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

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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(shí)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(yàn)及運(yùn)行中的預(yù)防性試驗(yàn)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(jì)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(diǎn)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(diǎn)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(dú)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(shí)際相同的測量條件下(如同一方法、同一觀測者、同一計(jì)量器具，在同一 實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，于很短的時間間隔內(nèi))，對同一被測量進(jìn)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(yàn)，校驗(yàn)結(jié)果證書的有效期為一 年。校驗(yàn)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0100010-6(體積比)。 4.4電解式微量水分分析儀在3010-6100010-6范圍的引用誤差不得超過 5.0%。 4.5冷凝式露點(diǎn)水分測量儀和阻容式露點(diǎn)水分分析儀器測量露點(diǎn)范圍應(yīng)滿足10- 60。 4.6冷凝式露點(diǎn)水分測量儀和阻容式露點(diǎn)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3010-6150010-6的曲線范圍內(nèi) 輸入校驗(yàn)對應(yīng)值，不得少于5點(diǎn)。 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(jì)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(yàn)。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(jì)應(yīng)用皂膜流量計(jì)標(biāo)定，要求標(biāo)定100mL/min和 50mL/min兩點(diǎn)，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(jì)量檢定后進(jìn)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?dú)膺M(jìn)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510-5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(jì)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(jì)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(jìn)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(jì)的容量管體積，mL； 皂膜推移V所需時間，s。 5.2冷凝露點(diǎn)法 冷凝露點(diǎn)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(diǎn)測量室和采樣系統(tǒng)的溫度應(yīng)高于待測氣體的露點(diǎn)溫度至少2。 5.2.3使用目視測量的儀器進(jìn)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(diǎn)時，冷卻速度應(yīng)盡量放 慢。 5.2.4測量時露點(diǎn)測量室的出氣端通大氣，露點(diǎn)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(jìn)入儀器，鏡面受污染時會引起測量的露點(diǎn)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(diǎn)不同于相應(yīng)的水 蒸氣含量的露點(diǎn)。在低露點(diǎn)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(diǎn)儀器，在測量時可按儀器的說明書操作，直接 得出露點(diǎn)值。 5.2.6.2用目視測量方式測量的露點(diǎn)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(diǎn)露點(diǎn)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(dá)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(diǎn)是達(dá)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(diǎn)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(jī)后示值若高于-50，則應(yīng)通干燥高純氮?dú)?，使示值低?50以下 再進(jìn)行測量。 5.3.2傳感器的保護(hù) 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(hù)罩放在裝 有干燥劑(分子篩)的密封干燥筒中保存。拆卸保護(hù)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502 ，由烘箱中取出放入取樣室內(nèi)，接好干燥高純氮?dú)猓飧稍铩?5.3.4清理后的傳感器連同儀器應(yīng)重新校驗(yàn)。 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(yán)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?dú)獯?020min， 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?dú)獯?520min，最后將其兩端封好備用。 7測量注意事項(xiàng) 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(xì)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?dú)獯?020min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(jī)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(jìn)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(jì)算按附錄B所述方法進(jìn)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(bào)告 測量結(jié)果報(bào)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(yàn)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(fù)責(zé)人。 g.利用特殊方式測量時，需要注明測量方法和計(jì)算方法。 附 錄 A 微量水分測量儀校驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理 目前水分儀的校驗(yàn)采用的是與標(biāo)準(zhǔn)含水量氣體對比檢測的方法。校驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生 一組對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值與實(shí)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(shí)測值yi分別為橫 坐標(biāo)與縱坐標(biāo)，通過描點(diǎn)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(jì)的方法表達(dá)兩個變量間的關(guān)系，如校驗(yàn)中得到n組數(shù)據(jù)，標(biāo)準(zhǔn)值xi和實(shí) 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(yàn)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(yàn)。 如果=1，則認(rèn)為測量值與標(biāo)準(zhǔn)值沒有偏差，也就是x、y嚴(yán)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(jì)的方法確定水分儀校驗(yàn)中n組標(biāo)準(zhǔn)值xi和實(shí)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(jì)算y=a 系數(shù)的方法進(jìn)行相關(guān)系數(shù)顯著性檢驗(yàn)。在確定其線性關(guān)系后，就可以計(jì)算 出y=a+bx中的a、b值，確定標(biāo)準(zhǔn)值與實(shí)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(jìn)行在線標(biāo)定的阻容式儀器，其校驗(yàn)后的數(shù)據(jù)處理應(yīng)該按照儀器輸入 程序的要求進(jìn)行。 附 錄 B 氣體中水分含量測量計(jì)算公式 對氣體中水分含量進(jìn)行測量時可以用各種測量單位來表達(dá)，如露點(diǎn)、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(diǎn)可以進(jìn)行測量單位之間 的換算。 B1符號和意義 pw在測量露點(diǎn)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(fù)責(zé)編寫。 參加編寫單位：華北電力試驗(yàn)研究所、青海電力試驗(yàn)研究所、華東電力試驗(yàn)研 究所、黑龍江電力試驗(yàn)研究所、華中電力試驗(yàn)研究所、吉林省電力試驗(yàn)研究所。 本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人金耀珠、朱芳菲。