DL 506-92 六氟化硫氣體絕緣設(shè)備中水分含量現(xiàn)場測量方法.doc

 中華人民共和國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) DL50692 六氟化硫氣體絕緣設(shè)備中 水分含量現(xiàn)場測量方法  中華人民共和國能源部1992-12-31批準(zhǔn)                   1993-07-01實施  1 適用范圍     本標(biāo)準(zhǔn)適用于六氟化硫氣體絕緣設(shè)備在交接試驗及運行中的預(yù)防性試驗時絕 緣氣體中水分含量的測量。 2 引用標(biāo)準(zhǔn)     GB890588 六氟化硫電氣設(shè)備中氣體管理和檢測導(dǎo)則     GB5832.15832.286 氣體中微量水分的測定     JJG101287 常用計量名詞術(shù)語及其定義 3 名詞術(shù)語 3.1 水蒸氣(water vapour)     亦稱水氣。水的氣體，由水汽化或冰升華而成。 3.2 濕度(humidity)     氣體中水蒸氣的含量。 3.3 濕氣(wetgas)     干氣和水蒸氣組成的混合物。 3.4 露點溫度(dew-point temperature)     在一定的壓力下，濕氣被水面飽和時的溫度。 3.5 霜點溫度(frost-point tempetature)     在一定壓力下，濕氣被冰面所飽和時的溫度。 3.6 水蒸氣壓力(water vapour pressure)     濕氣(體積為V、溫度為T)中的水蒸氣于相同體積V、溫度T條件下單獨存在 時的壓力，稱為水蒸氣分壓力。 3.7 飽和水蒸氣壓(saturation warer vapour pressure)     水蒸氣與水(或冰)面共處于相平衡時的水蒸氣壓。 3.8 質(zhì)量混合比(mixing ratio)     濕氣中水蒸氣的質(zhì)量與干氣的質(zhì)量之比。 3.9 重量比(weight ratio)     質(zhì)量混合比乘以106。 3.10 體積比(volume ratio)     濕氣中水蒸氣分體積與干氣的分體積之比值的106倍。 3.11 測量的重復(fù)性(repeatability of measurement)     在實際相同的測量條件下(如同一方法、同一觀測者、同一計量器具，在同一 實驗室內(nèi)，于很短的時間間隔內(nèi))，對同一被測量進行連續(xù)多次測量時，其測量結(jié)果 的一致程度。 4 對測量儀器的要求 4.1 用于氣體中微量水分測量的儀器需要定期校驗，校驗結(jié)果證書的有效期為一 年。校驗數(shù)據(jù)的處理方法見附錄A。 4.2 微量水分測量儀器應(yīng)設(shè)有專人保管，由專人操作。 4.3 電解式微量水分分析儀測量范圍應(yīng)滿足01000×10-6(體積比)。 4.4 電解式微量水分分析儀在30×10-61000×10-6范圍的引用誤差不得超過± 5.0%。 4.5 冷凝式露點水分測量儀和阻容式露點水分分析儀器測量露點范圍應(yīng)滿足10- 60。 4.6 冷凝式露點水分測量儀和阻容式露點水分測量儀器的測量誤差：10-30 時，±1.5；-30-50時，±2.0；-50-60時，±3.0。 4.7 有自校功能的阻容式水分測量儀器，在30×10-61500×10-6的曲線范圍內(nèi) 輸入校驗對應(yīng)值，不得少于5點。 5 測量方法 5.1 電解法 5.1.1 氣密性檢查     測試系統(tǒng)所有接頭處應(yīng)無泄漏，否則，會由于空氣中水分的滲入而使測量結(jié)果 偏高?？捎靡韵路椒ㄔ嚶?    將盛有水的U形壓力計接在氣體出口處，調(diào)節(jié)氣路壓力，使U形管內(nèi)壓差為 1000mm水柱，關(guān)閉氣源，經(jīng)5min水柱下降不超過5mm，說明系統(tǒng)氣密性良好， 必要時應(yīng)升高壓力繼續(xù)試驗。若發(fā)現(xiàn)漏氣，則應(yīng)分段檢查予以解決。 5.1.2 六氟化硫氣體流量的標(biāo)定     用于測量流量的浮子流量計應(yīng)用皂膜流量計標(biāo)定，要求標(biāo)定100mL/min和 50mL/min兩點，標(biāo)定過程中浮子應(yīng)保持穩(wěn)定。 5.1.3 電解池的檢查 5.1.3.1 電解池靈敏度檢查     將被測氣體流量從100mL/min降為50mL/min時，所讀到的含水量應(yīng)該是初始 值的一半(分別扣除相應(yīng)流速的標(biāo)底后)，最大相對偏差為10%。若讀到的值比初始 值的一半明顯偏離，則需要通過計量檢定后進行分析，得出結(jié)論。 5.1.3.2 電極間短路檢查     取去電解池兩端接線柱上的接線片，用萬用表的100()檔的表筆與接線柱相 接，萬用表指針從低阻值明顯地向高阻值逐漸變化，證明有充電現(xiàn)象，電解池是正 常的；否則，是無充電現(xiàn)象，需要清洗涂敷或更換。 5.1.4 電解池及測量儀器的干燥     利用高純氮氣進行干燥，將控制閥置于干燥檔，緩慢打開測試流量閥，以20 50mL/min的流量干燥電解池。為節(jié)約用氣，旁通流量可減小或關(guān)閉，至表頭示值 下降至5×10-5以下，越低越好。 5.1.5 測量     將控制閥置于“測量位置”，準(zhǔn)確調(diào)節(jié)測試流量為100mL/min，直到儀器示值 穩(wěn)定后讀數(shù)，該讀數(shù)減去標(biāo)底值為被測氣中水分含量。 5.1.6 重復(fù)測量操作方法     將控制閥切換到“干燥位置”約2030s(可根據(jù)儀器電解池的電解效果的快 慢而定)，然后切換至“測量位置”直到示值穩(wěn)定后讀數(shù)。 5.1.7 計算     當(dāng)環(huán)境溫度和壓力(包括高原地區(qū))偏離儀器設(shè)計溫度和標(biāo)準(zhǔn)大氣壓時，根據(jù) GB11605-89推薦的氣體狀態(tài)方程公式進行修正。     A公式 式中 qV校正后氣體的流量，mL/min;      p0標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)壓力，Pa；      Ta環(huán)境熱力學(xué)溫度，K；   qV微水儀規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)工作量，mL/min;      T0標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)溫度，273.1 5K；      pa環(huán)境壓力，Pa。     B公式 式中 pa環(huán)境壓力，Pa;      Ta環(huán)境熱力學(xué)溫度，K；      V選定的皂膜流量計的容量管體積，mL；      皂膜推移V所需時間，s。 5.2 冷凝露點法     冷凝露點測量儀器按制冷方式分為制冷劑制冷和半導(dǎo)體制冷，按對溫度的測量 方式分為目視測量和光電測量兩種。 5.2.1 測量系統(tǒng)、管路及接頭等應(yīng)無泄漏。 5.2.2 冷凝露點測量室和采樣系統(tǒng)的溫度應(yīng)高于待測氣體的露點溫度至少2。 5.2.3 使用目視測量的儀器進行測量時應(yīng)注意降溫速率，采用制冷劑時，制冷的速 率應(yīng)相對穩(wěn)定，以免產(chǎn)生過冷現(xiàn)象，尤其在接近測試露點時，冷卻速度應(yīng)盡量放 慢。 5.2.4 測量時露點測量室的出氣端通大氣，露點測量室內(nèi)壓力等于環(huán)境壓力。 5.2.5 鏡面污染的處理     當(dāng)固體顆粒、污著物、油污等進入儀器，鏡面受污染時會引起測量的露點偏 離。除大氣外的其他蒸氣也能在鏡面上冷凝，使所觀察到的露點不同于相應(yīng)的水 蒸氣含量的露點。在低露點測量時，有時會因鏡面上附著雜質(zhì)，測量值偏高。因 此可以用滌綢沾無水乙醇或四氯化碳輕輕擦洗鏡面，再用干凈的滌綢擦干凈。如 果儀器有特殊規(guī)定，則按儀器的規(guī)定清理。 5.2.6 測量方法 5.2.6.1 用光電測量方式測量的露點儀器，在測量時可按儀器的說明書操作，直接 得出露點值。 5.2.6.2 用目視測量方式測量的露點儀器，操作者需要掌握熟練的操作技能。操作 方法如下：     a.被測氣體的流量應(yīng)固定在0.51.0L/min，氣體流過測量槽35min后放入 冷卻劑。     b.槽內(nèi)冷卻時間間隔速度每次不得超過2，接近終點露點5時，以5/min 的降溫速度冷卻，直至看到鏡面有霧狀沉積物時為止。     c.記下看到白色沉積物的溫度t1，此時不再加入冷卻劑。     d.記下溫度繼續(xù)下降達到的最低溫度t2，它低于t1約0.51。     e.溫度回升時記下沉積物完全消失的溫度t3。它高于最低溫度t2約68。     f.露點是達到的最低溫度t2和沉積物完全消失時的溫度t3的平均值。 5.2.7 測量重復(fù)性     測量時，直到連續(xù)三次測試的露點差不大于±1.5為止。 5.3 阻容法     用阻容法測量的微量水分測量儀器種類很多，要按照說明書操作。 5.3.1 儀器的干燥     儀器在開機后示值若高于-50，則應(yīng)通干燥高純氮氣，使示值低于-50以下 再進行測量。 5.3.2 傳感器的保護     為防止傳感器的老化和保證檢測精確度，傳感器在不用時應(yīng)帶著保護罩放在裝 有干燥劑(分子篩)的密封干燥筒中保存。拆卸保護罩時，應(yīng)絕對避免直接用手指或 其他東西觸摸，此外使用傳感器時應(yīng)避免劇烈振動和沖擊。 5.3.3 傳感器的清理方法     將傳感器浸泡在乙烷或甲苯試劑中10min，再將傳感器從乙烷或甲苯中取出， 浸泡在蒸餾水中10min，從蒸餾水中取出放在烘箱中2h，烘箱溫度控制在50±2 ，由烘箱中取出放入取樣室內(nèi)，接好干燥高純氮氣，通氣干燥。 5.3.4 清理后的傳感器連同儀器應(yīng)重新校驗。 6 測量管路與測量接頭 6.1 測量管路用不銹鋼管或聚四氟乙烯管，長度一般在2m左右，內(nèi)徑23mm。 6.2 接頭要求用金屬材料，內(nèi)墊用金屬墊片或用聚四氟乙烯墊片。如是壓接或焊接 的接頭，應(yīng)將焊劑和油脂清除掉。 6.3 不銹鋼管道的清洗     未經(jīng)使用或嚴重污染的不銹鋼管道必須清洗后使用。清洗時，用5%的熱磷酸 三鈉沖洗，用蒸餾水沖至中性，再用無水乙醇沖洗，然后用高純氮氣吹1020min， 吹干后將管兩端封好備用。 6.4 聚四氟乙烯管的清洗     未經(jīng)使用的聚四氟乙烯管，一般用蒸餾水沖洗數(shù)分鐘，再用無水乙醇沖一次， 然后用高純氮氣吹1520min，最后將其兩端封好備用。 7 測量注意事項 7.1 測量時注意被測量設(shè)備與微量水分測量儀器應(yīng)該使用專用接頭和管路連接，儀 器要按說明書操作。緩慢開啟設(shè)備閥門，仔細調(diào)節(jié)壓力和流速。測量過程中要保持 測量流量的穩(wěn)定。 7.2 測量完畢后，儀器應(yīng)該用干燥氮氣吹1020min后將儀器關(guān)閉，把儀器接頭 封好備用。 7.3 用于測量的管路要盡量縮短，并保證接頭的密封性。 7.4 取樣測量管路和接頭與設(shè)備連接前，各接頭和管路部分要用500W以上的吹風(fēng) 機用熱風(fēng)吹1015min，方可與儀器連接。 7.5 測量儀器的氣體出口應(yīng)該配有10m以上的排氣管，防止大氣中的水分從排氣口 進入儀器而影響測量結(jié)果，避免測試人員受到六氟化硫氣體的污染。 7.6 測量時環(huán)境溫度與濕度為     環(huán)境溫度：535(盡可能在1030下測量)。     相對濕度：不大于85%。 7.7 陰雨天氣不準(zhǔn)在室外測量。 7.8 室內(nèi)測量時必須具備通風(fēng)設(shè)備。 7.9 測量壓力 7.9.1 測量壓力要求與大氣壓力相同，儀器測量室出氣口直接與大氣相通。 7.9.2 特殊情況下測量壓力也可以高于大氣壓力，但要求按照說明書操作。 7.10 當(dāng)測量結(jié)果接近設(shè)備中六氟化硫氣體的水分允許含量標(biāo)準(zhǔn)的臨界值時，至少 應(yīng)該復(fù)測一次。 7.11 水分含量的計算按附錄B所述方法進行。 7.12 冰面上的飽和蒸汽壓按附錄C選取。 8 測量結(jié)果報告     測量結(jié)果報告應(yīng)包括以下內(nèi)容：     a.被測設(shè)備名稱、型號、出廠編號。     b.微水測量儀器名稱、型號、校驗日期。     c.環(huán)境溫度、相對濕度、大氣壓力、天氣狀況。     d.測量結(jié)果和分析意見。     e.測量日期：年、月、日、時。     f.測量工作人員、審核、負責(zé)人。     g.利用特殊方式測量時，需要注明測量方法和計算方法。 附 錄 A 微量水分測量儀校驗數(shù)據(jù)的處理      目前水分儀的校驗采用的是與標(biāo)準(zhǔn)含水量氣體對比檢測的方法。校驗結(jié)果產(chǎn)生 一組對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值與實測值。如何處理這兩個變量間的關(guān)系，可采用下述兩種方 法： A1 曲線法     用作圖的方法描繪出這兩個變量間的關(guān)系，即以標(biāo)準(zhǔn)值xi、實測值yi分別為橫 坐標(biāo)與縱坐標(biāo)，通過描點得到一條反映x、y關(guān)系的曲線。 A2 采用回歸分析方法     用統(tǒng)計的方法表達兩個變量間的關(guān)系，如校驗中得到n組數(shù)據(jù)，標(biāo)準(zhǔn)值xi和實 測值yi，假設(shè)x、y間有線性關(guān)系，即具有y=a+bx的形式，要從試驗數(shù)據(jù)中確定 常數(shù)a、b，一般采用最小二乘法配線。當(dāng)偏差平方和最小時，所得直線為最佳直 線。     由數(shù)學(xué)推導(dǎo)可以得到：      其中、分別代表平均值。     確定了a、b值，也就得到了x與y的對應(yīng)關(guān)系。xi與yi這樣一組數(shù)據(jù)是否存 在線性關(guān)系可以用相關(guān)系數(shù)來校驗。     如果=±1，則認為測量值與標(biāo)準(zhǔn)值沒有偏差，也就是x、y嚴格遵從直線關(guān) 系。如=0，則x、y不存在直線關(guān)系。一般值應(yīng)越接近±1越好。     綜上所述，用統(tǒng)計的方法確定水分儀校驗中n組標(biāo)準(zhǔn)值xi和實測值yi間的函數(shù) 關(guān)系的方法，是先假設(shè)x和y具有線性關(guān)系，且具有y=a+bx的形式。用計算y=a 系數(shù)的方法進行相關(guān)系數(shù)顯著性檢驗。在確定其線性關(guān)系后，就可以計算 出y=a+bx中的a、b值，確定標(biāo)準(zhǔn)值與實測值之間的關(guān)系，并可將其應(yīng)用于水分 檢測中測試數(shù)據(jù)的校正。     對于能夠進行在線標(biāo)定的阻容式儀器，其校驗后的數(shù)據(jù)處理應(yīng)該按照儀器輸入 程序的要求進行。 附 錄 B 氣體中水分含量測量計算公式     對氣體中水分含量進行測量時可以用各種測量單位來表達，如露點、飽和蒸汽 壓、體積比、重量比、絕對濕度、相對濕度。用測得的露點可以進行測量單位之間 的換算。 B1 符號和意義      pw在測量露點下水蒸氣壓力，Pa;      pt整個測試系統(tǒng)的總壓力，Pa；      KV以體積表示的水分含量，×10-6；     KW以重量表示的水分含量，×10-6；     MW水分子的分子量；     測試溫度下水的飽和蒸氣壓，Pa；     Rh相對濕度，%；     Ta環(huán)境溫度，K；     Ah絕對濕度，g/L；     測試壓力下的飽和蒸汽壓，Pa；     環(huán)境壓力下的飽和蒸汽壓，Pa。 B2 各種測量單位之間的換算 B2.1 氣體含水量的體積比 B2.2 氣體含水量的重量比 B2.3 氣體含水量的相對值相對濕度 B2.4 氣體含水量的絕對值絕對濕度 B2.5 非環(huán)境壓力下的飽和蒸氣壓 附 錄 C 冰面上的飽和蒸汽壓  續(xù)表  續(xù)表  _     附加說明：     本標(biāo)準(zhǔn)由能源部氣體絕緣金屬封閉電器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會提出并歸口。     本標(biāo)準(zhǔn)由能源部電力科學(xué)研究院負責(zé)編寫。     參加編寫單位：華北電力試驗研究所、青海電力試驗研究所、華東電力試驗研 究所、黑龍江電力試驗研究所、華中電力試驗研究所、吉林省電力試驗研究所。     本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人金耀珠、朱芳菲。