六氟化硫中微量一氧化碳的分析
SF6气体中杂质含量分析在GIS故障分析判断中的应用
SF6气体中杂质含量分析在GIS故障分析判断中的应用发表时间：2019-07-18T10:55:29.760Z 来源：《科技尚品》2018年第12期作者：赵荣普陈欣徐肖庆朱宁代正元[导读] 在设备实际运行的过程中，要想保证设备故障的排除率不断提升，促进其运转正常，在此次研究中，将SF6气体分解机理作为出发点，系统化描述故障不同的状态下，SF6气体的杂质含量特征，主要的目的就是利用设备气体含量的分析，进一步优化故障判断的准确程度，以达到设备利用率效率的全面提升。
基于此，文章将SF6气体杂质含量分析作为主要研究内容，重点阐述其在GIS故障分析判断中的具体应用，希望有所帮助。
云南电网有限责任公司昆明供电局基于SF6气体分解机理，针对各种故障条件的气体杂质含量展开了相关性分析，借助气体反应的研究确定发生故障的主要原因以及具体的故障预防和解决措施，积极贯彻并落实设备的潜伏性故障排除作业，以确保设备的安全可靠运行。
由此可见，深入研究并分析SF6气体中杂质含量分析在GIS故障分析判断中的应用具有一定的现实意义。
一、城市电网中GIS应用状况阐释GIS设备也被称作六氟化硫气体组合电气设备，在实际应用的过程中，安装便利且可靠性明显，实际占地面积不大，所以在城市电网与水电站等多种类型工程项目建设中得到了广泛应用。
在运用方面，电压的等级控制在110-500kV范围内。
特别是近年来，电力事业取得了理想的发展成绩，国内各地区电力设备厂家数量逐渐增多，而多以110kV电压等级为主。
通常情况下，110kV电压等级的GIS设备均采用三相共体结构，而对于220kV设备而言，则包括三相分体与三相共体两种类型。
一般来讲，高电压等级设备会选择使用三相分体结构[1]。
较之于传统的设备，GIS设备的优势十分明显，然而在实际运行期间，若有故障发生，必然会产生诸多不利影响，而且很难找出最佳备品与备件，需要较长的故障修复时间。
特别是进口设备，若要对故障部件进行更换，将会直接增加维修的难度，所需时间也会随之延长。
探讨六氟化硫气体分解物的分析技术
探讨六氟化硫气体分解物的分析技术摘要：为了保障电气设备的正常运转，就要采用科学合理的技术对六氟化硫（SF6）气体的分解物进行研究分析。
本文主要针对SF6气体分解物的检测管、气相色谱、电化学传感器以及电化学分析技术做出了论述，并针对红外吸收光谱、紫外吸收光谱、光声光谱等分析方法在SF6气体分解物分析中的应用进行了探讨。
通过分析SF6气体分解物能够有效监测和诊断电气设备的故障，更好的保障电器设备的有序运行。
关键词：SF6气体；分解物分析技术；电气设备故障诊断SF6气体已经被广泛运用到各种高压电气设备中，这种气体自身没有气味、颜色，也不具有毒性和可燃性，是一种化学性质特别稳定的气体，有很好的绝缘性和灭弧性能。
一般电气设备在正常运转过程中几乎没有分解物出现，这是由于SF6气体的分解温度超出了500摄氏度。
但是，如果电气设备内部出现故障，那么SF6气体会在高温电弧作用下分解产生SF2、SF3、SF4和S2F10等低氟硫化物。
这些低氟硫化物在纯净的SF6气体中会与活泼的氟原子迅速化合重新生成SF6。
然而，实际使用的SF6气体由于存在微量的空气、水分等杂质，氟原子和低氟硫化物在重新结合的过程中会与这些杂质以及故障点的绝缘介质、电极材料等发生反应，生成 HF、SO2、H2S、碳氟化物、金属氟化物、SO2F2、SOF2、SOF4、SF4、S2OF10、SiF4等一系列复杂分解产物。
其中HF、SO2等酸性分解物对设备内部金属及绝缘材料具有腐蚀作用，会加速设备绝缘劣化，导致设备发生突发性故障，从而引发电力事故。
近年来，在传统的检测管、气相色谱、化学气敏传感器和电化学分析等检测技术基础上，研究出红外吸收光谱、紫外吸收光谱、离子迁移谱和光声光谱等应用于SF6气体特征分解物的检测手段。
本文对这些检测分析方法进行了综述，并对未来SF6气体特征分解物分析技术的发展方向进行了展望。
1 传统的SF6气体分解物分析技术1.1 检测管法最早运用到商业化的SF6气体分解物分析技术就是检测管法，这是一种利用SO2、HF的酸性以及SO2的还原性与检测试剂中包含的NaOH和碘结合后产生的反应导致试剂变色，而变色带的长度与被检查物质的浓度呈正比，这样就可以从检测管的刻度直接读出被检测物质的浓度值。
第八章 六氟化硫绝缘气体分析
2. SF6的灭弧作用 除SF6电弧弧柱的自身特性对熄灭电弧有利
外，还有以下重要的原因：
1）SF6的复合作用
SF6的某些高温电弧产物，在消弧的瞬间可能复 合，例如：
S＋6FSF6 SF6＋＋SF6－2SF6
…………
当 易阻电止流电过弧零的后继，续SF和6弧发隙展介，质缩的短强燃度弧比时N间2大。得多，
第三节 SF6的监督与管理
一、SF6气体的质量标准 目前工业上制备SF6的方法，较普遍采用的是单质
硫磺与过量气态氟直接化合：
为保证SF6气体的纯度和质量，国际电工委员会 (IEC)和许多国家、生产厂家都规定了SF6气体的 质量标准，用户可根据标准进行检测和验收。表 8-5为IEC和我国SF6气体的质量标准。
1）六氟化硫运行气体的泄漏检测
由于是电负性气体，具有很强的吸收自由 电子形成负离子的特性，因而人们利用六 氟化硫气体的这种特性，设计出了多种气 体泄漏的检测方法，常用的主要有紫外电 离、电子捕获、真空高频电离和负电晕放 电检测四种。
SF6为优良的冷却介质。 SF6在不同的温度和压力下，可呈气态、液
态和固态，使用中应予注意。
三、SF6的化学性质 SF6的结构比较稳定，化学性也极不活泼。在空气
中不燃烧、不助燃，与硫酸、盐酸、强碱、水、 氨等不反应。
在反微始1应弱分5；反解0℃超 应 ；以过 ； 在下12有55，铜00S℃ ℃或F时左6不铝，右与存硅可设在钢与备时会S中，O促3的S发使F电6生在S气F反260材分应0料解 ℃：起， 左化并 右学有 开 SF6十2SO33SO2F2 在室温下，SF6可被无水碘酸定量地还原： SF6十8HIH2S十6HF十4I2 SF6对各种金属的腐蚀性是很微弱的。
（2）SF6的冷却作用
SF6电气设备气体检测与分析
SF6 电气设备气体检测与分析摘要：SF6电气设备占地小，维护简单，目前已成为国内电力系统的主流设备，SF6电气设备气体检测技术也越来越重要。
关键词：SF6电气设备;湿度;分解产物;纯度1.概论SF6电气设备即充装SF6气体的电气设备，目前国内常用有断路器、隔离开关、接地刀闸、电流互感器、避雷器、套管、变压器、半封闭组合电器、全封闭组合电器等。
由于纯净的SF6气体无色无味不燃不爆，化学稳定性高，同时具备较强的电气性质，SF6电气设备得到广泛应用，目前已成为电力系统的主要设备，这些设备的性能直接关系到电力系统的安全稳定。
目前对运行中的SF6电气设备的状态检测手段有超声波、特高频局放、红外、激光成像等，对SF6气体的检测，特别是分解产物检测，在设备故障发现、事故分析和判断等方面发挥重要作用，该项目的检测也日益得到重视。
2.SF6电气设备气体检测方法SF6电气设备气体综合检测的常规项目有气体湿度、气体分解产物及气体纯度。
2.1 SF6电气设备气体湿度检测SF6气体中的水分对设备的安全运行存在较大危害，会使设备击穿电压下降、加速设备腐蚀、阻碍开断后SF6分解物的复原，从而增加气体中有毒有害杂质的组分和含量。
常用的检测方法有：重量法、电解法、阻容法、露点法，作业现场测量仪器普遍采用阻容法和露点法。
阻容法水分仪测试，是利用吸湿物质的电学参数随湿度变化的原理借以进行湿度测量的仪器，常用氧化铝探头，通过电化学方法在金属铝基体表面形成一层氧化铝膜，进而在膜上淀积一薄层金属膜，构成一个电容器，氧化铝吸附水汽后引起电抗的改变，湿度计的原理就是建立在这一电特性基础之上的，需要经常标定。
露点法测试仪的测量系统是一个金属镜面，通过使被测气体在恒定压力下，以一定流量流经抛光金属镜面，当气体中的水蒸汽随着镜面温度的逐渐降低而达到饱和时，镜面上开始出现露（或霜），此时所测量到的镜面温度即为露点，通过露点温度求得所要求的湿度值，使用方便，操作简单，易于掌握。
LW25126断路器SF6气体含有SO2和H2S成分的分析研究
-115-/2013.02/LW25-126断路器SF 6气体含有SO 2和H 2S成分的分析研究长治供电公司 齐振忠 宁晋峰 吕永红 李红喜 王晓慧【摘要】随着以SF 6气体为绝缘介质的电气设备的广泛应用，SF 6气体的好坏决定了电力设备的运行安全。
在状态检修的推动下，运行电气设备SF6气体成分检测技术也有了很大提高。
在此基础上，结合一台110kV LW25-126型SF 6断路器开关返厂解体情况，对其SF 6气体中水分超标、H 2S气体与SO 2气体含量产生和升高的原因进行了分析研究。
【关键词】水分超标；SO 2气体；H 2S气体；悬浮放电1.引言六氟化硫（SF 6）气体是惰性非燃烧气体，常温常压下无色、无味、无臭、无毒，500℃以上时热稳定性仍很好。
此外，六氟化硫（SF 6）气体还具有高耐电强度和良好的理化特性，是迄今为止最理想的绝缘和灭弧介质[1]，其耐电强度是均匀电场中空气耐电强度的2.5倍左右，灭弧能力是空气的100倍以上。
因此，六氟化硫（SF 6）气体广泛应用于35kV及以上电压等级断路器和组合电器（GIS）等电气设备中。
但是当六氟化硫（SF 6）气体中混入杂质或水分增大，在电力设备运行中经电晕、火花和放电作用，分解产生各种有毒或腐蚀性气体。
这些分解物含有SO 2、H 2S、HF等近十种产物[2]。
分解物含量的增加会降低六氟化硫（SF 6）气体耐电强度，直接影响电力设备的安全运行，从而导致电气故障，影响设备安全，造成不可弥补的损失。
随着状态检修和带电检测技术的不断推进，对以SF 6气体为绝缘、灭弧介质处在运行状态的电气设备的六氟化硫（SF 6）气体成分检测也成为其中一项必不可少的检测项目。
本文根据一台110kV LW25-126型SF 6断路器近两年气体成分检测数据，结合其返厂解体情况，对该断路器SF 6气体含有的SO 2和H 2S的原因进行了分析。
2.问题叙述山西长治某变电站一台LW25-126型SF 6断路器于2000年12月投产后，截至到2008年4月一直运行良好。
六氟化硫气体中水分含量检测方法探讨
六氟化硫气体中水分含量检测方法探讨发表时间：2018-12-25T09:10:30.633Z 来源：《防护工程》2018年第27期作者：白春会1 杨圣超2[导读] 六氟化硫气体在电力行业得到了大量的应用。
六氟化硫气体中的杂质组分对六氟化硫气体的特性有较大的影响。
1 中国能源建设集团新疆电力设计院有限公司乌鲁木齐 8300102 国网新疆电力有限公司电力科学研究院乌鲁木齐 830011摘要：六氟化硫是一种惰性气体，用于发供电行业电气输、配电设备的绝缘和灭弧，也用于非电气场合如冶炼、电子产品、科学仪器设备等。
六氟化硫新气在制造过程中不可避免的会含有杂质，运行电气设备中的六氟化硫气体也含有杂质。
水分是所有杂质里面对六氟化硫特性影响最大的组分。
现有六氟化硫气体中水分检测标准较多，内容不尽相同。
本文对不同标准进行了梳理，对标准的引用和判断进行了探讨。
关键词：六氟化硫；水分；电解法；露点法引言六氟化硫气体在电力行业得到了大量的应用。
六氟化硫气体中的杂质组分对六氟化硫气体的特性有较大的影响。
水分是所有杂质里影响最大的因素。
水分检测原理分电解法、露点法和重量法。
检测标准有DL/T506-2007《六氟化硫电气设备中绝缘气体湿度测量方法》、DL/T914-2005《六氟化硫气体湿度测定法（重量法）》、DL/T915-2005《六氟化硫气体湿度测定法(电解法)》、GB/T5832.1-2016《气体分析微量水分的测定第1部分：电解法》、GB/T5832.2-2016《气体分析微量水分的测定第2部分：露点法》。
1 标准的文号及更新DL/T506-2018将于2018年10月1日起正式实施。
DL/T914和DL/T915这两个标准为2005年6月1日正式实施的，至今仍未有更新。
GB/T5832.1和GB/T5832.2于2017年7月1日正式实施。
2 标准的应用范围说明2.1 DL/T506-2007《六氟化硫电气设备中绝缘气体湿度测量方法》应用范围为：本标准适用于电气设备在交接试验及预防性试验时绝缘气体湿度的测量。
电气设备用六氟化硫气体的监督与检测
SF4 H 2O SOF2 2HF SOF2 H 2O SO2 2HF 2SF2 H 2O SOF2 2HF S 2S2 F2 H 2O SOF2 2HF 3S
4.六氟化硫气体在电弧作用下的分解
当水分含量高时则会发生完全的水解反应：
其密度接近理论值。当六氟化硫气体冷却 到-63℃时变成无色固体，加压时可熔化， 其三相点参数为t=-50.8℃，p=0.23MPa。
1.六氟化硫气体的物理化学特性
1.2.物理化学性质 ①溶解度
六氟化硫在水中的溶解度比氦、氖、氙、氩 等惰性气体低得多。
1.六氟化硫气体的物理化学特性
②热稳定性 六氟化硫气体的化学性质极为稳定，在常温和较高
式中 p——六氟化硫气体的压力，MPa； ρ ——六氟化硫气体的密度，kg/m3； T——六氟化硫气体的温度，K。 在工程使用中使用这个公式计算太复杂，所以把它们
的关系绘成一组状态参数曲线图。
3.六氟化硫气体的状态参数
3.2.六氟化硫气体状态参数曲线 图中的曲线AMB是六氟化硫气体由气态转化为液态和固
1.六氟化硫气体的物理化学特性
⑤负电性 六氟化硫是负电性气体。负电性是指分子
（或原子）吸收自由电子形成负离子的特性。六 氟化硫气体的这一性质主要是由氟元素确定的。 氟元素在周期表上是第七族卤族元素，它的最外 层有七个电子，很容易吸收一个电子形成稳定的 电子层（八个电子）。元素的负电性可由电子亲 和能来评价。当分子或原子与电子结合时会释放 出能量，该能量称为电子亲和能。卤族元素均具 有负电性，氟元素居首。
2.六氟化硫气体的电气性能
2.2.灭弧特性 作为良好的灭弧介质，首先要在对灭弧具有
决定作用的温度范围内，具有良好的导热性，能 快速冷却电弧。在电流过零时，能迅速地去游离， 使弧隙的介质强度能迅速恢复。六氟化硫气体能 很好地满足这些要求。六氟化硫气体的负电性及 其独特的热特性和电特性对交流电弧的熄灭起到 了决定性作用，是一种优良的灭弧介质
SF6气体杂质分析
SF6气体杂质分析一、引言SF 6分子量148．05, ，无色、无味、低毒、非极性、生理惰性、非燃烧性气体，无腐蚀性。
重质气体，密度约为空气的5倍，熔点-50．5℃。
升华-63．8℃。
微溶于水、醇、醚。
散热能力好，能抵抗熔融的KOH或500 ℃水蒸汽作用，有很高的介电强度和良好的灭电孤性能。
由于SF 6密度比空气大，这样能减少绝缘距离，占地面积小，使用寿命长，操作简便。
自1970年中广泛用于断路器，高压同轴线，开关设备和变压器。
二、应用广东省电力试验研究所2005年报导:广东省电力系统中应用的SF 6断路器有3500多台，SF6组合电器70多套，SF 6互感器500余台，SF6开关设备占110KV以上开关设备总数的80%以上，广东已投产的电气设备中使用SF 6约232t，其中断路器用约45t，组合电器用气约187t。
广东省检修用期按10年计算，每年需更换SF 6气体约23t，总费用324万。
三、生产与提纯制备方法（1900起）1. 直接化合法：1）氟与熔融硫磺反应（120~180°C)，工业上常用,有副产物。
2）亦可用SF 4氧化制取：O2存在条件下将金属硫化物与HF反应。
2.电解法：SF 6由电解产生的氟在高温下与硫反应SF 6杂质会影响使用性能水和氟氢酸会腐蚀设备,氧在高压或电火花作用下,与SF 6成一系列氟化物：(SO2F2, SOF 2, S2F10) 等剧毒气体。
提纯1.碱洗法：除去酸性杂质气体，工业上广泛应用。
用50%碱水溶液KOH, NaOH, NaCO 3, Ca(OH)2吸收，然后将加热至250°C的粗产品气体通过加热至250~400°C的装有碱或矾土的铜管裂解器，最后再用水洗涤。
2.吸附法：分子筛能吸附H 2O, CO2；大连化物所提出一种改性分子筛，亦有用活性炭或活性氧化铝100~240°C接触反应。
3.冷冻法：-64°C时SF 6成固体，蒸汽压很低，CF4等可除去。
SF6电气设备气体成分分析浅析
SF6电气设备气体成分分析浅析摘要：六氟化硫（SF6）作为一种常用的电力绝缘气体，具有优良的绝缘、灭弧特性。
但其在设备运行期间可能分解产生具有毒性的其他气体，对于检修设备的工作人员来说十分危险。
本文通过研究六氟化硫的理化特性，分析和比较六氟化硫分解气体成分和其分析方法，为安全使用该气体服务。
关键词：六氟化硫理化特性气体成分分析1引言近年来，特高压、大容量电网的建设如雨后春笋一般发展。
由于无法解决易燃的问题，原有使用绝缘油作为绝缘介质的变电站正在逐步进行无油化改造。
以气体作为绝缘灭弧介质的电力电器快速发展起来。
六氟化硫作为具有优良绝缘、灭弧特性的工业气体，其安全制备与使用受到广泛关注。
六氟化硫是目前世界上性能最好的绝缘介质，纯净的六氟化硫没有毒性。
但在使用中，不可能时时刻刻做到绝对的密封。
如果六氟化硫中的杂质达到一定浓度，在生产和使用过程中都会产生具有毒性和腐蚀性的副产品。
这些副产品不仅损害设备，严重时甚至会威胁到操作、检修人员的生命安全。
做好检测、分析六氟化硫的使用状态，对于其安全使用，防止事故发生有着重要的作用。
2六氟化硫的主要特性2.1理化特性六氟化硫，分子式为SF6，由一个硫原子与六个氟原子以共价键作用而成，六个氟原子包围着硫原子成正八面体。
标态下的六氟化硫是一种无色无味气体，其密度接近理论值。
当冷却到-63℃时变成无色的固体物质，加压时可熔化，其三相点参数为：t＝-50.8℃,p＝0.23MPa。
六氟化硫是负电性气体。
负电性是指分子（原子）吸收自由电子形成负离子的特性，这是六氟化硫能够在高压、复杂电器中使用的首要原因。
2.2电气性能2.2.1绝缘性氟元素的负电性在卤族元素中居于首位，具有极大的电子截获界面。
六氟化硫中含有六个氟原子，具有极强的负电性（即吸附电子的能力）。
我们从分子结构即可知六氟化硫具有相当可观的绝缘特性。
事实上，通过实验，人们了解到六氟化硫的击穿强度在同温同压下是空气的三倍。
六氟化钨中杂质含量的测定
六氟化钨中杂质含量的测定郑秋艳;王少波;李翔宇;庄鸿涛;杨康;方华;周朋云【摘要】介绍了一种利用氦离子化检测器(PDHID)、傅立叶红外光谱检测器(FTIR)分析六氟化钨中微量四氟化碳、氧+氩、氮、二氧化碳、一氧化碳、四氟化硅、六氟化硫、氟化氢的方法.经过方法验证证明,该方法能够达到较高的准确度和精密度.【期刊名称】《低温与特气》【年(卷),期】2013(031)005【总页数】5页(P21-25)【关键词】氦离子化检测器;傅立叶红外光谱检测器;六氟化钨【作者】郑秋艳;王少波;李翔宇;庄鸿涛;杨康;方华;周朋云【作者单位】中国船舶重工集团公司第七一八研究所,河北邯郸056027;中国船舶重工集团公司第七一八研究所,河北邯郸056027;中国船舶重工集团公司第七一八研究所,河北邯郸056027;上海华爱色谱分析技术有限公司,上海200437;上海华爱色谱分析技术有限公司,上海200437;上海华爱色谱分析技术有限公司,上海200437;西南化工研究设计院,成都610225【正文语种】中文【中图分类】TN304六氟化钨(WF6)在一个标准大气压下的沸点是17.5℃，因此在室温下是一种无色、无嗅的气体或透明的液体，它的密度是已知气体中最大的，其分子在常温下具有对称的正八面体结构，并具有抗磁性。
六氟化钨为有毒气体，对呼吸道、眼睛和皮肤有强烈的刺激和腐蚀作用，在空气和水中迅速生成三氧化钨和氟化氢，对皮肤可产生类似氟化氢的烧伤［1-2］。
在钨的氟化物中，六氟化钨是唯一稳定并被工业化生产的品种。
它的主要用途是在电子工业中作为金属钨化学气相沉积(CVD)工艺的原材料，特别是用它制成的WSi2可用作大规模集成电路(LSI)中的配线材料。
通过混合金属的CVD工艺制得钨和铼的复合涂层，可用于X-射线的发射电极。
此外，六氟化钨在电子行业中还主要用作半导体电极和导电浆糊等的原材料。
六氟化钨还有许多非电子方面的应用，例如通过CVD技术使钨在钢的表面上生成坚硬的碳化钨可用来改善钢的表面性能。
SF6分解物测试方法
b) 关闭针型阀门，旋转三通阀，使采样容器与真空泵接通，
启动真空泵对取样系统抽真空，至取样系统中的真空压力
表降为-0.1MPa。
c) 维持1min，观察真空压力表指示，确定取样系统密封性能
是否良好。
d) 打开设备取气阀门，调节针型阀门，旋转三通阀，将采样
容器与设备接通，使设备中的气体充入采样容器中，充气
SF6分解物检测技术
为检测SF6气体分解物，国内外的研究者出了各种方法，其中最常用的方法如 下:
a.气体检测管法 b.气相色谱法(GC) c.电化学传感器检测法
SF6分解物检测技术
a.气体检测管检测法
工作原理：通过检测装置从高压电气设备中提取一定体 积的SF6气体，分别通过SO2、HF检测管，这些分解产物会 在检测管中起化学反应，并改变颜色，可根据变色柱的长 短，定量的读出SF6气体中SO2和HF的浓度。它们的化学反 应式为:
SF6分解物检测技术
检测步骤
气体的定量采集 将色谱仪六通阀置于取样位置，连接设备取气阀门与色谱 仪取样口。按照色谱仪使用条件，打开设备阀门，控制流量， 冲洗取样气体管路约1min后，关闭设备取气阀门。 检测分析 在色谱仪稳定工作状态下，旋转六通阀至进样位置，直至 工作站输出显示CF4峰，记录CF4峰面积（或峰高）。分析完 毕，将六通阀转至取样位置。 检测完毕后，恢复设备至检测前状态。用SF6气体检漏仪 进行检漏，如发生气体泄漏，应及时维护处理。
SF6气体分解机理
一些已知的分解规律和结论
1. 不管哪种形式的放电，SF6发生分解后产物的量与放电能量大致成 比例关系，并且当处在高能量放电形式(如电弧放电)下时将产生大 量的分解气体，出现局部放电下很少出现的气体成分如SF4、CF4等， 且产物中SOF2含量较其他形式放电而言要高。
六氟化硫电气设备故障气体分析和判断方法0622
六氟化硫电气设备故障气体分析和判断方法The method for the analysis and judgement ofsulfur hexafluoride impurity gas inelectrical equipment（讨论稿）前言六氟化硫电气设备在电力行业得到广泛应用，六氟化硫作为重要的绝缘介质，当设备发生故障和存在缺陷时，六氟化硫气体会发生反应，产生分解产物，通过分析分解物能有效诊断设备内部故障。
本标准规范分析方法和分解物的判断依据。
本导则起草单位：本导则主要起草人：六氟化硫电气设备故障气体分析和判断方法六氟化硫电气设备在电力行业得到广泛范应用，通过检测六氟化硫分解物，分析设备内部的绝缘状态，以提高电气设备的安全运行水平。
1. 范围本方法适用于六氟化硫电气设备故障气体的分析方法和故障的判断依据。
2. 引用标准下列标准所包含的条文，通过在本导则中引用而构成为本导则的条文，本导则出版时，所示版本均为有效。
所有标准都会被修订，使用本导则的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
GB/T 12022-2006 工业六氟化硫DL/T 506 －2007 六氟化硫电气设备中气体水分检测方法DL/T 639 六氟化硫电气设备运行、试验及检修人员安全防护细则DL1032-2006 电气设备用SF6 气体采样方法Q/CSG 1 0007 电力设备预防性试验规程Q/GD1 1157.87-2009《SF6 电气设备气体采样作业指导书》IEC 60480 六氟化硫电气设备中气体的检测和处理导则及其再使用的规范IEC/TR 62271-303 六氟化硫（SF6）的使用和操作3. 定义3.1二氧化硫SO2（SOF2）SO2 是SF6 电气设备故障时分解的主要特征组分，正常运行的设备中SO2 的含量极少。
若发生故障时，SO2 会增长10倍以上。
3.2氟化氢HF（H2S）SF6气体在电弧下会分解氟硫离子，若水分含量较高下会产生HF或H2S。
电化学式六氟化硫气体分解产物检验仪检验方法探讨
电化学式六氟化硫气体分解产物检验仪检验方法探讨摘要:六氟化硫气体属于惰性气体,其不可燃､无毒､无臭､无色｡制备电气设备时,可运用发挥出这种气体具有的绝缘性质,利用这种气体制备的全封闭型电气设备不需要占据过多的空间,同时不会轻易受到外部环境的影响,其不仅可被使用到配电网络中,还能被运用到各类高压型电力系统之中｡为了提升电气安全水平,需做好该气体分解物的检验工作,本文分析检验相关检验仪设备的工作｡关键词:电化学式;六氟化硫;分解产物;检验仪;检验方法电网建设工作取得极大进展,各种全新的电气设备被以更加安全的方式应用到现代化电网中,六氟化硫电气设备能够满足电气系统的安全保障要求,为了做好该设备的技术监督工作,不少电力企业都购入了可检验六氟化硫分解物的先进检测仪器,借助电化学传感作用,该类仪器可帮助确定一氧化碳､硫化氢以及二氧化硫等气体的实际含量,继而确定设备的具体气室走位,本文提供检验相关检验仪的工作建议｡1 故障判断机理分析对在放电作用下,SF6 可分解生成低氟化物和游离氟,但这些分解产物会随着放电现象的消失而快速复合､还原为 SF6 气体｡发生故障或存在缺陷的 SF6 电气设备,SO2 和 SOF2 是其分解产物的主要特征组分,并伴有一定HF 产生,其中,SOF2 易水解生成SO2 ;设备故障或缺陷涉及固体绝缘时,CF4 会明显增加且常伴有 H2S､CO 产生｡因此,通过检测SF 6 气体中 SO2 ､H2S､HF､CO 含量可检测电气设备中的故障及对故障气室定位｡2 传感器设备应用原理在运用检验仪来对六氟化硫设备进行检验时,需发挥出该种设备具有的传感功能,具体地测定六氟化硫砌体中含有的一氧化碳､硫化氢以及二氧化硫物质的情况,借此来明确存有故障隐患设备的实际气室走位以及实际的潜伏故障问题｡随着检验仪设备被长期使用,不少仪器都形成了严重的数据漂移情况,硫化氢气体含量难以被精准测定｡对电化学型传感器的运行情况分析,被测气体因受到催化剂的影响会形成明显的化学反应,传感器设备实际输出的电信号随之改变,检验人员随之可确定相应的气体的成分与具体体积数值｡可将负电极､参考电极以及工作电极直接浸没到可靠的电解液中｡被检测的目标气体会直接穿过多孔膜,产生一系列的氧化还原现象,使用的特殊电极材料可对电极与气体形成一定的催化作用,外部电路对其形成的自由电子加以收集与转化,进行而形成高质量的输出信号,对该种信号进行测量之后,气体体积分数将会被给出｡参考电极可给设备提供更加可信的电化学信号｡3 设备使用问题检验仪可以确保六氟化硫设备被有效使用,然而当检验仪出现故障问题之后,提供的分解物检验数值则不再具有可信性｡分析六氟化硫分解物尚未完全成熟,其使用时间与精准度之间存有联系｡对该种仪器的使用问题进行研究后确定基本使用问题｡在检验相关的分解产物时,测试精度会受到分解产物自身具有的特性的影响｡在固定的放电条件下,六氟化硫气体可分解出微量的产物,电气设备吸附分解物的过程具备动态化的特点,该种气体实际分解出的产物内部的成分具有腐蚀性以及极性相对较强的问题,设备其他部分的材料会对其产生一定的吸附性作用,分解物会被消耗,物质成分分析工作也随之受到影响,测试数据还会展现出一定的分散性｡设备应用性能方面的缺陷会给具体的应用效果带去影响｡分解产物的实际性质有一定的相似性,同时还存有交叉污染的可能性,现有的电极材料难以解决这种问题｡各种分解产物一般腐蚀性很强,致使电极腐蚀后性能变化,使测试数据漂移｡SF6气体的干燥性致使电极中电解液蒸发,由于电解液量的变化,导致检测数据产生漂移｡电化学传感器产生的电极电位与温度有关,现场的环境温度变化也会导致检测数据漂移,虽然各个厂家都采取一定的温度补偿措施,但从目前使用情况看,都不十分理想｡由上述分析可知,SF6分解产物检测存在导致数据分散性大的原因很多,短期内很难解决｡为了准确检测SF6 分解产物,目前可行的办法是缩短SF6分解产物检测仪的校验周期,根据实际情况对仪器及时校验､调校｡4 校检系统分析4.1 量值传递众所周知,计量工作的基本任务包括 2 个方面:一是建立标准,二是进行量值传递｡建立标准,其作用是提供准确可靠而不以地域和时间为转移的量值｡量值传递,是将由基准提供的测量单位的量值,传递给检定系统中下一级计量器具(即具有不同准确度的各级标准),然后用于标定､检定各种类型的工作仪器或校验各种测量装置｡为了保证量值的准确传递,必须建立量值传递方法,常用的传递方法有以下几种:计量器具的逐级校验,从基准到标准到工作仪器逐级向下传递;颁布标准方法｡由法定权威单位收集出版经过鉴定的各种测量方法;发布标准物质｡由法定的单位审定､批准､发售准确的知道成分或准确的体现其物理化学或工程技术特性的物质,用以检定､校验测量仪器或测量方法和确定材料特性;公布标准数据｡由法定的权威机构收集准确可靠方法测定并经过鉴定的各种物质的物理化学和工程技术特性数据作为标准数据予以公布;发放标准信号;标准的国际比对｡这是国际上进行量值协调､实现量值统一的重要途径｡目前,国内已能生产出二氧化硫､硫化氢气体的标准物质,因此可采用由计量部门认证的以SF6 气体为底气的标准物质进行量值传递｡4.2 校检方法在电化学式 SF6 气体分解产物检测仪校验中,至少需要使用 4~5 个不同含量的标准气体,只靠计量单位批准使用的一级､二级标准气体是难以做到的｡使用标准气体稀释装置对标准气体进行稀释,可产生不同含量的校准气体,以满足仪器校验的需要｡经过调研､比较,采用流量比混合法稀释装置,选用高精度的质量流量控制器控制稀释气体及组分气体的流量,配出所需的校验气体｡稀释气体采用纯度99. 999% SF6 气体,组分气体采用已知浓度的二氧化硫､硫化氢标准气体｡4.3 基本校检要求仪器被检前应通过外观及通电检查｡外观良好､结构完整,仪器名称､型号､制造厂名称､出厂时间､编号等应齐全､清晰,附件齐全,仪器联接可靠,各旋钮应能正常调节,并附有制造厂的使用说明书｡根据被检仪器的量程范围,使用标准气体稀释装置稀释二氧化硫､硫化氢标准气体,配置一系列量程范围内不同含量(不小于5 ~7 点)的二氧化硫､硫化氢标准气体｡将不同含量的标准气体通入被检仪器,每点作3次,取其平均值为示值｡以配置的标准气体含量为横坐标,仪器的示值为纵坐标,绘制校准曲线,相关系数应≥99%｡5 结束语电力企业在检测电网时,需要全面地将电网系统中的各种故障问题找出,在确定电网故障状况的同时,还要消除电网中的隐患问题｡利用六氟化硫气体的实际分解产物可帮助确定设备隐患,受到研究空间带来的限制,当前的检验仪尚存一些应用问题,为了提升检验仪的应用效果,需要注重日常养护,工作人员还需定期校准检验仪,运用规范化的检验方法来完成相应的检验工作｡参考文献:[1]邓晓阳. (2017). 六氟化硫主要分解产物检测仪的研制. (Doctoral dissertation, 山西大学).[2]郭伟, 刘韧强, 蒋成杰, 朱元杰, 邱刚, & 周福好. (2017). Sf_6分解产物检测在gis故障诊断中的应用. 电力安全技术, 19(5), 26-29.[3]何琳. (2017). 六氟化硫气体故障分解产物研究. 中国高新技术企业(11), 139-140.。
220kV六氟化硫断路器气体微水含量超标处理
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奎 一 ＪLeabharlann ２ ２ ０ ｋ Ｖ 六氟化硫 断路器气体微水含量超标处理
广 东电网公 司江 门供电局 许 兆齐
【 摘要 】Ｓ Ｆ ６ ￣体 是一种优 良的绝缘气体 ，被普及运 用到各 大 电力 系统 ，发挥 了良好的绝 缘功能，将其用在 电力断路器 中，确保 了设备安全、稳定 运行 ，同 时也便 于操 － 作、保养 ，现阶段 ，已经 大范围的变电站引入 了Ｓ Ｆ ６ ￣ 缘技术 ，然 而这 一气体绝缘 功能的发挥很容 易受到其内部杂质的不 良影响，尤其是水分超标会严 重阻碍其优 良性能 ． 的发挥 ，要想避免气体绝缘功 能受到影响 ，维护 电力系统的正常运转 ，就 要加 强对ｓ ｖ ６ ￣体微水超标 － 的检 测与处理。本文针对２ ２ ０ ｋ Ｖ ￣ 氟化硫 断路器Ｓ ／ Ｆ ６ ￣体徽水展 － 开讨
论 ，分析 了正确的检测方法与处理方案。
【 关键词 】２ ２ ０ ｋ Ｖ ￣氟化硫 断路嚣Ｓ Ｆ ６ ￣体；微水超标处理 －
Ｓ Ｆ ６ 气体是被 现代 电力系统 广泛使 用的绝 缘 气体 ，它显 示 出 良好 的 灭弧 性 、安全 性 、 且 无 毒无 害 。它不 仅在 中压 电力系 统 中发挥 了重 要作 用 ，同时 在 高压 电力 系统 范 围 内也 展 现 出独 特 的功能 优 势 ， 目前 已经 成为 一类 无 可 替代 的 电气绝 缘物 质 ，得 到 了 电力系 统 的集 中推 崇和 应用 ，然而 ，任 何一 项新 技 术 的研 究与应用 都伴随着 一些 问题 ，Ｓ Ｆ ６ 气体 中 微 水 含量 超标 已经 成 为 困扰 电力系 统运 行 的 主 要 问题 ，微 水超标会 严重 影响ｓ Ｆ ６ 气 体绝缘 功 能 的发 挥 ，为 电力 系统 带来 安全 威胁 ，因 此 ，必 须做好对 Ｓ Ｆ ６ 气体 微水 含量 的检 测分 析 工作 ，找 出问题 发生 原 因，并 采用 先 进技 术 进 行解 决。 Ｓ Ｆ ６ 气体微水超 标的原 因分析 引发 ２ ２ ０ ｋ Ｖ 六 氟化 硫 断路 器Ｓ Ｆ ６ 气 体微 水 超 标 的 原 因 有 很 多 ，经 过 长 时 间 的 实 践 应 用 、调查 分析 ，并结 合相 关 的技术 文 件资 料 等加 以评 价和 评估 ，最终 将主 要 原 因归结 成 以下 几方面 ： １ ． 来源 于气体 内部 的水分 ，Ｓ Ｆ ６ 气体本 身 就属 于液 化气 体 ， 内部必 然含 有少 许 水分 ， 但是 含量较小 ，每升气体大概 含６ ５ 微 升以下的 水分，这 一含量 由于较小 ，很容 易被忽略。 ２ ． 组织 、 安装 电力 设备过 程 中带 来 的水 分 。这 部分 水分 主要 是在 设 备抽 真空 过程 中 其 内部残 留的水 分 ，在组 装 设备过 程 中 ，客 观地 理环 境 、外 部环 境 因素等 都很 容 易造 成 设备 内外壁面残 留水分 。 ３ ． 固体 绝缘 物 中的 水分 。 电力设 备 中配 置 了很 多绝 缘材 料 ，这些 绝缘 材料 经 过长 时 间 的使用 会 释放 出水 分 。或 者利 用充 放气 设 备来 充入Ｓ Ｆ ６ 气体 过程 中，携带 的少许水分 。 ４ ． 从密 封件 与微 孔 等 区域 渗 透 的水分 。 在Ｓ Ｆ ６ 绝 缘 装 置 的外 面 都配 置 了密封 层 ，而 且表 面铺 设 了橡 胶层 ，装 置经 过 长时 间 的工 作运 转 ，上 面 的橡胶 垫难 免会 出现 破 损 、老 化现 象 ，这 样就 为水 分 的渗透 提供 了可乘 之 机。 以上 都是造 成Ｓ Ｆ ６ 气体 微水超标 的原 因 ， 其 中来 自密 封件 与微 孔 的渗透 水 分为 主要 原 因 ，因 为密 封设 备经 过长 时 间 的使 用 ，如 果 不 及 时 进 行 更 换 ，就 必 然 会 造 成 其 表 面 老 化 ，造成 外 界水 分 的入侵 ，在 特殊 状 态下 ， 如 果水 分持 续 聚集就 会超 出标 准 范 围，对 绝 缘 设备 以及 内部 的各 个金 属 零件产 生 破坏 作 用 ，影 响绝 缘性 能 的发挥 ，甚 至会 在 电缆 外 瓷 套 外 面 出现 凝 水 层 ，甚 至 出 现漏 电等 现 象 ，影 响 了设 备的安全 运行 。 二 、２ ２ ０ ｋ Ｖ 六氟 化硫 断路 器Ｓ Ｆ ６ 气 体微 水 超 标处理 方法 造 成２ ２ ０ ｋ Ｖ 六氟 化硫 断路 器Ｓ Ｆ ６ 气 体微 水 超标 的 原 因是 多方面 的 ，要 结合 原 因进行 针 对性 的 处理 ，俗 话说 ： 要防 忠于 未然 ，要 本 着 预 防为 主 、 防治 结 合 的原 则 加 强对 Ｓ Ｆ ６ 气
六氟化硫中的微量氟化物的GC-MS检测方法
六氟化硫中的微量氟化物的GC-MS检测方法于瑞祥 董翊 姜阳 高艳秋 陈鹰 / 上海市计量测试技术研究院摘 要 建立了气相色谱质谱联用法测定六氟化硫中的四氟化碳、六氟乙烷和八氟丙烷的方法。
采用选择性离子监测（S I M）模式，分别以m/z 69、m/z 119和m/z 69作为四氟化碳、六氟乙烷和八氟丙烷的定量离子，在0.1~50μmol/mol的浓度线性范围内，待测物体积分数与响应值呈良好的线性关系（R2≥0.999），四氟化碳、六氟乙烷和八氟丙烷的检出限均低于0.01μmol/mol。
方法处理简单，检测时间短，具有良好的准确度和精密度，并解决了八氟丙烷响应差的问题。
关键词 气相色谱质谱联用；四氟化碳；六氟乙烷；八氟丙烷；检测0 引言六氟化硫（sulphur hexafluoride，SF6）是一种气体材料，常态下为无色、无味、无毒，微溶于水、乙醇、乙醚的不易燃气体，其化学成分稳定，是已知化学稳定性最好的气态物质之一。
六氟化硫具有优异的电绝缘性能和灭弧能力，因此被广泛应用于电器、宇航、电子、气象、冶金、机器制造、制冷、激光、医学等领域，在微电子及半导体领域，高纯的六氟化硫通常作为电子元件洁净剂[1-5]。
随着六氟化硫在各个领域的广泛应用，产品质量也越来越受到重视，其中的氟化物杂质含量成为影响产品质量的重要原因。
目前，对六氟化硫中微量氟化物的检测方法主要采用气相色谱结合氢火焰离子检测器（FID）、热导检测器（TCD）或氦离子化检测器（HID）[6-8]。
随着工业水平尤其是电子工业的发展，对于杂质含量的要求也越来越高，FID、TCD的检出限已渐渐不能满足目前检测需求，而HID虽然具有较低的检出限，但是由于其采用的是阀柱切换技术，检测时间长且对操作人员的要求很高，并且在实际操作中发现，HID对部分氟化物如八氟丙烷响应差或无响应，因此，很有必要建立一种快速灵敏准确的检测方法。
目前气相色谱质谱联用方法在有机物的检测中已经获得广泛的应用，但对于无机气体类的研究鲜有报道。
六氟化硫中痕量一氧化碳和二氧化碳的气相色谱检测及其在断路器故
２０２０年６月Ｖｏｌ．３８Ｎｏ．６Ｊｕｎｅ２０２０ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ７０２ ７０７研究论文ＤＯＩ：１０．３７２４／ＳＰ．Ｊ．１１２３．２０１９．１１０１２收稿日期：２０１９⁃１１⁃２２∗通讯联系人．Ｔｅｌ：（０２９）８９６９８０７７，Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｙａｎｇｒｅｎ１９７０＠２６３．ｎｅｔ（杨韧）；Ｔｅｌ：（０２９）８５３１０７２６，Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｘｆｙｕｅ＠ｓｎｎｕ．ｅｄｕ．ｃｎ（岳宣峰）．基金项目：中央高校科技成果转化培育项目（ＧＫ２０１８０６００３）；陕西省重点研发计划（２０２０ＧＹ⁃２５０）；研究生教育教学改革研究项目（ＧＥＲＰ⁃１９⁃６０）；陕西师范大学２０１７年度实验技术研究项目．Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｉｔｅｍ：ＦｕｎｄｆｏｒｔｈｅＴｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌＡｃｈｉｅｖｅｍｅｎｔｓｏｆＣｅｎｔｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｉｅｓ（Ｎｏ．ＧＫ２０１８０６００３）；ＳｈａａｎｘｉＫｅｙＲｅｓｅｒｃｈａｎｄＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＰｒｏｊｅｃｔ（Ｎｏ．２０２０ＧＹ⁃２５０）；ＰｒｏｊｅｃｔｏｆＰｏｓｔｇｒａｄｕａｔｅＥｄｕｃａｔｉｏｎａｎｄＴｅａｃｈｉｎｇＲｅｆｏｒｍ（Ｎｏ．ＧＥＲＰ⁃１９⁃６０）；２０１７ＳｈａａｎｘｉＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＴｅｃｈ⁃ｎｉｑｕｅｓＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｊｅｃｔ．六氟化硫中痕量一氧化碳和二氧化碳的气相色谱检测及其在断路器故障分析中的应用杨㊀韧１∗，㊀汪金星２，㊀张㊀悦３，㊀王㊀青３，㊀岳宣峰３∗（１．国网陕西省电力公司电力科学研究院，陕西西安７１００４８；２．国网陕西省电力公司，陕西西安７１００４８；３．陕西省生命分析化学重点实验室，陕西师范大学化学化工学院，陕西西安７１００６２）摘要：为了准确分析高浓度ＳＦ６中痕量的ＣＯ及ＣＯ２，发展了可靠的气相色谱⁃火焰离子化检测器（ＧＣ⁃ＦＩＤ）方法㊂通过双ＰｏｒａｐａｋＱ色谱柱结合阀切换将ＳＦ６从待测样品中分离并排出检测系统，从而避免ＳＦ６可能造成的在线转化柱中毒现象，同时实现ＣＯ和ＣＯ２的完全分离；通过在线镍催化将ＣＯ和ＣＯ２的检测转化为对ＣＨ４的检测，极大地提高检测灵敏度㊂结果显示，该方法对ＣＯ和ＣＯ２的检测互不干扰，两者都可在２ ５００μＬ／Ｌ范围内呈现良好的线性相应，测定重复性好（ＲＳＤ小于２％），准确度高㊂建立的ＧＣ⁃ＦＩＤ方法可直接用于ＳＦ６高压断路器中痕量ＣＯ及ＣＯ２的检测，为ＳＦ６相关电气设备潜伏性故障诊断提供了研究手段㊂关键词：气相色谱；一氧化碳；二氧化碳；六氟化硫；断路器故障中图分类号：Ｏ６５８㊀㊀㊀文献标识码：Ａ㊀㊀㊀文章编号：１０００⁃８７１３（２０２０）０６⁃０７０２⁃０６Ｇａｓｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｉｃｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｔｒａｃｅｃａｒｂｏｎｍｏｎｏｘｉｄｅａｎｄｃａｒｂｏｎｄｉｏｘｉｄｅｉｎｓｕｌｆｕｒｈｅｘａｆｌｕｏｒｉｄｅａｎｄｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｔｏｐｒｏｂｉｎｇｐｏｔｅｎｔｉａｌｂｒｅａｋｄｏｗｎｏｆｈｉｇｈ⁃ｖｏｌｔａｇｅｃｉｒｃｕｉｔｂｒｅａｋｅｒＹＡＮＧＲｅｎ１∗，ＷＡＮＧＪｉｎｘｉｎｇ２，ＺＨＡＮＧＹｕｅ３，ＷＡＮＧＱｉｎｇ３，ＹＵＥＸｕａｎｆｅｎｇ３∗（１．ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｔａｔｅＧｒｉｄＳｈａａｎｘｉＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＣｏｍｐａｎｙ，Ｘｉ ａｎ７１００４８，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｔａｔｅＧｒｉｄＳｈａａｎｘｉＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＣｏｍｐａｎｙ，Ｘｉ ａｎ７１００４８，Ｃｈｉｎａ；３．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＡｎａｌｙｔｉｃａｌＣｈｅｍｉｓｔｒｙｆｏｒＬｉｆｅＳｃｉｅｎｃｅｏｆＳｈａａｎｘｉＰｒｏｖｉｎｃｅ，ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｏｆＳｈａａｎｘｉＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ ａｎ７１００６２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｒｅｌｉａｂｌｅｇａｓｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ⁃ｆｌａｍｅｉｏｎｉｚａｔｉｏｎｄｅｔｅｃｔｏｒ（ＧＣ⁃ＦＩＤ）ｍｅｔｈｏｄｗａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｆｏｒｔｈｅａｃｃｕｒａｔｅｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｔｒａｃｅＣＯａｎｄＣＯ２ｉｎｈｉｇｈｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆＳＦ６．ＵｓｉｎｇａｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆｄｕａｌＰｏｒａｐａｋＱｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｉｃｃｏｌｕｍｎｓｗｉｔｈｖａｌｖｅｓｗｉｔｃｈｉｎｇ，ＳＦ６ｗａｓｓｅｐａｒａｔｅｄｆｒｏｍｔｈｅｔｅｓｔｅｄｓａｍｐｌｅｓａｎｄｂｌｏｗｎｏｕｔｏｆｔｈｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ，ｗｉｔｈｔｈｅａｉｍｏｆｒｕｌ⁃ｉｎｇｏｕｔｔｈｅｐｏｓｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｃｏｌｕｍｎｐｏｉｓｏｎｉｎｇ．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ＣＯａｎｄＣＯ２ｗｅｒｅｏｎ⁃ｌｉｎｅｓｅｐａｒａｔｅｄａｎｄｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔｌｙｃｏｎｖｅｒｔｅｄｔｏＣＨ４ｉｎｔｈｅｐｒｅｓｅｎｃｅｏｆａｎｉｃｋｅｌｃａｔａｌｙｓｔｔｏｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙｆｏｒｔｈｅｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｃａｒｂｏｎ⁃ｂｏｒｎｅｇａｓｅｓ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｎｅｉｔｈｅｒｇａｓｉｎｔｅｒｆｅｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｏｔｈｅｒ．Ｓａｔｉｓｆａｃｔｏｒｙｌｉｎｅａｒｉｔｉｅｓｗｅｒｅａｃｈｉｅｖｅｄｉｎｔｈｅｒａｎｇｅ２－５００μＬ／ＬｆｏｒｂｏｔｈＣＯａｎｄＣＯ２，ｗｉｔｈｈｉｇｈｌｙａｃｃｕｒａｔｅａｎｄｒｅｐｒｏｄｕｃｉｂｌｅｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ（ＲＳＤ＜２％）．ＴｈｅｄｅｖｅｌｏｐｅｄＧＣ⁃ＦＩＤｍｅｔｈｏｄｉｓａｐｐｌｉｃａｂｌｅｔｏｔｈｅｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｇａｓｅｓｌｏｄｇｅｄｉｎｈｉｇｈ⁃第６期杨㊀韧，等：六氟化硫中痕量一氧化碳和二氧化碳的气相色谱检测及其在断路器故障分析中的应用ｖｏｌｔａｇｅｃｉｒｃｕｉｔｂｒｅａｋｅｒｓｔｏｗａｒｄｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｒａｃｅＣＯａｎｄＣＯ２，ｔｈｕｓｐｒｏｖｉｄｉｎｇａｔｏｏｌｆｏｒｐｒｏ⁃ｂｉｎｇｔｈｅｐｏｔｅｎｔｉａｌｂｒｅａｋｄｏｗｎｏｆＳＦ６⁃ｉｎｓｕｌａｔｅｄｅｑｕｉｐｍｅｎｔ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｇａｓｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ（ＧＣ）；ｃａｒｂｏｎｍｏｎｏｘｉｄｅ；ｃａｒｂｏｎｄｉｏｘｉｄｅ；ｓｕｌｆｕｒｈｅｘａｆｌｕｏ⁃ｒｉｄｅ；ｂｒｅａｋｄｏｗｎｏｆｃｉｒｃｕｉｔｂｒｅａｋｅｒ㊀㊀ＳＦ６气体绝缘电器是输送电能的关键设备［１］，电气设备在长时间运行过程中可能会出现各种类型的潜伏性故障［２］，不同类型的故障引起的局部放电会产生不同的分解化合物，化合物的组成㊁浓度以及生成速率也因故障类型而有差异［３］㊂ＳＦ６电气设备内部的材料在其分解温度之上就会发生分解，分解产物常常会伴随有ＣＯ㊁ＣＯ２以及低分子烃等气体出现㊂运行设备内ＳＦ６气体分解物中ＣＯ㊁ＣＯ２气体的含量能够在一定程度上反映设备内的潜伏性故障情况［４］㊂目前关于ＣＯ和ＣＯ２检测的方法很多，比如红外吸收光谱法［３］㊁光声光谱法［５］㊁电化学法［６，７］㊁荧光检测法［８］和气相色谱法（ＧＣ）［９］等㊂ＧＣ无疑是具有优势的，已经用于高浓度氢气中微量ＣＯ和ＣＯ２的检测［１０－１４］㊂为提高ＧＣ检测ＣＯ和ＣＯ２的灵敏度，常通过镍粉催化把这两种物质转化为ＣＨ４并结合火焰离子化检测器（ＦＩＤ）进行检测［１５，１６］㊂在用ＧＣ测定高浓度腐蚀性氯气中的微量永久性气体时，为了避免氯气等进入色谱柱造成损害，在样品处理流路中设计和采用了阀切割流路［１７，１８］㊂㊀㊀对于高浓度ＳＦ６中痕量ＣＯ和ＣＯ２的ＧＣ检测有两个挑战：一是如何减少高浓度ＳＦ６对ＣＯ和ＣＯ２检测的干扰，二是如何提高痕量ＣＯ和ＣＯ２检测的灵敏度㊂本工作拟建立一个双柱结合十通阀的ＧＣ⁃ＦＩＤ检测方法，通过采用双柱结合阀切割实现ＳＦ６与ＣＯ和ＣＯ２的分离，通过将ＣＯ及ＣＯ２转化为ＣＨ４提高检测灵敏度，通过配制接近真实样品的标准气体校正高浓度背景气体的 基体效应 ，最后尝试将建立的方法应用于高压断路器气体样品中痕量ＣＯ及ＣＯ２的定量分析，探索其与ＳＦ６断路器潜在性故障之间的关系㊂１㊀实验部分１．１㊀仪器、试剂与材料㊀㊀Ａｇｉｌｅｎｔ７８９０Ａ气相色谱仪，配Ｃｈｅｍｓｔａｔｉｏｎ化学工作站，ＦＩＤ，甲烷转化柱，气体十通进样阀（美国Ａｇｉｌｅｎｔ公司）；ＳＭＦ０６气体动态配气仪（泰普联合科技开发（北京）有限公司）㊂㊀㊀储备气：１００μＬ／Ｌ㊁１０００μＬ／Ｌ的ＣＯ㊁ＣＯ２标准气体（ＳＦ６为稀释气体）；ＳＦ６气（纯度ȡ９９ ９９９％）㊂Ｈｅ气（纯度ȡ９９ ９９９％）；Ｈ２气（纯度ȡ９９ ９９９％）；Ｎ２气（纯度ȡ９９ ９９９％）；空气（其中Ｏ２的体积分数为１９ ９％ ２１ ９％），所有气体均购于北京海普气体有限公司；样品气使用专用气体取样器从发生潜伏性故障的ＳＦ６电气设备中采集㊂１．２㊀ＣＯ和ＣＯ２系列标准气体的配制１．２．１㊀单一气体的配制㊀㊀使用ＳＭＦ０６气体动态配气仪配制不同含量的ＣＯ和ＣＯ２气体，纯ＳＦ６气作为稀释气体，分别配制１㊁５㊁１０㊁２０㊁５０㊁１００㊁２００㊁５００㊁１０００μＬ／Ｌ的ＣＯ和ＣＯ２气体㊂其中１㊁５㊁１０㊁２０μＬ／Ｌ的ＣＯ和ＣＯ２用１００μＬ／Ｌ的ＣＯ和ＣＯ２标准气体来配制，５０㊁１００㊁２００㊁５００㊁１０００μＬ／Ｌ的ＣＯ和ＣＯ２用１０００μＬ／Ｌ的ＣＯ和ＣＯ２标准气体来配制㊂１．２．２㊀混合气体的配制㊀㊀使用ＳＭＦ０６气体动态配气仪配制具有不同含量比的ＣＯ和ＣＯ２混合气体，ＳＦ６纯气作为溶剂气㊂固定混合气中ＣＯ在某一含量不变（２０㊁１００或５００μＬ／Ｌ），而其中ＣＯ２分别为２㊁１０㊁５０㊁１００㊁５００μＬ／Ｌ㊂然后再固定ＣＯ２含量不变（２０㊁１００或５００μＬ／Ｌ），而ＣＯ分别为２㊁１０㊁５０㊁１００㊁５００μＬ／Ｌ㊂１．３㊀实验条件１．３．１㊀色谱条件㊀㊀色谱柱：Ａ（ＰｏｒａｐａｋＱ，１８３ｃｍˑ３ ８ｃｍ（６ｆｔˑ１／８ᵡ））和Ｂ（ＰｏｒａｐａｋＱ，４８８ｃｍˑ３ ８ｃｍ（１６ｆｔˑ１／８ᵡ））；色谱柱温度：恒温６０ħ；甲烷转化柱温度：３７５ħ；ＦＩＤ温度：２００ħ；定量环体积：１ｍＬ；载气（Ｈｅ气）流量：２０ｍＬ／ｍｉｎ；燃气（Ｈ２）流量：５０ｍＬ／ｍｉｎ；助燃气（空气）流量：３５０ｍＬ／ｍｉｎ；尾吹气（Ｎ２）流量：２５ｍＬ／ｍｉｎ㊂１．３．２㊀样品在线处理及分析程序㊀㊀所用气相色谱系统为双柱单阀单检测器系统㊂起初（见图１ａ），十通阀处于采样阀位，待测定的气体样品依次进入通道２和通道１，然后进入到定量采样环，再经过通道４和通道３排出采样通道进样完毕㊂然后（见图１ｂ），十通阀转向进样阀位，此时㊃３０７㊃色谱第３８卷载气ａ经通道５进入定量采样环，携带样品经通道１和１０到达柱Ａ，对样品进行ＳＦ６与待分析物的预分离，７ ４０ｍｉｎ后十通阀再次转向采样位（见图１ａ），此时流经Ａ柱的ＣＯ和ＣＯ２已经先后进入Ｂ柱，而大量的ＳＦ６和其他组分仍在Ａ柱中，然后载气ｂ推动Ａ柱中组分经通道８㊁通道７和色谱柱Ａ柱依次反向推出检测系统；而被Ｂ柱进一步分离后的ＣＯ和ＣＯ２在高温富氢环境下被镍粉转化柱在线催化转化为甲烷，最后依次进入ＦＩＤ进行检测㊂图１㊀具有ＳＦ６切割功能的阀柱组合ＧＣ分析系统Ｆｉｇ．１㊀Ｃｏｌｕｍｎ⁃ｖａｌｖｅＧＣａｎａｌｙｔｉｃａｌｓｙｓｔｅｍｗｉｔｈＳＦ６ｅｘｃｌｕｓｉｏｎ㊀ａ．ｓａｍｐｌｉｎｇｓｔｅｐ；ｂ．ｉｎｊｅｃｔｉｎｇｓｔｅｐ．㊀ＣｏｌｕｍｎＡ：ｓｈｏｒｔｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｉｃｃｏｌｕｍｎ（ＰｏｒａｐａｋＱ，１８３ｃｍˑ３ ８ｃｍ（６ｆｔˑ１／８ᵡ））；ｃｏｌｕｍｎＢ：ｌｏｎｇｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｉｃｃｏｌｕｍｎ（ＰｏｒａｐａｋＱ，４８８ｃｍˑ３ ８ｃｍ（１６ｆｔˑ１／８ᵡ））．２㊀结果与讨论２．１㊀实验条件的优化２．１．１㊀样品在线处理系统的设计㊀㊀对于大量ＳＦ６气体中微量的ＣＯ㊁ＣＯ２等气体的测定，可以先让混合气体通过一根短的色谱柱，将大量ＳＦ６与其他物质初步分开，然后让ＣＯ㊁ＣＯ２依次通过一根较长色谱柱实现ＣＯ和ＣＯ２的完全分离，然后借鉴文献［１９］的理念，使其依次通过填充有镍催化剂的甲烷转化柱在高温㊁富氢的环境下转化为ＣＨ４和Ｈ２Ｏ，最后使用ＦＩＤ检测与ＣＯ及ＣＯ２含量成正比的ＣＨ４含量㊂采用检测ＣＨ４从而间接检测ＣＯ及ＣＯ２的方法比采用热导检测器（ＴＣＤ）直接检测的方法的灵敏度大幅提升；由于ＳＦ６气体会导致镍催化剂中毒，所以ＳＦ６气体在通过色谱柱Ａ后不能跟随ＣＯ和ＣＯ２走同样的通道，需要转向别的通道绕开甲烷转化柱流出检测系统㊂为此采用了单阀双柱的组合，柱Ａ选用短色谱柱（ＰｏｒａｐａｋＱ，１８３ｃｍˑ３ ８ｃｍ），可以实现混合气的分离并按照ＣＯ㊁ＣＯ２及ＳＦ６这个次序流出色谱柱；柱Ｂ选用长色谱柱（ＰｏｒａｐａｋＱ，４８８ｃｍˑ３ ８ｃｍ），甲烷转化柱串接于色谱柱Ｂ之后；而十通阀从进样位到采样位的转换可实现将流出色谱柱Ａ的ＳＦ６气体转向其他通道，从而不跟随ＣＯ和ＣＯ２进入色谱柱Ｂ及甲烷转化柱㊂２．１．２㊀转动阀位时间的确定㊀㊀为排除ＳＦ６干扰，将阀位从进样位（见图１ｂ）再次转动为采样位（见图１ａ），因此需要准确确定转动阀位的时间㊂将空气和ＳＦ６以一定的配比混合，再按照１ ３ １节的方法，保持色谱柱㊁色谱柱温度㊁载气流量和尾吹气流量等实验条件不变，用ＴＣＤ代替 色谱柱Ｂ⁃甲烷转化柱⁃ＦＩＤ ，考察ＣＯ㊁ＣＯ２和ＳＦ６流出色谱柱Ａ的时间，得到的色谱图见图２㊂图２㊀以ＴＣＤ为检测器时混合气体分离的色谱图Ｆｉｇ．２㊀Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｍｏｆｍｉｘｅｄｇａｓｏｎｔｈｅｒｍａｌｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙｄｅｔｅｃｔｏｒ（ＴＣＤ）㊀ＴｈｅｕｐｐｅｒａｎｄｌｏｗｅｒｉｎｓｅｔｓｓｈｏｗａｎｅｎｌａｒｇｅｄｖｉｅｗｏｆｔｈｅｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｉｃｐｅａｋｓｆｏｒＣＯ２ａｎｄＣＯ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ａｌｌｔｈｅｉｎｓｅｔｓｅｌｓｅｗｈｅｒｅｉｎｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｆｏｌｌｏｗｔｈｅｓａｍｅｐｒｏｔｏｃｏｌｆｏｒｒｅｐ⁃ｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ．㊀㊀从图２中可以看出，ＣＯ㊁ＣＯ２和ＳＦ６在该实验条件下的保留时间分别为２ １５ｍｉｎ㊁５ ９４ｍｉｎ和９ ０７ｍｉｎ，ＳＦ６在８ ８２ｍｉｎ开始出峰，因此图１中十通阀从进样位到再次转向采样位的时间必须在８ ８２ｍｉｎ之前；实验发现ＣＯ２全部流出色谱柱Ａ的时间为７ ３０ｍｉｎ㊂为保证ＣＯ２全部流出且ＳＦ６依然保留在色谱柱Ａ中，实验选定十通阀转向时间为㊃４０７㊃第６期杨㊀韧，等：六氟化硫中痕量一氧化碳和二氧化碳的气相色谱检测及其在断路器故障分析中的应用７ ４０ｍｉｎ㊂２．１．３㊀其他色谱条件的选择㊀㊀ＰｏｒａｐａｋＱ是苯乙烯和二乙烯基苯共聚得到的高分子多孔小球，通过改变聚合工艺，可调整其极性和孔径，它是一种分离性能优良的气固色谱固定相［２０］，可用于分离永久性气体和气体中混有的杂质，因此本实验采用ＰｏｒａｐａｋＱ柱分离ＳＦ６及其中痕量的ＣＯ和ＣＯ２㊂色谱柱温度㊁甲烷转化温度㊁ＦＩＤ温度㊁载气流量㊁燃气流量㊁助燃气流量和尾吹气流量的选择，以获得较好的峰形和分离效果为原则进行了优化，结果见１ ３ １节㊂２．２㊀痕量ＣＯ和ＣＯ２同时测定的方法特性㊀㊀为了考察ＣＯ和ＣＯ２在定量时是否会相互影响，按照１ ２节所述，以纯ＳＦ６作为溶剂气配制一系列具有不同含量比的ＣＯ和ＣＯ２混合气体，在以上选定的实验条件下对其进行色谱分析，在获得的色谱图上将ＣＯ（或ＣＯ２）的色谱峰面积对其对应的含量进行回归，获得混合气体中ＣＯ２（或ＣＯ）含量不同时ＣＯ（或ＣＯ２）的校准曲线（典型色谱图见图３和图４）㊂混合气体中测定ＣＯ和ＣＯ２的方法特性分别列于表１和表２中（其中待分析气体的含量为ｘ，待分析气体的色谱峰面积为ｙ）㊂图３㊀ＣＯ２含量为５００μＬ／Ｌ时不同含量ＣＯ的色谱图Ｆｉｇ．３㊀ＣｈｒｏｍａｔｏｇｒａｍｓｏｆＣＯａｔｖａｒｉｏｕｓｃｏｎｔｅｎｔｓｗｉｔｈＣＯ２ａｔ５００μＬ／Ｌ㊀㊀由表１和表２可以看出，混合气体中ＣＯ和ＣＯ２的任何一种气体的存在及其含量的改变对另外一种气体含量的检测没有显著响应，综合考虑不同浓度水平获得总的回归方程，即为混合气体中ＣＯ和ＣＯ２测定的回归方程；表２中当ＣＯ含量改变时，ＣＯ２的检测灵敏度稍有差异，这是由于３个不同含量下的校准曲线制作间隔时间较长（超过３个月），甲烷转化炉的效率发生了变化，提醒在定量时，必须定期对两种气体的校准曲线进行校正㊂同时，分别图４㊀ＣＯ含量为５００μＬ／Ｌ时不同含量ＣＯ２的色谱图Ｆｉｇ．４㊀ＣｈｒｏｍａｔｏｇｒａｍｓｏｆＣＯ２ａｔｖａｒｉｏｕｓｃｏｎｔｅｎｔｓｗｉｔｈＣＯａｔ５００μＬ／Ｌ对单一气体（ＣＯ或ＣＯ２）检测的方法特性做了探索，发现和基于混合气体（ＣＯ和ＣＯ２）的方法特性无显著性差异，进一步显示该方法可以同时检测两种气体且互不干扰㊂表１和表２中的线性范围的下限就是定量限，可以看出本工作建立的方法检测ＣＯ和ＣＯ２的灵敏度可以和已经报道的很多方法媲美甚至更高［１５－１８，２１－２４］㊂表１㊀不同共存ＣＯ２含量下ＣＯ气相色谱检测的方法特性Ｔａｂｌｅ１㊀ＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＧＣｍｅｔｈｏｄｆｏｒｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆＣＯｉｎｔｈｅｐｒｅｓｅｎｃｅｏｆｖａｒｙｉｎｇｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆＣＯ２ＣＯ２ｃｏｎｔｅｎｔ／（μＬ／Ｌ）ＣＯｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｅｑｕａｔｉｏｎＣｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ（ｒ）Ｌｉｎｅａｒｒａｎｇｅ／（μＬ／Ｌ）Ｔｏｔａｌｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｅｑｕａｔｉｏｎ２０ｙ＝７．３２４ｘ－６．１０３０．９９９９２－５００ｙ＝７．２６１ｘ－４．５０８１００ｙ＝７．１１６ｘ－７．２５３０．９９６８２－５００５００ｙ＝７．３４３ｘ－１．６９４０．９９９９２－５００㊀ｙ：ｐｅａｋａｒｅａｏｆＣＯ；ｘ：ＣＯｃｏｎｔｅｎｔ，μＬ／Ｌ．表２㊀不同共存ＣＯ含量下ＣＯ２气相色谱检测的方法特性Ｔａｂｌｅ２㊀ＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＧＣｍｅｔｈｏｄｆｏｒｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆＣＯ２ｉｎｔｈｅｐｒｅｓｅｎｃｅｏｆｖａｒｙｉｎｇｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆＣＯＣＯｃｏｎｔｅｎｔ／（μＬ／Ｌ）ＣＯ２ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｅｑｕａｔｉｏｎｒＬｉｎｅａｒｒａｎｇｅ／（μＬ／Ｌ）Ｔｏｔａｌｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｅｑｕａｔｉｏｎ２０ｙ＝３．１０４ｘ＋０．１１１０．９９９９２－５００ｙ＝２．９９４ｘ＋１．６７１１００ｙ＝２．８８０ｘ＋１．３２８０．９９９９２－５００５００ｙ＝２．９９９ｘ＋３．５７４０．９９９８２－５００㊀ｙ：ｐｅａｋａｒｅａｏｆＣＯ２；ｘ：ＣＯ２ｃｏｎｔｅｎｔ，μＬ／Ｌ．２．３㊀方法精密度㊀㊀为了考察测定方法的精密度，固定色谱条件不变，将标准单一气体（含量分别为２８㊁１１２及４３６μＬ／Ｌ）及混合气体（２０μＬ／ＬＣＯ＋２５０μＬ／ＬＣＯ２，１００μＬ／ＬＣＯ＋１００μＬ／ＬＣＯ２，２５０μＬ／ＬＣＯ＋２０μＬ／ＬＣＯ２）进行了６次平行测定，测得峰面积的ＲＳＤ都小于２％㊂图５为４３６μＬ／Ｌ单一ＣＯ气体重㊃５０７㊃色谱第３８卷图５㊀４３６μＬ／ＬＣＯ重复测定的色谱图Ｆｉｇ．５㊀Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｍｓｆｏｒｄｕｐｌｉｃａｔｅｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆ４３６μＬ／ＬＣＯ复测定６次的色谱图㊂㊀㊀从图５可以看出，重复６次测定的峰面积没有显著性差别，保留时间基本保持不变㊂上述结果说明，无论是在单一气体测定中还是在混合气体测定中，两种气体测定的重复性都较高㊂２．４㊀方法准确度㊀㊀为了验证方法的准确度，对外单位送来的２个混合气体控制样进行了检测，控制样的标准值及该方法的测定结果见表３㊂㊀㊀从表３中的数据可看出，按照本法测得的结果和控制样标准值有比较好的吻合，说明该方法可以用于实际样品的测定㊂表３㊀控制样的标准值和测定值Ｔａｂｌｅ３㊀ＳｔａｎｄａｒｄｖａｌｕｅｓａｎｄｍｅａｓｕｒｅｄｖａｌｕｅｓｆｏｒｃｏｎｔｒｏｌｓａｍｐｌｅｓＣｏｎｔｒｏｌｓａｍｐｌｅＡｎａｌｙｔｅＳｔａｎｄａｒｄｖａｌｕｅ／（μＬ／Ｌ）Ｍｅａｓｕｒｅｄｖａｌｕｅ／（μＬ／Ｌ）∗Ｓａｍｐｌｅ１ＣＯ１５．０１４．９ʃ０．６ＣＯ２４６５．０４６３．７ʃ２２．３Ｓａｍｐｌｅ２ＣＯ４０．０３９．４ʃ１．６ＣＯ２６０．０５９．２ʃ２．６㊀∗ｎ＝６，ｘʃｔ５，０ １０ｓ／６．２．５㊀真实断路器中微量ＣＯ和ＣＯ２气体的分析㊀㊀选取了２个可疑的在网运行１２６ｋＶＳＦ６断路器１㊁断路器２和一个新的１２６ｋＶＳＦ６断路器，采集其中的气体样品，分别命名为样品１㊁样品２和样品３，采用建立的方法对其气体样品进行分析，获得的色谱图见图６，样品１中ＣＯ和ＣＯ２的含量分别为１５ ４０ʃ０ ０９μＬ／Ｌ和２６ １９ʃ０ １９μＬ／Ｌ，样品２中ＣＯ和ＣＯ２的含量为１２ ７６ʃ０ ０７μＬ／Ｌ和２ １０ʃ０ １２μＬ／Ｌ，样品３中未能检测到明显的分析物㊂已知新的ＳＦ６高压电器中的ＳＦ６气体纯度高于９９ ９９９９％，ＣＨ４的存在几乎可以完全忽略㊂实验结果显示：采用本文方法，在新的断路器中没有检测到明显的ＣＯ和ＣＯ２存在，而在断路器１和断路器２中，都不同程度地检测到了ＣＯ和ＣＯ２，提示断路器１和２可能已有潜伏性故障发生㊂图６㊀断路器中实际气体样品的色谱图Ｆｉｇ．６㊀Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｍｓｏｆａｃｔｕａｌｓａｍｐｌｅｓｉｎｃｉｒｃｕｉｔｂｒｅａｋｅｒｓ㊀Ｓａｍｐｌｅ１ａｎｄｓａｍｐｌｅ２：ｓａｍｐｌｅｓｆｒｏｍｔｗｏｓｕｓｐｉｃｉｏｕｓｃｉｒｃｕｉｔｂｒｅａｋｅｒｓ；ｓａｍｐｌｅ３：ａｓａｍｐｌｅｆｒｏｍａｎｅｗｃｉｒｃｕｉｔｂｒｅａｋｅｒ．３㊀结论㊀㊀该工作建立的双柱十通阀检测痕量ＣＯ及ＣＯ２的ＧＣ⁃ＦＩＤ方法具有灵敏度高（定量限低达２μＬ／Ｌ）㊁重复性好（ＲＳＤ＜２ ０％）㊁准确度高的优点，有效地应对了高浓度ＳＦ６气体背景给痕量杂质气体检测带来的挑战，可直接用于高浓度ＳＦ６气体中痕量ＣＯ及ＣＯ２的检测，结果可靠㊂该法可通过对阀路的设计和色谱条件的优化实现对复杂气体样品的分析，有望为ＳＦ６相关电气设备潜伏性故障诊断提供一种可靠的手段㊂参考文献：［１］㊀ＣｈｕＦＹ．ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＣｙｂｅｒｎｅｔｉｃｓ，１９８６，２１（５）：６９３［２］㊀ＸｉａｏＱＣ，ＭｉｎｇＲ，ＨｕａＤＰ，ｅｔａｌ．ＪＭｏｄＰｏｗｅｒＳｙｓｔＣｌｅ，㊃６０７㊃第６期杨㊀韧，等：六氟化硫中痕量一氧化碳和二氧化碳的气相色谱检测及其在断路器故障分析中的应用２０１０，２６（７）：３４［３］㊀ＺｈａｎｇＸＸ，ＹａｏＹ，ＴａｎｇＪ，ｅｔａｌ．ＨｉｇｈＶｏｌｔａｇｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００８，３４（４）：６６４张晓星，姚尧，唐炬，等．高电压技术，２００８，３４（４）：６６４［４］㊀ＴａｎｇＪ，ＹａｎｇＤ，ＺｅｎｇＦＰ，ｅｔａｌ．ＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｆＣｈｉｎａＥｌｅｃｔｒｏｔｅｃｈｎｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙ，２０１６，３１（２０）：４１唐炬，杨东，曾福平，等．电工技术学报，２０１６，３１（２０）：４１［５］㊀ＬｉＺ，ＷａｎｇＺ，ＱｉＹ，ｅｔａｌ．ＳｅｎｓＡｃｔｕａｔｏｒＢＣｈｅｍ，２０１７，２４８：１０２３［６］㊀ＰｉｊｏｌａｔＣ，ＴｏｕｒｎｉｅｒＧ，ＶｉｒｉｃｅｌｌｅＪＰ．ＳｅｎｓＡｃｔｕａｔｏｒＢＣｈｅｍ，２０１１，１５６（１）：２８３［７］㊀ＪｉａｎｇＳＭ．ＮｅｗＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ＆ＮｅｗＰｒｏｄｕｃｔｓｏｆＣｈｉｎａ，２００９（２）：１姜思明．中国新技术新产品，２００９（２）：１［８］㊀ＦｅｎｇＷ，ＬｉｕＤ，ＦｅｎｇＳ，ｅｔａｌ．ＡｎａｌＣｈｅｍ，２０１６，８８（２１）：１０６４８［９］㊀ＺｈａｎｇＬＰ，ＷａｎｇＪＲ，ＣｈｅｎＷ，ｅｔａｌ．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＩｎｓｔｒｕｍｅｎ⁃ｔａｌＡｎａｌｙｓｉｓ，２０１７，３６（９）：１１１９张丽萍，王久荣，陈闻，等．分析测试学报，２０１７，３６（９）：１１１９［１０］㊀ＫａｍｉｎｓｋｉＭ，ＫａｒｔａｎｏｗｉｃｚＲ，ＪａｓｔｒｚｅｂｓｋｉＤ，ｅｔａｌ．ＪＣｈｒｏ⁃ｍａｔｏｇｒＡ，２００３，９８９（２）：２７７［１１］㊀ＷａｎｇＤＦ，ＬｉｕＹＬ，ＨｕＳＧ，ｅｔａｌ．ＣｈｅｍｉｃａｌＡｎａｌｙｓｉｓａｎｄＭｅｔｅｒａｇｅ，２０１１，２０（４）：３３王德发，刘沂玲，胡树国，等．化学分析计量，２０１１，２０（４）：３３［１２］㊀ＲｅｎｓｂｕｒｇＭＪＶ，ＢｏｔｈａＡ，ＲｏｈｗｅｒＥ．ＪＣｈｒｏｍａｔｏｇｒＡ，２００７，１１６７（１）：１０２［１３］㊀ＬｕｏｎｇＪ，ＧｒａｓＲ，ＣｏｒｔｅｓＨＪ，ｅｔａｌ．ＪＣｈｒｏｍａｔｏｇｒＡ，２０１３，１２７１（１）：１８５［１４］㊀ＹｉｎＭＫ，ＬｉｍＪＳ，ＭｏｏｎＤＭ，ｅｔａｌ．ＪＣｈｒｏｍａｔｏｇｒＡ，２０１６，１４６３：１４４［１５］㊀ＷａｎｇＫ，ＬｉｕＹＣ，ＷａｎｇＸＲ，ｅｔａｌ．ＣｈｅｍｉｃａｌＡｎａｌｙｓｉｓａｎｄＭｅｔｅｒａｇｅ，２０１４（５）：２４王康，刘运传，王雪蓉，等．化学分析计量，２０１４（５）：２４［１６］㊀ＬｉｎＰＣ，ＺｈａｎｇＸＭ．ＬｏｗＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄＳｐｅｃｉａｌｔｙＧａ⁃ｓｅｓ，２００８，２６（３）：２７林培川，张秀梅．低温与特气，２００８，２６（３）：２７［１７］㊀ＳｈｅｎＺＲ，ＨｕＢＭ，ＨｅＨＬ，ｅｔａｌ．Ｃｈｌｏｒ⁃ａｌｋａｌｉＩｎｄｕｓｔｒｙ，２０１０，４６（１）：３６沈治荣，胡必明，何红莲，等．氯碱工业，２０１０，４６（１）：３６［１８］㊀ＹｕＸＹ，ＺｕｏＳＦ，ＬｕＪＨ，ｅｔａｌ．ＬｏｗＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄＳｐｅ⁃ｃｉａｌｔｙＧａｓｅｓ，２０１４，３２（５）：２０于晓艳，左世芳，卢菊花，等．低温与特气，２０１４，３２（５）：２０［１９］㊀ＹｅＦ，ＸｕＧＷ，ＺｈａｏＸＪ．ＣｈｉｎａＰａｔｅｎｔ，ＣＮ１３８４４３５６Ａ．２００２⁃１２⁃１１叶芬，许国旺，赵欣捷．中国专利，ＣＮ１３８４４３５６Ａ．２００２⁃１２⁃１１［２０］㊀ＺｈａｎｇＱＺ，ＤｕＪＷ，ＳｈｕＺＭ，ｅｔａｌ．ＣｈｉｎａＰａｔｅｎｔ，ＣＮ２０２３８３１１５Ｕ．２０１１⁃１１⁃０１张庆忠，杜建文，舒志明，等．中国专利，ＣＮ２０２３８３１１５Ｕ．２０１１⁃１１⁃０１［２１］㊀ＦａｎｇＨ，ＺｈｏｕＰＹ，ＺｈｕａｎｇＨＴ．ＬｏｗＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄＳｐｅｃｉａｌｔｙＧａｓｅｓ，２０１１，２９（１）：３３方华，周朋云，庄鸿涛．低温与特气，２０１１，２９（１）：３３［２２］㊀ＸｕＧＬ．ＦｕｊｉａｎＡｎａｌｙｓｉｓ＆Ｔｅｓｔｉｎｇ，２００１，１０（１）：１３４５许国龙．福建分析测试，２００１，１０（１）：１３４５［２３］㊀ＬｉｎＣＪ．ＰｈｙｓｉｃａｌＴｅｓｔｉｎｇａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＡｎａｌｙｓｉｓ（ＰａｒｔＢ：ＣｈｅｍｉｃａｌＡｎａｌｙｓｉｓ），１９９６，３２（６）：３５８林传俊．理化检验（化学分册），１９９６，３２（６）：３５８［２４］㊀ＺｈｏｕＹＹ，ＸｉｅＤ，ＴａｎｇＮ，ｅｔａｌ．ＡｃｔａＳｃｉｅｎｔｉａｒｕｍＮａｔｕｒａｌｉ⁃ｕｍＵｎｉｖｅｒｓｉｔａｔｉｓＳｕｎｙａｔｓｅｎｉ，２０１５，５４（３）：７４周永言，谢頔，唐念，等．中山大学学报（自然科学版），２０１５，５４（３）：７４㊃７０７㊃。
浅析换流变阀侧SF6套管CO气体含量超标的原因以及防范措施
浅析换流变阀侧SF6套管CO气体含量超标的原因以及防范措施发表时间：2016-08-24T16:16:49.420Z 来源：《电力设备》2016年第11期作者：王赢[导读] 通过检测气体绝缘设备中气体分解物对设备内部绝缘进行诊断和状态评估。
王赢（中国南方电网超高压输电公司天生桥局兴义 562400）摘要：随着气体绝缘设备在电力系统中的广泛应用，套管SF6气体分解物检测成为电力设备状态与故障诊断的有效方法。
然而目前的研究大都集中于GIS(气体绝缘开关装置)，在换流站直流穿墙套管和换流变阀侧套管方面很少研究[1]。
为此，在介绍气体分解机理和分解物检测技术的基础上，分析马窝换流站换流变阀侧星型套管里的CO气体是否是套管内SF6气体分解物的一种，通过对套管气体分解物检测可分析套管CO气体是否超标。
由套管微水试验检测套管里CO气体含量，结合历史数据与资料，对异常检测结果进行系统性分析。
最后，对于检测到CO气体含量的套管升高的采取一定防范措施。
关键词：换流变绝缘套管；故障诊断；CO气体含量高；高压直流输电参考文献[1]许杨;李锋锋;刘颀;郝跃东;欧阳震;SF_6分解物检测在高压直流套管故障诊断中的应用.[2]颜湘莲;王承玉;季严松;郭媛媛;;开关设备中SF_6气体分解产物检测的应用[J];电网技术;2010年09期.[3]唐炬;陈长杰;张晓星;刘帆;任晓龙;;微氧对SF_6局部放电分解特征组份的影响[J];高电压技术;2011年01期.[4]唐炬;朱黎明;刘帆;范敏;;应用光声技术的SF_6分解组分检测装置研制[J];高电压技术;2011年06期.[5]袁平;付汉江;袁先亮;;便携式色谱仪在六氟化硫电气设备故障检测中的应用研究[J];华中电力;2010年06期.[7]狄谦;刘之方;李国富;;550kV SF_6气体绝缘组合电器套管研制[J];中国电力;2010年10期.[8]胡红红;钟建灵;郑亚君;;运行中SF_6全封闭组合电器的故障检测[J];中国电力;2010年12期.[9]唐嘉;;SF_6电气绝缘设备故障时气体特征分解物的检测及应用[J];中国电力;2011年05期.。
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Ｗ ＡＮＧ Ｈａｙ ｎ，Ｚ ｉａ ＨＡＮ Ｍｅｙｎ ，Ｓ Ｇ ｉｉ ｇ ＯＮＧ Ｍｅ ｇ ａ，Ｌ ｏ ｏ ｇ ｎｓ ＩＧｕ ｄ ｎ
（Ｊ ｉｇＳ ｅｉ ａｅ ａｔ ｙＣ Ｌｄ ， ｉｉｇ ７０ ５， ｈｎ ｉ ｎ ｐｃａ Ｇ ｓｓＦｃ ｒ ｏ ， ｔ． Ｊ ｎ ２ ５ Ｃ ｉａ） ｎ ｌ ｏ ｎ ２
ｈ ｘ ｆ ｏ ｉｅ ｉ ａ ｂ ｎ ｍｏ ｏ ｉｅ ｃ ｎ ｅｓｏ ｕ ｎ ｃ ｅ ａ ｕ ｒ ｎ ｃ ｒ ｏ ｎ ｘｄ ｏ ｖ ｒ ｉｎ ｆ ｒ ａ ｅ，ａ ｃ ｒ ｉ ｇ ｔ ｈ ａ ｌ ｅ ｏｅ ａ ｄ ａｔｒ ｓ ｍｐ ｉ ｇ ｃ ｎ ｅ ｔｒ ｒ ｔ ｅ ｔ ｌ ｄ ｃ ｏ ｄ ｎ ｏ ｔ ｅ ｓ ｍｐ ｅ ｂ ｆｒ ｎ ｆ ａ ｌ ｏ ｖ ｒ ａｅ ｔｓ ｅ ｎ ｅ
据六 氟化 硫 和 一 氧 化 碳 在 ５ Ａ柱 中保 留 时 间 的 差
别 ，采用 阀切割 分析 六氟 化硫 中一氧 化碳 。即将 进 入色 谱柱 的六氟 化硫 在进 入转换 炉之 前进 行切 换 放 空 ，只将 分离 出的 一氧化 碳进 入 甲烷 转换 炉进 行 转
缘 漆分 解 的微量 特征 组分 ，如果 用热 导分 析 ，因灵 敏 度太 低 ，无法 得 到满足 。本 文主要 介绍 如何采 用 带 甲烷转化 炉 的氢火 焰气相 色谱 仪来 分析六 氟化硫
收稿 日期 ：２ １。２２ ；修回 日期 ：２ １－２ １ ０ １１．９ ０ ２０ —３
ｌ 实 验 方 案
１ １ 色谱 柱的 选择 ．
通过 查 阅资料 ，并 结合一 系列实 验 可知 ，一氧
第 ２期
汪海 燕 ，等 ：六 氟化 硫 中微量 一氧化碳 的分析 Ｃ Ｏ、Ｃ 的转化 率 ｚ＝ Ｏ
中 的一氧化 碳 。
换 。避免镍 触媒 接 触六氟 化硫 后 中毒 ，使 甲烷转 换
炉转换 率 降低 。
带 甲烷 转化 炉 的氢火 焰气相 色谱 仪 ，因为灵 敏 度 高 、线性 范 围广 、结 构简单 、操作 方便 。对气 体 流速 、压 力和 温度 变化不 敏感 ，是 目前分 析一氧 化
（ 宁协 力特种气体有限公司 ，山东 济宁 ２２５ ） 济 ７０５
摘要 ：通过在转化炉和色谱柱 之间加一个切换 阀 ，来 测定 六氟化 硫 中的一氧化 碳 。通过 对进样前 和进 样 后转化
炉转化率测试后的 比较 ，证明此方法确 实可行 。 关键词 ：六氟化硫 ；甲烷转化率 ；三通 阀
中图分类号 ：Ｔ １５ １ ２ Ｑ ２ ． ５ 文献标 志码 ：Ｂ 文章编 号 ：０７７０ （ ０２ ０ —０ ００ １０ －８ ４ ２ １ ）２ ０４ —４
六氟化硫气体是一种无色 、无味 、 无毒 、不可 燃 的惰性气体 ，化学性能非常稳定。其惰性与氮气
相 似 。它具有 极好 的 热稳 定性 ，具 有卓越 的电绝缘 性 和灭 弧特 性 ，相 同条 件 下 ，其 绝 缘 能 力 为空 气 、
碳 、二氧化碳和甲烷最为理想的色谱仪器。但在分 析 含硫 、氟 、氯 、溴等 化合 物 中的一 氧化碳 、二 氧
第３ ０卷第 ２ 期
２１ ０ ２年 ４月
低 温 与 特 气 Ｌ ｗＴ ｍ ｅａ ｒ ｎ ｐｃ ｋ ａｅ ｏ ｅ ｐｒ ｕｅａｄｓｅｉ ｙＧ ｓ ｔ ａ ｓ
Ｖｏ ０， Ｎｏ ２ Ｌ３ ． Ａ ｒ ，２ １ ｐ． ０ ２
六氟化硫 中微量一氧化碳 的分析
汪海燕 ，张美英 ，宋梦飒 ，李 国栋
ｒ ｓ ｌ ，ｉ ｓ ｏ ｓ ｔａ ｈ ｓｍｅｈ ｄ ｉ ｆ ａ ｉ ｌ ． ｅ ｕ ｔ ｔ ｈ ｗ ｈ ｔｔ ｉ ｓ ｔｏ ｓ ｅ ｓｂｅ
Ｋｅ ｒ ｓ ｕ ｆｒｈ ｘ ｔ ｏｉ ｅ ｅ ｃ ｎ ｏ ｖ ｒｉｎ ｏ ｔ ａ ｅ；ｔｒ ｅ ｗ ｆ ｕ ｌ ｄ ｃ ｍｅｈ ｎ ｈ ｅ － ｙｖ ｌ ｅ
ｄｉ１．９ ９ ｊｉ ｎ １０ －８４ ２ １ ．２ ０ ｏ：０ ３ ６／．ｓ ．０ ７７ ０ ．０ ２ ０． １ ｓ １
Ａｎａｙ ｉ ｆＭ ｉｒ ｒ ｏ ｏ ｏ ｉ ｎ Ｓ ｐ ｒ Ｈｅ ａ ｕ ｒｄ ｌｓｓｏ ｃ ｏ Ｃａ ｂ ｎ Ｍ ｎ ｘｄｅ ｉ ｕｌ ｈｕ ｘ ｆ ｏ ｉ ｅ ｌ
物 ，可 了解 电器设 备 中 的 内部 绝缘 材 料 是 否合 格 。
其 中一 氧化 碳就 是设 备 中的聚酯 乙烯 、绝缘 纸和绝
化学性能稳定 ，但通过实验证实六氟化硫在高温时 与镍反应生成一定 的化合物，导致转化炉转化率降 低 。我们 在 转化 炉与 色谱柱 之 间加一个 三通 阀 ，根
乙标 定值
４ １ ×１０ ０ ％
化 碳 和六 氟化 硫在 ５ Ａ分子 筛 色谱 柱 中均 有 很好 的
化 碳和 甲烷 时 ，会 使 转化炉 中的催 化剂 镍 中毒 ，使 转 化率 降低 或 失 效 。虽 然 六 氟化 硫 无 毒 、显 惰 性 ，
氮气的 ２５ 以上 ，灭弧能力为空气的 １０ ．倍 ０ 倍。因 此被广泛用于电力工业 。由于电器设备 内部存在局 部 的绝 缘缺 陷 ，当六 氟化硫充 装 到 电器设 备 中在 高 压 灭弧 时 会 生 成 多 种 分解 物 。 通 过 分 析 这 些 分 解
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｈ ｅｏ ｆ ｒａ ｄ ｔｅ ｃ ｒ ｍａｏ ｒ ｐ ｉ ｏｕ ｄ ｅ ｅ ｗ ｅ ｗ ｔｈ ｎ ａｖ ，ｔ ｅｄ ｔｒ ｎ ｔｏ ｆｓ ｌ ｒ ｓｒ ｃ ：Ｔ ｅ ｒｆ ｌ ｌ ｎ ｈ ｈ ｏ ｔ ｇａ ｈｃ ｃ ｌ ｍｎ ｉ ａ ｄ ｄ ｂ ｔ ｅ ｎ ８ ｓ ｉ ｉ ｇ ｖ ｌ ｅ ｏ ｔ ｅｅｍｉ ａ ｎ ｏ ｕｆ ３ｅ ｓ ｃ ｈ ｉ ｕ