SF6微水测量研究背景
SF6断路器微水在线监测系统的研究与设计
ｍ ｏ ｓ ｕ ｅ ｃ ｎｔ ｎｔｊ Ｆ６ｃ ｒ ｕ ｔｂ ｅ ｋｅ ｉｔ ｒ ｏ ｅ ｎ Ｓ ｉ ｃ ｉ ｒ ａ ｒ
Ｚｈａ ｇ ｉ ｇ ｎ Ｎ ｎ Ｐａ ｎ Ｚｈｅ ｇｒ ｇ ｎ ｏｎ Ｚｈａ ｉ ｏ Ｌｅ
（ ． Ｃｏ ｌ ｇ ｆＥｌ ｃ ｒ ｃ ｌＥｎ ｎ ｅ ｉ ｇ ， ｎｚ ｏ １ ｌ ｅ ｏ ｅ ｔｉ ａ ｇｉ ｅ ｒｎ ｅ Ｉａ ｈ ｕ Ｕｎｉ ｅ ｓ ｔ ｆｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｖ ｒ ｉｙ ｏ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ，Ｌａ ｚ ｏｕ ７ ０ ５ ｎ ｈ ３ ０ ０；
Ｋｅ ｗｏ ｄ ：Ｓ ｉｃ ｉ ｂ ｅ ｋ ｒ ｍｏ ｓ ｕ ｅ ｃ ｎ ｅ ｔ ｏ ｉ ｅ ｍｏ ｉｏ ｉ ｇ ＧＰＲＳ ｙ ｒｓ Ｆ６ｃｒ ｕ ｔ ｒ ａ ｅ ； ｉｔ ｒ ｏ ｔ ｎ ； ｎ ｌ ； ｎ ｔ ｒｎ ； ｎ
摘 要 ：传 统 的 Ｓ 体 的 离 线 测 量 方 式 在 精 确 度 、 时 性 等 方 面存 在 一 定 的 不 足 ， 且 其 湿 度 的标 定 方 法 。断路 器 的 运 行 状 态 。针 对 以上 问题 ， 文 设 计 了一 种 基 于 Ｇ Ｒ Ｆ 本 Ｐ Ｓ网络 的 Ｓ 断 路 器 微 水 在 线 监 测 系 统 ， Ｆ 并 详细论述了该系统结构 、 工作 原 理 ， 点 研 究 了 变 电站 现 场 条 件 下 压 力 、 度 与 Ｓ 体 相 对 湿 度 的关 系 ， 计 和 实 现 重 温 Ｆ气 设 了 一 种 微 水 整 定 算 法 。经 过 实 际应 用 检 验 ， 装 置可 实 现 变 电 站 内 Ｓ 体 状 态 的 实 时 在 线 监测 ， 用 在 线 监 测 相 对 该 Ｆ气 采 湿 度 的 方 式 ， 对 提 高 了 采 集 的准 确 性 ， 效 保 证 了设 备 的安 全 运 行 。 相 有
六氟化硫中微水检测技术进展
响: 1)检测压力 : 露点根据检测压力的不同 ,分为压力露点与常
压露点 。虽然在不同压力下 ,水的露点温度不同 ,但 经过换算后理论上所得到的结果应该一致 。但实际 上 ,由于压力表灵敏度等原因很难精确得到仪器内 腔压力数值 ,从而影响计算结果的精确度 [ 6 ] 。
2)检测温度 : 在实际测量中 ,往往会出现环境温度越高 ,测试 结果越大的现象 。这是因为当温度升高后 , SF6 、水 的饱和蒸汽压的增量并不相同 ,导致气样中水蒸气 分压增高 ;同时 ,温度升高也会使渗透到固体绝缘层 中的水分挥发出来 ,从而使水蒸气分压进一步升高 。 因此 ,在比较同一台设备湿度时 ,应尽量选取温度基 本相同时的湿度数据 ,以确保数据的可比性 。 113 电解法 电解法的原理是让待测气体通过一个电解池 。 电解池装有两个铑电极 ,电极卷在一个绝缘框架内 侧或外侧 。两电极之间涂一层干燥的五氧化二磷薄 膜 ,两极之间施加直流电压 。若六氟化硫气体是干 燥的 ,则两极之间没有电流流过 。若六氟化硫气体 中有水分 ,其通过电解池的时候 ,水分被干燥的五氧 化二磷薄膜吸收 。同时 ,电流流过薄膜 ,将吸收的水 电解而产生氢气和氧气 。根据法拉第定律 ,电解水 所需的电量与薄膜吸入的水分正相关 ,因此可以通 过测量电解电流的大小求得六氟化硫气体中的水分 含量 。 电解法的优点是价格较低 、维修方便 ,缺点是现 场测量前 ,测量系统本身并不干燥 ,往往有本底值 , 这使测量结果不够精确 。因此测量前必须用高纯氮 气对电解池进行干燥处理 。此外 ,根据现场测量经 验 ,环境温度和湿度对电解法测量结果有较大影响 。 环境温度高时测量结果偏大 ,温度低时测量结果偏 小 。环境湿度越大 ,测量结果越不准确 [ 7 ] 。此外 , 该方法操作步骤繁琐 ,并不适合现场测量 。 114 其它检测方法 目前常用的 SF6气体微量水检测基本就是是露 点法 、电解法 、阻容法以及重量法等 ,其它的检测方 法都尚在研究阶段 ,没用大规模应用 。 重量法 :重量法的原理是将一定体积的待测六 氟化硫气体通过装有无水高氯酸镁作干燥剂的 U 形管 ,由管的增重计算该体积气体的含水量 。该方 法相对于其他方法是有效的绝对方法 ,可以用来校 核其他方法 ,在有疑问或争议的情况下是测量气体
SF6微水含量在线检测系统的研发
Ｓ Ｆ ６ 保护气 中微水含量 检测能否取得成功 ， 首先是湿度传感器 １ ． ２ ． ２ 采样 点 的选 择 是否选择得 当。 因为被测对象 中所含的水蒸汽湿度值相对于被 测对 采样点定要选择 是Ｓ Ｆ ６ 成分具有代表性的那个点 ， 否则 即便 象来说数量极其微小而且又特别难于均匀作用于湿敏功能材料 的 传感器选 择的再合适 ， 照样会导致整个测量 系统 的失 败。 据现场 实 表面上 ， 所以水分含量的测量 非常之不易 ， 同时， 湿度又受外界的影 地查 看 ， 最终在Ｘ Ｘ供 电局下属冠 鹏变 电站选择了１ ０ 台云开ｌ １ ０ ＫＶ 响很大 ， 尤其是对于微量水分 的测量 ， 要做到精确 ， 稳定 ， 难度不少。 开关柜作为试验地。 下图５为Ｄ Ｐ Ｔ１ ４ ５ 安装后 的情形 ： 目前市场上 ， 在线湿度测量的湿敏元件众多 ， 按测量原理区分 ， 计有 Ｄ Ｐ Ｔ １ ４ ５ 变送器安装于Ｓ Ｆ ６ 气室 的底部 ， 由图５ 中可见 ， Ｄ Ｐ Ｔ１ ４ ５ 两大类 ： 电阻式和 电容式 。 电阻式是在基片上覆盖一层用感湿材料 前头加装了一个Ｄ Ｉ Ｌ Ｏ的接头 。 制成 的膜 ， 当气体 中的水蒸 气吸附在感 湿膜 片上 时 ， 元件的 电阻率 １ ． ２ ． ３ 计 算机 管 理 系统 的开 发
（ １ ） 气体微水测试仪 的不 同及测试 技术上的差别， 对测量结果 影响很 大； （ ２ ） 抽取和检测气体时存在较大的人工误差 ， 而且样气进入检测 装置前后周 围环境对湿度 的最终结果影响极大 ； （ ３ ） 从取样到实验室 或进便携式分析仪进行分析 ， 作业流程复杂 ， 花费 的时间和费用较 高， 在 技术 经济层面 已不 能适应 电力 系统 发展 的要 求； （ ４ ） 检 测周 期 长， 不能及时发现设备的潜在 隐患和进行有效 的跟踪监测 ， 从而使
SF6 气体中微量水分测量
SF6气体中微量水分测量SF6断路器中必须充以额定压力的SF6气体。
对SF6气体除符合有关标准的质量规定外，还要严格控制SF6气体中的微量水分含量。
为什么要控制SF6气体中的水分呢？因为水分对断路器的性能有较大影响；当SF6气体含水较多时，受潮的固体分解呈半导体特性，是绝缘子表面绝缘电阻下降，影响气体的绝缘特性；当断路器开断短路电流时，就会因绝缘能力不足在恢复电压峰值附近被击穿，致使开断失败；同时开断时电弧的高温是水分分解，与SF6气体的分解物化合行程HF、H2SO4以及不同的低分子氟化物，这些物质除对断路器的零件有腐蚀作用外还含有毒性。
所以有关标准中规定了SF6气体中微量水分含量的标准：（见表7—1，表中ppm为体积比）表7—1容器出厂试验交接验收试验运行允许值序号1 新气瓶中的SF6＜8ppm2 有电弧分解物气室中的SF6≤150ppm ≯150~200ppm ≯300~400ppm3 无电弧分解物气室中的SF6≤300ppm ≯500ppm ≯1000ppmSF6气体中微量水分测量方法常用的有电解法和露点法。
（1）电解法（以DWS-II型和US1-IA型两种水分测量仪为例）。
1）仪器应保存在恒温（20℃）和恒湿（相对湿度70%~80%）的室内（或箱中）。
2）使用前仪器应降低本底值，方法时用高纯氮或新SF6气体以20~40/min的流速吹扫电解池，干燥至≤10ppm~20ppm后才能进行测量。
3）试品应充额定气压的SF6新气存放24h后才能进行测量。
测量时应尽量处在标准状态下，即通风良好，无热源直接辐射，空气中的相对湿度不大于85%。
所使用的附件（气路连接管及减压阀等）应清洁、干燥。
4）操作方法应严格按照仪器的使用说明书。
当测量的数值稳定后，用此稳定的读数乘量程挡减去仪器本底值就得到被测量气样的含水量ppm值。
5）当环境温度和压力（包括高原地区）偏离仪器设计温度和标准气压时，推荐以下公式进行计算Q = P0 T1 / P1 T0 ×Q’(7-6) 式中Q—校正后气体的流量，ml/min;P0—标准状态压力，Pa；T1—环境状态温度，K；T0—标准状态温度，273.15KP1—环境压力，Pa；Q’—微水仪规定的标准工作量，ml/min。
SF6断路器微水在线监测仪系统毕业设计说明书
摘要SF6断路器微水在线监测仪以PIC16F877单片机作为处理器，来实现实时监测SF6气体的温度、湿度及压力，从而得知断路器的运行状态。
对由于SF6气体本身原因引起的绝缘故障做出有效应对，进而保证电网的运行安全。
本次设计的SF6断路器微水在线监测系统的基本原理为：将湿度、温度、压力传感器通过连接器件连接到SF6气室，测量气室内SF6气体的湿度、温度、压力。
所测模拟量送入PIC16F877单片机，通过A/D转换,数据分析，实施数据越限报警，并用LCD显示温度、压力以及湿度。
下位机与上位机的通讯遵循MODBUS通讯协议，生成标准通信数据包。
数据包通过M-BUS总线送入上位机，进行计算机实时监控。
关键字：PIC16F877单片机；M-BUS总线；软件编程；AbstractSF6 circuit breakers monitor online system uses the PIC16F877 microcontroller as a processor, to achieve real-time monitoring of SF6gas’s temp erature, humidity and pressure, and to kown the running state of circuit breakers so that people could effectively deal with the insulation fault caused by SF6 gas itself, and ensure the safty of the power supply system.In this design,the basic principles of SF6circuit breaker can be summarized as that the humidity sensor, temperature sensor and pressure sensor are connected to the SF6gas room by the jointer,which can survey the humidity, temperature, pressure of SF6 gas. the measured analog go through the A / D conversion, data analysis in the PIC16F877 microcontroller, to implement data overrun alarm and demonstrate temperature, pressure and humidity.The information transmission between slaves and the master generates a standard communication packets based on MODBUS protocol to achieve real-time control.Keyword:PIC16F877 microcontroller; M-BUS bus; software programming;目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第一章绪论 (1)1.1选题背景 (1)1.2主要设计（研究）内容 (3)1.3系统主要技术指标 (3)1.4解决的关键问题 (3)第二章系统总体结构方案设计 (5)2.1系统总体结构及其功能 (5)2.2方案设计 (5)2.2.1方案一 (5)2.2.2方案二 (6)2.3方案论证 (7)2.4方案的确定 (7)第三章系统的硬件设计 (9)3.1单片机 (10)3.1.1 PIC16F877单片机特点 (10)3.1.2外围电路 (11)3.2温度传感器 (12)3.2.1温度传感器的选型 (12)3.2.2 温度传感器接口电路 (14)3.2.3 小结 (14)3.3湿度传感器 (14)3.3.1湿度传感器的选型 (15)3.3.2 接口电路 (16)3.3.3 小结 (17)3.4压力传感器 (18)3.4.1压力传感器的选型 (18)3.4.2 接口电路 (19)3.4.3 小结 (19)3.5键盘电路 (19)3.6报警电路 (20)3.7LCD显示模块 (20)3.7.1 LCD显示模块的选型 (21)3.7.2 接口电路 (21)3.7.3 小结 (21)3.8掉电保护模块 (22)3.8.1掉电保护的选型 (22)3.9M-BUS通讯模块 (22)3.9.1M-BUS总线介绍 (23)3.10通讯接口电路的设计 (24)3.10.1 TSS721A芯片介绍 (25)3.10.2 TSS721A芯片与单片机接口电路设计 (27)3.10.3小结 (29)3.11电源的设计 (29)3.11.1电源选择 (29)3.11.2 接线电路 (30)3.11.3电源的抗干扰技术 (31)3.11.4小结 (32)第四章软件设计 (33)4.1系统软件的设计思想 (33)4.2系统主程序的设计 (33)4.3系统子程序的设计 (33)4.3.1定时器/计数器子程序 (33)4.3.2 AD转换子程序 (36)4.3.3 LCD显示子程序 (37)4.3.4 中断服务子程序 (39)4.3.5 键盘子程序 (40)4.3.6 解除报警子程 (41)4.3.7 串行通信子程序 (41)第五章总结 (47)5.1毕业设计的主要工作情况及创新之处 (47)5.2系统改进及发展前景 (47)参考文献 (48)英文原文及翻译 (49)原文 (49)翻译 (57)致谢 (63)附录 (64)程序清单 (64)第一章绪论目前，社会对电力的需求越来越大。
微水在线监测推广
微水在线监测推广一、技术背景SF6气体具有良好的绝缘性能和灭弧性能，现阶段被广泛应用于高压电气设备中，在正常工况下，是较为理想的绝缘及灭弧介质。
其工作气压和微水含量的高低对设备的安全可靠工作具有直接的影响，如果SF6气体泄漏导致密度下降或气体中微水含量超标，高压电气设备就会存在安全隐患甚至导致事故发生。
因此对SF6高压电气设备气体密度和微水含量的监测一直是相关行业对设备监测的一个重要的组成部分。
电力部门相继制定了相关标准对SF6气体质量、特别是微水含量进行严格控制。
电力部推荐标准《电力设备预防性试验规程（DL/T596-1996）》、国家标准《六氟化硫电气设备中气体管理和检验导则（GB/T 8905-1996）》以及IEEE标准《IEEE Guide for Moisture Measurement and Control in SF6Gas-Insulated Equipment（IEEE Std 1125-1993）》，《DL/T506-2007（代替DL/T506-1992）六氟化硫电气设备中绝缘气体湿度测量方法》，《DL/T618-1997气体绝缘金属封闭开关设备现场交接实验规程》均对水分控制有严格的规定。
水分对GIS运行的影响关键在于：如果没有将SF6气体控制在0℃以下，则在温度变化时绝缘体表面会形成凝露，所附着的水珠和SF6电弧产物发生反应生成HF等低氟化物，从而导致沿面的绝缘材料和金属表面劣化。
如果将SF6露点的允许值控制在较低值，则在温度变化时绝缘体表面凝结的不是水珠而是冰晶，它对绝缘性能几乎没有影响。
因此，在IEC 及国际上均有规定：充入GIS的新气体在额定密度下其带压露点不应超过-5℃（霜点）。
目前普遍采用离线测量微水含量，需要放气，补气的过程，操作麻烦且不安全，同时SF6设备内运行中的SF6气体有毒分解物对操作人员身体健康有很大威胁，气体的回收，排放都需要较大的设备，人力和物力的投入。
SF6断路器微水含量模拟在线监测技术研究
SF6断路器微水含量模拟在线监测技术研究摘要：根据SF6气体具有优良的绝缘、灭弧性能，SF6断路器在高压电气场合中得以广泛的应用。
然而，在实际使用中，SF6微水含量超标时，会腐蚀设备，降低开关的机械性能，进而影响开关的开断性能，对设备的绝缘产生危害。
针对以上问题，本文设计了一种SF6断路器微水在线监测系统，并详细论述了该系统结构、工作原理以及LabVIEW监测界面。
重点研究了压力、温度与SF6气体相对湿度的关系。
经过检验，该模拟装置可实现SF6气体状态的实时在线监测，采用在线监测相对湿度的方式，相对提高了采集的准确性，有效保证了设备的安全运行。
关键词：SF6断路器；微水含量；在线监测；LabVIEW；SF6气体本身极稳定，具有很高的绝缘强度和灭弧性能。
高温，强烈放电条件下SF6气体中的水分可与其分解产物发生水解反应产生有害物质，这可能影响设备性能并危及运行人员的安全。
SF6微水含量超标时，会导致SF6气体分解物化合反应产生毒性化合物，腐蚀设备，降低开关的机械性能，进而影响开关的开断性能，对设备的绝缘产生危害，因此必须对高压断路器中SF6气体微水含量进行测量。
1 系统方案设计本系统以单片机为核心，运用湿度传感器，温度传感器，压力传感器，将输出数据通过A/D转换器传送至单片机并输出数据到LCD显示单元进行在线显示，以及通过串口通信，将数据发送到PC机，通过LabVIEW软件将SF6断路器中微水含量曲线进行显示，如果SF6微水含量超标，则有报警单元进行声光报警。
2 系统硬件设计2.1 湿度传感器湿度传感器是本设计核心测量器件。
因为本设计模拟SF6断路器中低湿度环境，水含量极低，所以所选传感器为HM1520LF低湿度传感器，该传感器适用于微水监测，其量程为0～20%RH，输出为电压信号1～1.5 V，供电电源为5V，可将相对湿度直接转换为电压输出。
2.2 温度传感器温度传感器选用LM35DZ温度传感器。
SF6气体微水含量在线监测装置研究与分析
SF6 气体微水含量在线监测装置研究与分析发布时间：2021-12-27T09:59:27.841Z 来源：《中国科技人才》2021年第22期作者：赵凯[导读] 目前，SF6 微水的离线检测已广泛应用于我国电力工业，但应用到我国电力设备中仍然存在一定的问题，无法达到实时记录的工作要求。
国网山西省电力公司检修分公司山西省太原市030032摘要：目前，SF6 微水的离线检测已广泛应用于我国电力工业，但应用到我国电力设备中仍然存在一定的问题，无法达到实时记录的工作要求。
另外，该方法在进行监测过程中，会有一定的繁琐性，同时会产生大量的废气，影响工作人员自身的安全健康。
我国在进行SF6 气体在线检测的方法主要是在 GI S 设备供气处安装检测探头。
由于 GIS 系统中供气量过大，加之供气量和气室间气体流通不畅，造成采样代表性差，因此，SF6 满足了实时在线检测而不需花费燃气费用的要求。
关键词：SF6 气体；在线监测；装置1 SF6 微水在线检测仪系统结构SF6 微水在线检测系统的总体构造如图 1 所示。
上述规律均以水蒸气在有限气体中所占比例表示，也就是说，水蒸气占气体总体积(μL/L)百万分之一。
目前，我国在对 SF6 微水控制过程中，对微水含量的主要测量方法有电离点法、质子法、电解法等，而电解水表在我国能源行业广泛应用。
在电解过程中，随着时间的延长，电解液电解活性下降，但还没有被广泛应用;用露点仪监测 SF6 气体的含水率在 50%以上，它的在线监测原理和重要性与测压、测温密切相关，不同的离线系统，不同的操作者对同一气体的测量结果也不一样。
同一种 SF6 湿度计，不同种类微水含量测定仪的测定结果有差异，根据 gb12022 的要求，SF6 新鲜气体的自身的含水大于 64.8μL/L(20℃)。
根据表 2 中的相关显示显示，其中，在使用英国 2000 型仪器的测定结果要高于 70μL/L，其它仪器在进行测定过程中，结果均低于 64.8μL/L，组合范围内其他检测仪器的测定结果均为64.8μL/L，这说明上述仪器的测定数据都在可靠的范围内，而且是有效地。
SF6微水、环境、密度在线监测系统
SF6微水、环境、密度在线监测系统目录一、SF6微水在线监测系统 (2)1、SF6微水在线监测的必要性 (2)2、安装DR2200在线微水变送器的意义 (2)3、DR2200在线微水变送器使用范围 (3)4、DR2200微水变送器技术指标 (3)5、系统组成 (3)6、设计方案 (4)二、SF6环境在线监测系统 (6)1、系统简介 (6)2、系统组成 (6)3、DR2000型 SF6环境在线监测系统技术参数及功能 (7)4、系统安装方法 (9)三、DR2202密度变送器 (10)1、概述 (10)2、外形尺寸 (11)3、技术指标 (12)一、SF6微水在线监测系统近年来，随着电力工业的发展，SF6电气设备用量越来越多。
为了保证SF6电气设备的安全可靠运行，对SF6电气设备内SF6气体微水含量在线监测实现故障早期预测，已在电网公司、发电集团、各大用电企业得到了大量的推广和使用。
1、SF6微水在线监测的必要性SF6高压电气设备在制造和运行中都会有SF6气体受潮现象，直接影响设备内的绝缘性能，严重时将导致设备放电、短路等恶性事故的发生。
因此国家电网运行规程规定，在设备投运前和运行中都必须对SF6气体的密度和含水量进行定期检测。
国内相关标准：2、安装DR2200在线微水变送器的意义1）．安全性提供安全、连续、有效的微水含量数据。
便携式SF6气体微水检测仪的缺点：●检测SF6气体微水含量时须排放大量的SF6气体，以达到微水平衡后才能得到准确的试验数值；●测量后需要补气，补气后气室中的微水含量是否合格无法判断●无法提供连续微水含量数据；2）．环保性DR2200在线微水变送器无须放气；使用便携式SF6气体检测仪须排放大量SF6气体，而SF6气体是一种温室气体，国际规定也不能直接排入大气，直接排放加剧了环境污染。
3）．经济性DR2200在线微水变送器只需一次性投资。
使用便携式SF6气体检测仪必须排放大量SF6气体，每分钟排量为1-5升，需要5-10分钟才能够达到平衡，每升SF6气体价格约为160元，因此每次检测需要4000-8000元，这还不包括人工和设备费用，每年至少需要检测两次。
关于SF_6气体绝缘组合电器中微水问题的研究
文章编号:1006-6705(2001)02-0040-04收稿日期:2000-12-07;修订日期:2001-03-05作者简介:王永强(1975-),男,河北定州人,华北电力大学硕士研究生,从事高电压与绝缘技术的研究。
关于SF 6气体绝缘组合电器中微水问题的研究王永强,程仲林,张重远(华北电力大学电力系,河北保定071003)ResearchontheMoistureExistenceProbleminSF6GasInsulatedMetalEnclosedSwitch gearWANGYon g-qiang,CHENGZhon g-lin,ZHANGZhong-yuan(NorthChinaElectricPowerUniversity,Baodin g071003,China )摘要:结合现场实际,针对SF 6气体绝缘组合电器(GIS )的具体特点,对GIS 装置中SF 6气体所含微少水分的危害、来源、影响因素及其控制方法作了分析,考虑了温度、压力的影响,并对现行标准规定中的不严密地方给出了解决方案,这将有助于工程技术人员在实际中正确把握。
关键词:SF 6气体;绝缘;气体绝缘组合电器;微水问题中图分类号:TM21 文献标标码:AAbstract:BasedonthepracticeandthespecialtyoftheGIS (gasinsulatedmetal-enclosedswitch gear )withSF6,theharmfuleffect,source,influencin gfactorsandcountermeasures6oftheGISareanal yzed.Theef 2fectsofthetemperatureand pressureareconsidered.Thesolu2tionstoim provethe presentcriterionareputforward.Ke ywords:SF 6;insulation;GIS;moistureexistenceproblem随着社会经济的发展,电能的需求量日益增加,从而引发了大容量、远距离、超高压输电的发展。
SF6断路器气体微水测试的研究
SF6断路器气体微水测试的研究作者：赵微来源：《电子乐园·中旬刊》2020年第08期国网呼伦贝尔供电公司，内蒙古呼伦贝尔市 021000摘要：SF6断路器在使用过程中会存在一定的水分，这将严重影响其功能的发挥和电路的安全，因而有必要对其进行微水测试。
本文从SF6断路器的特点出发，分析SF6气体的性质以及微水测试的方法和意义，并探讨了SF6断路器中水分的来源和如何控制SF6断路器中的水分。
关键词：SF6断路器;微水测试;研究一、SF6气体的性质1.1物理性质SF6气体常温下为气体，但其分子量和密度（常温常压下约为空气密度的5倍）较大;当达到45.6摄氏度时，对SF6气体压缩将使得SF6气体液化，因而大多数情况下大都借助高压瓶进行储存;最重要的是在常温常压下该气体是无色无味无毒不可燃的。
1.2电化学性质一是SF6作为一种电负性气体，它具有良好的电子吸附能力和灭弧能力，而且SF6气体的耐电压强度远远高于氮气等气体;二是SF6（纯净状态下）作为一种惰性气体，在电弧作用下，只有当温度达到4000K时才会发生分解（产物为单原子的硫和氟），而电弧消失后，基本所有的分解产物都可以重新转化为SF6气体分子，因而安全性和循环利用性很高。
二、SF6断路器微水测试的方法及意义2.1微水测试的方法为保证SF6断路器的可靠，我国对SF6断路器的微水测试有着明确的规定，在交接时要进行微水测试;大修或者是新装后要保证一年内进行一次微水测试，假如没有异常情况三年进行一次微水测试;此外，在大修后和必要时都要进行微水测试。
由于微水测试的必要性因而要有必要的测试方法。
2.1.1利用重量法进行微水测试该方法需要借助高质量的吸湿剂，首先要对吸湿剂进行称重，并准确和精确记录下吸湿剂的质量。
在保证空气中水分不会干扰实验的前提下，当SF6断路器经过吸湿剂后，立即对吸湿剂称重并准确和精确的进行记录，最后对两次数据进行对比，得到SF6断路器中的水分的质量。
GIS在线式SF6微水监测系统的运用研究
GIS在线式SF6微水监测系统的运用探讨一、引言SF6气体微水在线监测装置的发展背景1.国内夕隙讨水平的现状和发展趋势；SF6气体微水在线监测装置国外已在运行，湿度主要采纳红外光谱法，采纳压力传感器.这种原理性能稳定但是价格特别昂贵.国内市场目前普遍采纳离线测量微水、，须要放气、补气等繁杂的过程，操作麻烦而且担心全，也有在线微水检测产品单一，传感器寿命短，缺少智能化,无法查看随意点微水及的改变，日常维护量高∙产品都存在很大的缺陷，SF6气体微水在线监测）装置产品的湿度传感器都采纳相就显度传感器,这种传感器误差大、精度不精确、漂移厉害，通过程序处理假象显示，欺瞒性大;优点就是价格<三.针对以上不足状况，开发一种SF6气体微水在线监测装省，性能优越，价格符合国情，因此湿度传感器采纳高精度的高分子薄膜传感器，运用了先进的精确的SF6气体压力和温度之间关系的数学模型换算，采纳嵌入式微机技术,实现报警、闭锁动作点通讯远传.接入后台操作系统跟上位机相连，借倒实时监控、实时显示.将来该系统必需融入集控中心，实现数字化智能变电站多种在线监测联网监控.2.介绍国内外探讨机构对本项目的探讨状况;国外探讨在70年头并取得了肯定成果,日本三菱公司在“97国际电力设备及技术展会”上展示了包含在线微水及在线局放等多项产品.美国纽约电管局及加拿大魁北克水电局1993年安装了MONITEC监测系统发觉多次事故保证了电力供应.近年来随着新型传感器技术的不断应用，国外相继推出了一些状态监测的示范性产品,典型的!//Changzhoulaolegu/有日本东芝的C-CIS和ABB公司的EXK型智能化GIS,应用了负电晕传感器、压力传感器、气体传感器、温度传感器在线监测SF6气体GIS的微水改变趋势.使整个组合电器在二次在线监测系统下平安运行•国内主要还停留在彳专统的SF6气体微水含量的离线检测基础上，具有精度低、检测繁琐、检测数据可比性差等缺点.随着国内GIS广泛的应用，国内的探讨单位在90年头末期也开展了相应的探讨r目前还处在探讨成果多为单一或较少功能的分散式监测，多为相对湿度传感器，精确性差，无法实现数字化智能变电站的联网监测.二、在线式SF6微水监测系统的技术现状1.项目探讨的技术关键与难点。
SF6气体微水检测及泄漏检测
泄露气体伤害后主要症状
（1）呼吸系统：刺激呼吸道，打喷嚏，呛咳， 咽部干燥， 有烧灼感，继而呼吸不畅，胸闷气短，严重时呼吸困难， 喉头水肿、溃烂。 （2）眼部：流泪，怕光，烧灼感，充血，水肿。 （3）皮肤：瘙痒，皮疹，接触处可能有红肿。 （4）消化道：吞咽困难，恶心，呕吐，腹痛。 （5）神经系统：突然头痛，头昏，全身软弱无力，感觉抑 郁，严重会惊厥，抽搐，休克，猝倒，昏迷。
微水检测的原理
智能微水测量仪采用了原
装进口湿度传感器作为湿 度敏感元件。当被测气体 中的微量水分进入传感器 采样室，水蒸汽被吸附到 传感器的微孔中，使其容 抗发生变化，传感器将这 种变化是进行放大转换成 标准线性电信号，通过微 处理器加以处理，最后送 到液晶屏上显示。
SF6的测量方法分类
SF6气体含水量的测量方法根据原理不同，通常可分 为三种：电解法、露点法和阻容法。1）电解法。采用库仑 法测量气体中微量水分，其定量基础为法拉第电解定律。 当被测气体以一定流量流经电解池时，气体中的微量水分 将全部被五氧化二磷（P205）膜层吸收，并被全电解。此 方法属绝对测量法，稳定、不漂移，缺点是电解池寿命有 限，需要再生，并且对气体流量要求较高。2）露点法。所 谓露点，是指空气或其他气体中水蒸气达到饱和而结霜时 的温度。露点仪是最准确、最可靠、最基本的测量方法， 被广泛地用于标准传递，但其缺点是价格比较昂贵，并需 要有经验的人操作及保养。3）阻容法。阻容法是利用湿敏 元件的电阻值或电容值随气体湿度的变化而按一定规律变 化的特性进行湿度测量的。由于其传感器电参量和气体湿 度之间的关系曲线会随时间和仪器的使用而变化因此此类 仪器需要经常标定才能保证测量准确。
⑤停电更换漏气元件的工作量较大，对工艺要求高．特别
关于变电站六氟化硫气体微水测量的探讨
关于变电站六氟化硫气体微水测量的探讨摘要：文章介绍了六氟化硫气体现有设备和测量技术状态及影响微水含量测量的因素及要点，以供参考。
关键词：六氟化硫微水测量仪器前言纯净的SF6是一种无色、无臭、无毒、化学性能稳定、不会燃烧的气体。
在电气性质上具有绝缘性能良好、无火灾危险、灭弧性能好等诸多优点。
因此随着电力行业的迅猛发展，以SF6气体为灭弧介质的断路器和GIS设备有了非常广泛的应用。
1六氟化硫气体现有设备和测量技术状态1.1气体密度检测国家规定的六氟化硫气体泄露标准为不高于l％／年。
目前对SF6气体密度的监测主要是通过机械式密度继电器进行的。
它采用标准气囊，通过机械杠杆原理进行监测，同事配有压力表以及SF6气体压力与温度关系曲线图。
它们的测量精度低，部分继电器没有显示。
采取在设备现场进行定期巡检，实时性差，并需耗费大量人力和物力。
密度继电器只能起控制作用，即当气体密度降低至报警门限值时，报警继电器动作，发出报警信号，以提示需人工进行补气。
当气体密度降低至闭锁门限值时，闭锁继电器动作，禁止设备动作。
1.2微水检测由于在设备制造、安装、解体检修和充气补气时，因工艺水平不齐和工艺过程中的疏漏，在气室和管阀内留有水分，或因泄露反向渗入新的水分等，必需对断路器SF6气体微水进行定期检测。
电网运行规程规定：126—550kV的新设备投运后，3—6个月测量一次，如无异常，l一2年检测一次，40.5—72.5kV的新设备投运后，每年复检一次，如无异常，2—3年测量一次。
目前对SF6气体微水的检测主要采用在现场用露点仪进定期检测。
露点仪的测量存在以下缺陷：(1’测量受环境温度限制：仪器温度在测试时不能低干环境温度。
仪器的存放和工作环境温度为一10℃～+50℃。
同时不同的环境温度，测量范围不同。
(2)费时、费事、费气：测试时需长时间排放SF6气体。
由于取样管线含有湿气。
测量时的前至少10min需用干吹干取样管线。
一个完整准确的测试约需45—55min左右。
SF6气体的微水检测2018.3
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五、六氟化硫气体的安全使用
5.1 六氟化硫新气的安全使用和充装时的安全防护 5.1.1 六氟化硫新气中可能存在一定量的毒性分解物，在使用六氟化硫新气的过 程中，要采取安全防护措施。制造厂提供的六氟化硫气体应具有制造厂名称、 气体净重、灌装日期、批号及质量检验单，否则不准使用。 5.1.2 对新购入的六氟化硫气体要进行抽样复检，参照DL/T595—1996《六氟化 硫电气设备气体监督细则》实施。复检结果应符合六氟化硫新气标准(见附录B)， 否则不准使用。 5.1.3 从钢瓶中引出六氟化硫气体时，必须用减压阀降压。 5.1.4 避免装有六氟化硫气体的钢瓶靠近热源或受阳光曝晒。 5.1.5 使用过的六氟化硫气体钢瓶应关紧阀门，戴上瓶帽，防止剩余气体泄漏。 5.1.6 户外设备充装六氟化硫气体时，工作人员应在上风方向操作；室内设备充 装六氟化硫气体时，要开启通风系统，并尽量避免和减少六氟化硫气体泄漏到 工作区。要求用检漏仪做现场泄漏检测，工作区空气中六氟化硫气体含量(体积 比)不得超过1000×10-6。
家环保规定标准后，方可排放。
5.4.2 设备解体前，应对设备内六氟化硫气体进行必要的分析测定，根据有
毒气体含量，采取相应的安全防护措施。设备解体工作方案，应包括安全防
护措施。
5.4.3 设备解体前，用回收净化装置净化六氟化硫运行气，并对设备抽真空，
用氮气冲洗3次后，方可进行设备解体检修。
5.4.4 解体时，检修人员应穿戴防护服及防毒面具。设备封盖打开后，应暂
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5.2 六氟化硫试验室工作人员的安全防护 5.2.1 六氟化硫试验室是进行六氟化硫新气和运行气体测试的场所，因此化 验人员经常会接触有毒气体、粉尘和毒性化学试剂。试验室除具备操作毒性 气体和毒性试剂的一般要求外，还应具有良好的底部通风设施(对通风量的 要求是15min内使室内换气一次)。 5.2.2 酸度、可水解氟化物、矿物油测定的吸收操作应在通风柜内进行；色 谱分析的有毒试样尾气和易燃的氢载气应从色谱仪排气口直接引出试验室； 生物毒性试 验的尾气应经碱液吸收后排出室外。 5.2.3 每个分析人员务必遵守分析试验室操作规程和六氟化硫气体使用规则， 新来的工作人员在没有正式工作之前，首先要接受安全教育和有关培训。 5.2.4 试验室内不应存放剧毒和易燃品，使用时应随领随用。 5.2.5 分析人员应配备个人安全防护用品。
SF6微水含量的在线监测
摘要：本文着重介绍了SF断路器微水含量在线监测系统的设计，分析了SF6气6体的性能，介绍了监测系统所用的传感器、硬件电路设计方案、软件设计方案。
本系统包括传感器测量部分、低通滤波部分、数据采集部分、下位机即单片机处理部分和通信传输五个部分。
Abstract: this article emphatically introduces SF6 circuit breaker micro water content online monitoring system design, analyzes the performance of SF6 gas, introduces monitoring system used in the sensor, the hardware circuit design, software design. This system includes sensor measuring part, low pass filter parts, data acquisition part, lower level computer namely SCM processing parts and transmission of five parts.一、引言六氟化硫断路器具有断口电压高、开断能力、允许连续开断的次数较多，噪声低和无火花危险，而且断路器尺寸小、重量轻、容量大、不需要维修或少维修。
这些优点使传统的油断路器和压缩空气断路器无法与其相比，在超高压领域中几乎全部取代了其他类型断路器；另外在中压配电方面，六氟化硫断路器具有在开断容性电流时不重燃，以及开断感性电流时不产生过电压等优点，正逐步取代其他类型的断路器。
六氟化硫断路器的优良性能得益于SF6气体良好的灭弧特性。
SF6是无色、无味、无毒，不可燃的惰性气体，具有优异的冷却电弧特性，介电强度远远超过传统的绝缘气体。
在均匀电场下，SF6的介质强度为同一气压下空气的2.5—3倍，在4个大气压，其介质电强度与变压器油相当。
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的地沟机力引风排气设施，其换气量应保证在15min内全车间换气一次。排
出气口设在底部。
5.4.8 工作结束后使用过的防护用具应清洗干净，检修人员要洗澡。
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5.5 处理紧急事故时的安全防护
5.5.1 当防爆膜破裂及其他原因造成大量气体泄漏时，需采取紧急防护措施，并立即
报告有关上级主管部门。
5.5.2 室内紧急事故发生后，应立即开启全部通风系统，工作人员根据事故情况，佩
家环保规定标准后，方可排放。
5.4.2 设备解体前，应对设备内六氟化硫气体进行必要的分析测定，根据有
毒气体含量，采取相应的安全防护措施。设备解体工作方案，应包括安全防
护措施。
5.4.3 设备解体前，用回收净化装置净化六氟化硫运行气，并对设备抽真空，
用氮气冲洗3次后，方可进行设备解体检修。
5.4.4 解体时，检修人员应穿戴防护服及防毒面具。设备封盖打开后，应暂
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小，可认为测试结束。
四、六氟化硫断路器含水量技术要求
1、SF6 新气到货后，充入设备前应按GB12022 验收。抽检率为十分之三。 同一批相同出厂日期的，只测定含水量和纯度。 2、SF6 气体在充入电气设备24h 后，方可进行试验。 3、关于补气和气体混合使用的规定： a)所补气体必须符合新气质量标准，补气时应注意接头及管路的干燥； b)符合新气质量标准的气体均可混合使用。
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二、常用六氟化硫气体微水检测原理
气体中的水分含量在一定的压力和温度下，会达到饱和值，水蒸气会转化为露或
霜，这个温度就是气体的露点。测定气体的露点是得到该气体含水量的简便而又准
确的方法之一；
用等压冷却的方法使被测气样中的水蒸气在露层传感器(冷镜或声表面波器件)表面
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SF6微水测量研究背景
汇卓电力是一家专业研发生产微量水分测试仪的厂家，本公司生产的微量水分测试仪设备在行业内都广受好评，以打造最具权威的“微量水分测试仪“高压设备供应商而努力。
六氟化硫气体是在电力系统中使用非常广泛的一种气体。
六氟化硫气体具有优异的绝缘和灭弧性能，在现代的高压、超高压开关、断路器和六氟化硫封闭组合电器（GIS）设备中成为唯一采用的绝缘和灭弧介质。
纯净的六氟化硫气体在常温下其物理和化学的性能都特别稳定，具有无色、无味、无毒、无腐蚀性的特点。
但当其在绝缘设备使用的过程中，特别是在电弧或者局部放电、局部高温的条件下，六氟化硫气体会发生分解，其分解的产物和设备中的微量水分发生反应会产生剧毒和强腐蚀性的气体，同时设备的绝缘性能也将大打折扣，因此控制六氟化硫气体中的水分含量是六氟化硫质量控制的最重要一环。
六氟化硫中的水分会带来设备损坏的风险，因此六氟化硫设备中的水分含量测试对电力设备的运行可靠性非常重要，对于六氟化硫设备中所包含的微量水分的测试成为电力系统强制要求检测的一项重要内容。
六氟化硫设备的水分含量需要采用专业的水分测试设备进行测量，但目前国产水分测试设备测试时间较长，需要很长的时间才能得到测试结果，不适合现场使用。
而进口水分测试仪器则价格昂贵，导致测试成本过高。
进口仪器的水分测量采用了一种称为 ORIS 的技术，这是一项美国专利，由于无法购买该专利，因此无法在国产测试设备中使用。
因此自主研究满足现场测试以及测量精度的微水测量仪器具有重要的社会意义与实用价值。
六氟化硫气体特性及应用
从上世纪60年代起，六氟化硫气体开始在高压开关及其组合设备中充当绝缘和灭弧介质。
当今在高压、特高压及超高压系统中，六氟化硫气体基本上成为开关绝缘设备绝缘灭弧介质的唯一选择。
随着六氟化硫气体在输变电领域的应用不断扩大，它还应用于变压器、互感器、避雷器、电容器、接触器、熔断器等。
六氟化硫气体的气体分子具有负电性，其具有吸附自由的电子而构成重离子的特性。
在同样的气体压力的条件下，六氟化硫气体的击穿场强为空气的2.5～3倍。
当六氟化硫气体的压力达到6bar其击穿场强为标准大气压下的空气的击穿场强的十倍。
因此达到同样电压等级的传统的空气绝缘开关的体积是充有六氟化硫气体的开关设备的30 倍。
在图 1.1 中，在气压达到 3bar时，六氟化硫气体的电气强度就已经超过了绝缘油。
六氟化硫同时还是一种具有优异灭弧性能的气体，这是因为六氟化硫气体独特的热特性和电特性形成六氟化硫电弧弧心导电率高，所以电弧电压低，电弧功率小，有利于电弧熄灭。
此外，六氟化硫的较小的电弧时间常数和负电性和也是其有利于灭弧的原因。
从图 1.2 中可以看出六氟化硫的灭弧性能远优于空气。