezen, loopneus, 'n branderig gevoel in die neuskanaal en keel, heesheid, hoest, duiseligheid, misselijkheid, borsttok, en ongemak in die nek voorkom. In ernstige gevalle kan shock selfs voorkom.

Daarom het die aanlyn monitering van SF₆ gaslekke 'n groot onderwerp in huidige tegniese navorsing geword. Byvoorbeeld, kan die uitlaatwaaier organies saam met die SF₆ gaslek alarmstelsel beheer word, sodat die uitlaatwaaier outomaties aangeskakel kan word wanneer die SF₆ gaslek konsentrasie die standaard oorskry, om die veiligheid van personeel en toerusting te verseker.

Die twee belangrikste moniteringitems vir SF₆-sirkuitbrekers is waterinhoud en lekdeteksie. As hul betroubaarheid beïnvloed word, sal dit ook die omgewing besoedel. Daarom het die monitering van mikro-water en lekdeteksie van SF₆-sirkuitbrekers in bedryf baie aandag ontvang.

(3) Elektrolysetechniek: Dit kan die vochtigheid in die gas afwisselend of kontinu meet. Daar is ander metodes vir mikro-water toetsing van SF₆ gas, soos die piezo-elektriese kwartskwas-trillingmetode, adsorpsie-kalorimetrie en gaschromatografie. Owing to the high cost of the instruments or technical limitations, they have not been widely promoted and applied.