الغاز SF6 له خصائص فيزيائية وكيميائية مستقرة، وخصائص العزل ممتازة وخصائص ممتازة إطفاء القوس، ويستخدم على نطاق واسع في المعدات الكهربائية عالية الجهد. يقدم هذا المقال أساليب اختبار الكشف التقليدية للغاز SF6.
1. SF6 تسرب الغاز الكشف
السبب الرئيسي لتسرب الغاز هو الشقوق أو الختم الضعيف على سطح الختم واللحامات ومفاصل الأنابيب. للكشف عن تسرب الغاز SF6، يجب استخدام كاشف تسرب مخصص.
إذا كان هناك كمية كبيرة من تسرب الغاز SF6، المشغل لا يمكن البقاء ضمن 10M من نقطة التسرب. ولا يمكن إدخال المنطقة إلا بعد اتخاذ تدابير لوقف التسرب. إذا كان هناك عطل داخل الجهاز، يجب أن يكون هناك SF6 منتجات التحلل قوس في الحاوية. بعد فتح القشرة لإزالتها، إذا كنت قد تلمس الأجزاء الملوثة أثناء الاختبار، يجب عليك استخدام قناع الغاز وارتداء ملابس العمل الواقية.
من أجل ضمان سلامة العمال الذين يدخلون غرفة قاطع الدائرة SF6 ، يجب تهوية الغرفة. وفقا لمتطلبات, تركيز الأكسجين في الهواء لا ينبغي أن يكون أقل من 18٪.
في الكشف عن التسرب، اتبع بدقة دليل تعليمات المنتج. لا يسمح للمسابير كاشف تسرب البقاء في SF6 عالية التركيز لفترة طويلة، ولكن غالبا ما يتم تجاهلها أثناء العمل. بمجرد أن يلمس المسبار غاز SF6 عالي التركيز ، تكون إبرة المقياس كاملة النطاق على الفور والانزعاج قوي. في هذه الحالة، اترك المسبار على الفور وضعه في منطقة نظيفة، ثم تحقق من وجود تسرب بعد عودة اليدين إلى وضعها الطبيعي.
2. SF6 الكشف عن محتوى المياه
قواطع الدوائر لديها متطلبات صارمة على نقاء ومحتوى المياه من SF6. وفي حالة الوميض الداخلي، سيتم توليد مجموعة متنوعة من منتجات التحلل SF6، كما ستخترق الرطوبة في الغلاف الجوي المعدات المعزولة بالغاز أثناء التشغيل العادي. في ارتفاع ضغط الهواء، والرطوبة المفرطة لها تأثير خطير على الجهد فلاش أوفر السطح من أجزاء عازلة الصلبة في المعدات المعزولة بالغاز، وربما يسبب حتى حوادث فلاش أوفر الداخلية. بعض الشوائب النشطة، مثل HF، SO2، الخ، لها تأثير تآكل على مكونات مختلفة في معدات معزولة الغاز. بعض المنتجات التحلل مقياس هي أيضا سامة. وبمجرد تسربها، فإنها سوف تلوث البيئة وتؤثر على صحة العمال. الرطوبة المفرطة سوف تقلل من قوة العزل للمعدات المعزولة بالغاز. لذلك، فمن الضروري التأكد من أن الغاز SF6 المشحون في المعدات الكهربائية مؤهل. أثناء عملية الشحن، منع الغاز منعا باتا من دخول غرفة الغاز.
وتنص اللوائح ذات الصلة في بلدي على أن غاز SF6 الجديد المستخدم في قواطع الدوائر يجب أن يكون له محتوى رطوبة ≤8 جزء في المليون. يجب ألا يتجاوز محتوى الرطوبة لغاز SF6 في قاطع الدائرة أثناء التشغيل، ومحتوى الرطوبة للغاز المقاس بعد الاختبار الميكانيكي المميز 150 جزء في المليون.
1. طريقة الجودة
في طريقة القياس هذه ، يتم تمرير الحجم المقاس لغاز SF6 إلى أنبوب اختبار متوازن مع المغنيسيوم الحمضي العالي الوزن (أو خماسي أكسيد الفوسفور) كمجفف ، ويتم الحصول على محتوى الرطوبة في الغاز من الزيادة في كتلة أنبوب الاختبار. هذه الطريقة هي الطريقة المطلقة, غالبا ما تسمى طريقة التحكيم, تستخدم للتحقق ومعايرة الدقة الأصلية للصكوك قياس الرطوبة الأخرى. السيطرة على بيئة الاختبار ، وقياس حجم الغاز ، ووزن نظام الامتصاص كلها مهمة للغاية.
2. التحليل الكهربائي
تستخدم طريقة التحليل الكهربائي زوجا من الأقطاب الكهربائية (البلاتين أو الروديوم) المغلفة بحمض الفوسفوريك لتشكيل خلية إلكتروليتية ، ويتم تطبيق جهد DC ثابت بين القطبين الكهربائيين. يتم امتصاص رطوبة الغاز المقاس بواسطة العامل الهيغروسكوبي (P2O5) ، ويتم تقليله كهربائيا تحت عمل التيار الكهربائي ، مما يطلق الأكسجين والهيدروجين. عندما يصل الامتصاص والتحليل الكهربائي إلى توازن ، يمكن استخدام العلاقة بين تيار التحليل الكهربائي ومحتوى الرطوبة للحصول على محتوى الرطوبة للغاز. هذا الأسلوب هو أسلوب شائع وعملي. يمكن لآلة القياس قراءة جزء الكتلة مباشرة من محتوى المياه الصغيرة. العملية بسيطة ومستقرة ، وهي مناسبة للتحليل المستمر عبر الإنترنت. أسلوب التحليل الكهربائي لديها عدد قليل من عوامل التداخل، وارتفاع معدل تكرار البيانات والدقة، وتشغيل بسيط عند قياس محتوى المياه من غاز SF6. ويظهر تفوقه خاصة عند قياس محتوى المياه المنخفضة. ومع ذلك ، فإن أكبر عيب في طريقة التحليل الكهربائي هو أن كفاءة التحليل الكهربائي للخلية المنحلة بالكهرباء تنخفض مع زيادة وقت الاستخدام. في الظروف العادية ، إذا كانت كفاءة التحليل الكهربائي أقل من 85 ٪ ، يجب إيقاف الخلية المنحلة بالكهرباء.
3. طريقة نقطة الندى (طريقة المرآة الباردة)
هذه الطريقة لقياس التكثيف والرطوبة من الرطوبة في الغاز. يمر الغاز المقاس عبر مرآة معدنية في خزان مغلق ، ويتم مراقبة رطوبة المرآة يدويا أو بمساعدة الخلايا الضوئية للحفاظ على تكثيف رطوبة مستقر. عندما تكون درجة حرارة نظام الاختبار أقل قليلا من درجة حرارة التشبع (نقطة الندى) لبخار الماء في الغاز قيد الاختبار ، فإن بخار الماء سوف يتكثف. درجة حرارة المرآة التي تقاس بالزمر الحراري هي نقطة الندى. من صيغة التحويل أو جدول المقارنة من نقطة الندى ومحتوى رطوبة الغاز ، يمكن الحصول على محتوى الرطوبة في الغاز. الأداة المستخدمة في طريقة نقطة الندى أكثر تعقيدا ، وتتطلب النيتروجين السائل كمبرد ، وهي مكلفة وضخمة. دقة القياس لها علاقة كبيرة مع نوعية الصك نفسه، والتي ليست مريحة للاستخدام في الموقع.
ثالثا، الكشف عن نقاء الغاز
التحكم في نقاء الغاز من المعدات الكهربائية SF6 في العملية مهم جدا. مستوى نقاء الغاز له تأثير كبير على أداء تطفئ القوس، وقوة العزل وحياة المعدات الكهربائية.
غاز SF6 هو غاز غير نشط للغاية. السندات القوية الفلورية الكبريتية والإلكترونات العالية لعنصر الفلور تجعل غاز SF6 له خصائص عزل كهربائي ممتازة وخصائص إطفاء القوس. عموما، من الصعب كسر غاز SF6. درجة حرارتها تكسير فوق 2000K. طاقة التحلل المطلوبة من قبل S- و F + البلازما عالية مثل 22.4ev، ويمكن أن تتحلل SF6 في (10-5-10-4) ثانية بعد التحلل. انخفاض سريع في المركبات في غضون الوقت، إلا عندما يكون هناك كمية معينة من H2O، O2 ومختلف المواد العضوية أو جزيئات بخار معدني تقسيم عن طريق حرق في غاز SF6، وسوف تنتج مجموعة متنوعة من مختلف SF6 لا يمكن استردادها (تكوينها معقد جدا ) المنتجات متصدع. تشمل طرق الكشف عن نقاء الغاز SF6 شائعة الاستخدام تحليل كروماتوغرافيا الغاز وقياس الطيف الكتلي الكروماتوغرافي للغاز (GC-MS) مجتمعة.
1. غاز الكروماتوجراف طريقة
المبدأ الأساسي لتحليل الكروماتوغرافيا الغاز هو استخدام الفرق في الامتزاز والقدرة على الامتصاص من جزيئات المواد المختلفة في العينة إلى مادة صلبة معينة (تسمى المرحلة الثابتة في التكنولوجيا الكروماتوغرافية). عندما تكون عينة الغاز في مادة غاز خاملة معينة (عند اجتياز المرحلة الثابتة تحت شريط حامل يسمى المرحلة المتنقلة أو غاز الناقل في تكنولوجيا الكروماتوغرافية ، سيغادر كل مكون فيه المرحلة الثابتة بسرعات وأوقات مختلفة (تسمى وقت الاحتفاظ في التكنولوجيا الكروماتوغرافية). استخدم طرق تحويل إشارة مختلفة للكشف عنها بشكل منفصل وتسجيلها على الرسم اللوني. ووفقا لفارق وقت الاحتفاظ، يمكن تأكيد كل مكون نوعيا، ويمكن تحليل ارتفاع الذروة ومنطقة كل مكون من المكونات كميا وفقا للطيف.
2. قياس الطيف الكتلي للكروماتوغرافيا الغازية (GC-MS) التحليل المشترك
تحليل قياس الطيف الكروماتوغرافي الكتلي هو فصل عينة الغاز عن طريق الرسم اللوني ومن ثم تحديدها عن طريق قياس الطيف الكتلي ، مما يحسن بشكل كبير من حساسية التحليل والكشف. المبدأ الأساسي لقياس الطيف الكتلي هو تأين المادة التي سيتم تحليلها بطريقة معينة لتشكيل مجموعة متنوعة من الأيونات ذات التركيب المحدد ، ومن ثم سحبها وتركيزها في شعاع أيون. بعد تسريعه ، يمر عبر حقل كهربائي أو (و) حقل مغناطيسي. وتختلف نسبة الشحن (M/e)، ويتم الكشف عنها بشكل منفصل. ثم من خلال المقارنة مع الطيف القياسي أو تحليل الطيف وفقا لخصائص تكوين الأيونات ، من أجل تحقيق الغرض من التحليل النوعي أو الكمي. يتمتع قياس الطيف الكتلي بمزايا الدقة والموثوقية والحساسية العالية والأغراض المتعددة.
باستخدام تحليل الطيف الكروماتوغرافيا الكتلية للغاز يمكن الكشف عن حوالي 1ppm من SOF2، SOF4، CF4 وغيرها من المنتجات غير المألوفة تحلل الغاز مثل COS، Si(CH3)2F2.