اصل کار و روشهای استاندارد آنالایزر رطوبت SF6 Trace

چرا اندازه گیری رطوبت در گاز SF6 ضروری است؟
گاز SF₆ "خون" تجهیزات الکتریکی ولتاژ بالا (مانند GIS و قطع کننده مدار) است که دارای خواص عایق و خاموش کردن قوس- عالی است. با این حال، به رطوبت بسیار حساس است. رطوبت بیش از حد می تواند منجر به عواقب فاجعه آمیز شود:
زوال عایق: در دمای بالای قوس الکتریکی، آب با محصولات تجزیه SF6 واکنش می دهد و مواد خورنده قوی مانند اسید هیدروفلوئوریک و اسید سولفوریک را تشکیل می دهد که به شدت فلزات و اجزای عایق را خورده و در نتیجه استحکام عایق کاهش می یابد.
خوردگی تجهیزات: اسیدهای ذکر شده باعث فرسایش داخلی تجهیزات و آسیب رساندن به مهر و موم ها و ساختارهای مکانیکی می شود.
خطر تراکم: در دماهای پایین، رطوبت بیش از حد ممکن است به آب مایع یا یخ متراکم شود و به سطح عایق بچسبد. این امر به احتمال زیاد باعث فلاش اور سطحی می شود که منجر به اتصال زمین یا انفجار مدار کوتاه-می شود.
بر خاموشی قوس تأثیر می گذارد: ویژگی های محیط گاز را تغییر می دهد و ظرفیت شکست سوئیچ را کاهش می دهد.
بنابراین، هم استانداردهای بین‌المللی و هم استانداردهای داخلی، محدودیت‌های بسیار سخت‌گیرانه‌ای را بر میزان رطوبت گاز SF6 اعمال می‌کنند که به سطح «ppm» (یک قسمت در میلیون) می‌رسد.
اصل اندازه گیری جریان اصلی
فن‌آوری‌های اصلی تجزیه‌کننده آب میکرو-SF6 عمدتاً شامل چندین جنبه زیر است که هر کدام مزایای منحصر به فرد خود را دارند:
روش الکترولیز (روش کولومتریک)
این روش کلاسیک اندازه گیری مطلق است. گاز از طریق یک سلول الکترولیتی پوشیده شده با پنتوکسید فسفر جریان می یابد. رطوبت کاملاً جذب و الکترولیز می شود و جریان الکترولیتی کاملاً متناسب با میزان رطوبت است. بزرگترین مزیت آن دقت بالا و عدم نیاز به کالیبراسیون است، اما واکنش کند است و برای اندازه گیری گازهای{3} با رطوبت بالا مناسب نیست. سلول الکترولیتی نیز مستعد آلودگی است. معمولاً در آنالیزهای مرجع آزمایشگاهی استفاده می شود.
تست رطوبت SF6
2. روش خازنی (روش خازنی فیلم پلیمری)
این در حال حاضر رایج‌ترین و متداول‌ترین فناوری مورد استفاده در-تست در سایت است. از یک سنسور خازن فیلم پلیمری ویژه طراحی شده استفاده می کند. هنگامی که مولکول های آب در گاز توسط فیلم جذب می شوند، ثابت دی الکتریک خود را تغییر می دهد و در نتیجه باعث تغییر در مقدار خازن می شود. این روش دارای سرعت پاسخ بسیار سریع، حساسیت بالا، توانایی ضد تداخل قوی، و اندازه کوچک و قابل حمل است که آن را برای تشخیص سریع سایت بسیار مناسب می‌کند. اشکال این است که نیاز به کالیبراسیون منظم دارد.
3. روش آینه سرد (روش نقطه شبنم)
این یک روش استاندارد بین المللی شناخته شده است. اصل این است که اجازه دهید گاز از طریق یک آینه خنک شده جریان یابد. هنگامی که دمای آینه به نقطه ای می رسد که بخار آب متراکم می شود (یا یخ زدگی ایجاد می کند)، دما توسط تشخیص فوتوالکتریک تعیین می شود که دمای نقطه شبنم است. بالاترین دقت را دارد و می توان مستقیماً به استاندارد ردیابی کرد. با این حال، تجهیزات گران است، عملیات پیچیده است، و نیازهای تعمیر و نگهداری بالا است. عمدتاً در آزمایشگاه ها یا به عنوان تجهیزات کالیبراسیون پیشرفته استفاده می شود.
4. روش نوسان کریستال کوارتز
با پوشاندن کریستال‌های کوارتز با پوشش‌های{0}جذب رطوبت، جذب مولکول‌های آب منجر به افزایش جرم بلوری و کاهش فرکانس نوسان می‌شود. این روش برای اندازه گیری سطوح رطوبت بسیار کم بسیار حساس است، اما سنسور بسیار شکننده و مستعد آلودگی است. بیشتر در زمینه های صنعتی تخصصی مانند نیمه هادی ها استفاده می شود.
خلاصه: برای کار در سایت در صنعت برق، ابزار روش RC، به دلیل جامعیت فوق‌العاده آن، به انتخاب مطلق ترجیح داده شده است.
ساختار و اجزای کلیدی آنالایزر رطوبت SF6 Trace
یک{0}}میکرو{1}}آب متر معمولی در سایت معمولاً شامل موارد زیر است:
هسته: واحد حسگر (مانند ظرفیت-حسگر مقاومت).
اجزای کلیدی: سیستم مسیر گاز، که شامل اتصالات سریع-برای ورودی و خروجی، تنظیم کننده‌های جریان و جریان سنج، فیلترهایی برای حذف روغن و ذرات، و گیج‌های فشار است.
مغز: واحد نمایش را کنترل می کند که دارای ریزپردازنده، صفحه نمایش و دکمه هایی است که برای تنظیم، محاسبه و نمایش نتایج استفاده می شود.
کمکی: برخی از ابزارها مجهز به پمپ های مینیاتوری برای نمونه برداری و پاکسازی خودکار هستند. آنها همچنین عملکردهایی برای ذخیره سازی و صادرات داده ها دارند.
پارامترها و واحدهای اصلی
محدوده اندازه‌گیری: معمولاً 0 تا 2000 ppm (بخش در میلیون حجم)، یا محدوده دمای نقطه شبنم مربوطه (مانند -80 درجه تا +20 درجه) را پوشش می‌دهد.
دقت: معمولاً به صورت درصدی از مقیاس کامل (به عنوان مثال ± 2٪ FS) یا به عنوان یک خطای مطلق (به عنوان مثال ± 1.0 ppm) بیان می شود.
زمان پاسخگویی: این به زمان مورد نیاز برای رسیدن قرائت به 90 درصد مقدار واقعی اشاره دارد. ابزارهای خوب در سایت می‌توانند ظرف چند دقیقه تثبیت شوند.
واحدهای نمایشگر: رایج‌ترین واحدهایی که مورد استفاده قرار می‌گیرند ppmᵥ و دمای نقطه شبنم (درجه) هستند و هر دو را می‌توان با استفاده از فرمول تبدیل کرد.
استانداردها رعایت شد
آزمایش باید طبق روال انجام شود. استانداردهای اصلی عبارتند از:
استاندارد گاز جدید: طبق GB/T 12022، میزان رطوبت گاز جدید SF6 نباید از 5 ppmⵥ تجاوز کند.
استانداردهای گاز عملیاتی: DL/T 596 "روش های تست پیشگیرانه" مرجع اصلی است. بر اساس نوع تجهیزات متمایز می شود. به عنوان مثال، محفظه‌های دارای قوس مانند محفظه‌های قطع کننده مدار، به استانداردهای سخت‌گیرانه‌تری نیاز دارند (مثلاً کمتر یا مساوی 300 ppmµ)، در حالی که محفظه‌های بدون قوس مانند کانال‌های اتوبوس به استانداردهای کمی گسترده‌تر نیاز دارند (مثلاً کمتر یا مساوی 500 ppm). هنگام پیاده سازی، باید به آخرین نسخه معتبر مراجعه شود.