濕度是指氣體中水蒸氣的含量。監視SF6氣體的濕度是SF6斷路器和GIS的主要測量項目。這是因為SF6氣體含有水分,會引起嚴重不良后果。其危害有兩個方面:
(1)水分引起化學腐蝕作用。SF6氣體在常溫下是穩定的,當溫度低于500℃時一般不會自行分解,但是在SF6氣體中含有較多的水分時,溫度在200℃以上就開始水解,其反應式為
在成物中HF的水溶液叫氫氟酸。它是無機酸中腐蝕性最強的一種,也是對生物肌體有強烈腐蝕作用的物質。SO2遇水會生成亞硫酸(H2SO3),也有腐蝕性。
水的危害更主要的是電弧作用下的SF6分解產物與其再反應而生成的水解衍生物。這些物質主要有SOF2、SOF4、SO2F4、SO2、HF等,它們均具有腐蝕性和(或)毒性。
為了減小和消除SF6在電弧作用下的有害影響,首要的任務是限制SF6氣體中的水分含量,使其降至最低。在國家標準GB8905—88《六氟化硫電氣設備中氣體管理和檢測導則》中規定,新SF6氣體的含水量不的高于8ppmv。
(2)水分對絕緣的危害。SF6中的水分,除對設備絕緣體和金屬部件產生腐蝕作用外,還有它的表面產生凝結水,附著在絕緣件的表面,而造成沿面閃絡。當水分由液態變成固態后,對設備絕緣材料的危害性才大大減小,即水變成冰之后,它對設備的危害才減小。
SF6中水分的檢查方法有重量法、電解法和露點法。其中重量法是TEC推薦的仲裁法。在我國多用電解法設計微水測量儀。《規程》也推薦這種方法。其原理是將被試的SF6氣體導入電解池中,氣體中的水分即被吸收,并電解。根據電解水分所需的電量與水分量的關系,求出SF6氣體中的水分量。根據下面的公式,求出SF6氣體中的電解電流量與氣體中含水量的多少,即
從式看出,當氣體的壓力、溫度、氣體流量不變時,電解電流與氣體含水量成正比。如若將電流表的刻度按ppmv刻成,則可以從表中直接讀出氣體中水分的含量。國內常用的微量水分測量儀的參數如表1-2所示。
表1-2 電解法的微量水分測量儀參數表
儀表型號 |
量程(ppmv) |
響應時間 |
測量精度 |
USI-IA |
0~10,0~30,0~100,0~300;0~1000。 |
≤5min達到實驗含水量變化的63% |
±5% |
USI-21 |
0~10,0~30,0~100,0~300;0~1000,0~3000。 |
||
DWS-Ⅱ |
0~10,10~1000~1000 |
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