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科普知識
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安全繼電器

六氟化硫電氣設備在線露點測量

發布日期:2022-04-17 點擊率:71

摘要:
        本文簡單介紹了氣體濕度術語和水氣分壓在帶壓系統中的表現。根據水氣特性,較為詳細地闡述了在六氟化硫電氣設備上長期露點監測的一些關鍵點。同時展示了一些從現場和實驗室所得到有關測量數據。
背景介紹
        為了保證SF6 氣體的絕緣特性,降低SF6 氣體分解物所產生的酸性副產品物質的形成,必須將高壓電氣設備氣室中的水氣含量保持在盡可能低的水平。雖然注入的是干燥的SF6 氣體并做到了高壓下的密封,沒有外界新氣流入,但由于氣室內外存在較大差距的水氣分壓,水分子還是有很強的侵入能力,特別是長期運行后的高壓電氣設備更應注意氣體濕度。
        傳統的濕度檢測是周期性抽取氣體樣氣,但近年來結合了SF6 露點在線測量的狀態監測系統逐漸興起。然而這類在線測量應用遇到了很大的挑戰,它完全不同于工業領域的一般露點測量,也不同于SF6 絕緣設備上的壓力、溫度測量。它的特殊之處在于露點變送器的安裝方式、測量系統中材質的選取以及接頭種類都將決定是否為設備維護和管理者真實提供了想要得到的且有價值的測量數據。此外如果地處偏遠地區高壓電氣設備的狀態監測系統更需要高可靠性的儀表,更長期的維護周期。
水氣壓和露點
        自然界水氣無處不在,水氣壓是總氣壓的一部分。例如空氣的總壓力就是大氣壓,而氣體絕緣設備(GIE)的總壓力就是系統壓力。
        露點或者霜點(Td/f)的定義是某種氣體中的水氣分壓(pw)等于它的飽和水氣分壓(pws) 所對應的溫度,換句話說,露點/霜點就是某種氣體被冷卻后,其中的水氣冷凝成露水或霜1時的溫度。
        pw = pws (Td/f). (1)
        人們通常將霜點(<0°C)用‘露點’這個術語替代。但是很重要的一點是必須知道某種傳感器測量的是什么參數,這在不同原理的測量儀表之間的比較時尤其重要。
        露點不是一個與溫度相關聯的參數,因此可以通過測量另一溫度下的樣氣得出。但露點卻與壓力有很強的相關性,因此很關鍵的一點是確保測量點的壓力與主氣流(即系統)的壓力一致,或者知道測量點的準確壓力以便進行不同壓力下的露點換算。例如,將4bar 下的露點換算成常壓露點。

圖一:0.3 hPa (mbar)的水氣分壓 對應的露點值


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