一種六氟化硫氣體酸性分解物濃度的檢測方法
【專利摘要】一種六氟化硫氣體酸性分解物濃度的檢測方法，包括充六氟化硫氣體的電氣設(shè)備（1）、氣體取樣閥（2）、不可調(diào)節(jié)的氣體流量計（3）、六氟化硫氣體分解物氧化裝置（4）、密封的錐形瓶（5）、堿式滴定管（6）、滴定管固定支架（7）。所述檢測方法是將六氟化硫分解氣體溶于除鹽水后的酸性液體，通過標(biāo)準(zhǔn)堿液滴定換算后得到六氟化硫氣體酸性分解物濃度，有別于常規(guī)的化學(xué)傳感器、比色管檢測。本專利的檢測方法可用于計算六氟化硫電氣設(shè)備中的酸性分解物的質(zhì)量濃度、設(shè)備內(nèi)酸性分解物的總量。用該專利的檢測方法可分析六氟化硫電氣設(shè)備內(nèi)的健康狀態(tài)，從而判斷設(shè)備是否能繼續(xù)運行，保證了電網(wǎng)安全。
【專利說明】
一種六氟化硫氣體酸性分解物濃度的檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明專利涉及一種六氟化硫氣體酸性分解物濃度的檢測方法，屬變電站檢測技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景
[0002]隨著氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備(GIS)、六氟化硫斷路器的日益增多，六氟化硫氣體的用量也越來越大。六氟化硫氣體在設(shè)備過熱、放電、電弧的情況下會產(chǎn)生分解物，分解物檢測作為氣體絕緣高壓電氣設(shè)備運行過程中健康狀態(tài)的常見手段之一，六氟化硫分解產(chǎn)物不僅會影響設(shè)備的絕緣強度，造成非計劃停電，還將對大氣環(huán)境產(chǎn)生較大的污染，威脅運維人員的安全。因此，六氟化硫氣體分解產(chǎn)物檢測工作非常重要。
[0003]電力行業(yè)針對變電站里的六氟化硫氣體電力設(shè)備，早期主要采用比色管檢測方法，通過化學(xué)反應(yīng)后的溶液顏色與標(biāo)準(zhǔn)溶液的顏色進(jìn)行比對，從而得到大致的六氟化硫氣體酸性分解物濃度，近幾年利用六氟化硫氣體電化學(xué)特性發(fā)展而形成的傳感器檢測法在設(shè)備帶電、停電情況下，可以對六氟化硫設(shè)備進(jìn)行氣體酸性分解物濃度的檢測，檢測較簡便，但分解物不穩(wěn)定，導(dǎo)致精確度還不太高。目前的檢測方法都很難對六氟化硫電氣設(shè)備的氣體酸性分解物濃度進(jìn)行精確地定量測定。
[0004]基于上述狀況，一種六氟化硫氣體酸性分解物濃度的檢測方法可以很好地解決該問題，通過該檢測方法可以將六氟化硫分解氣體溶于除鹽水后的酸性液體，通過標(biāo)準(zhǔn)堿液滴定換算后得到六氟化硫氣體酸性分解物濃度，有別于常規(guī)的化學(xué)傳感器、比色管檢測。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是，為了計算六氟化硫電氣設(shè)備中的酸性分解物的質(zhì)量濃度及總量，從而確定設(shè)備是否能安全運行。本發(fā)明公開一種六氟化硫氣體酸性分解物濃度的檢測方法。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種六氟化硫氣體酸性分解物濃度的檢測方法，檢測所需的儀器設(shè)備包括充六氟化硫氣體的電氣設(shè)備、氣體取樣閥、不可調(diào)節(jié)的氣體流量計、六氟化硫氣體分解物氧化裝置、密封的錐形瓶、堿式滴定管、滴定管固定支架和精密秒表。充六氟化硫氣體的電氣設(shè)備通過氣體取樣閥連接不可調(diào)節(jié)的氣體流量計;氣體流量計連接六氟化硫氣體分解物氧化裝置;六氟化硫氣體分解物氧化裝置通過管道連接密封的錐形瓶;堿式滴定管安裝在滴定管固定支架上，堿式滴定管伸入密封的錐形瓶。
[0007]所述檢測方法將六氟化硫分解氣體溶于除鹽水后的酸性液體，通過標(biāo)準(zhǔn)堿液滴定換算后得到六氟化硫氣體酸性分解物濃度。這種方法有別于常規(guī)的化學(xué)傳感器法、比色管檢測法。
[0008]所述的檢測方法中，所述充六氟化硫氣體的電氣設(shè)備，是使用六氟化硫氣體作絕緣和滅弧介質(zhì)，氣體取樣閥為逆止閥，防止氣體倒流回設(shè)備內(nèi)，六氟化硫氣體分解物氧化裝置能將低硫化物氧化成可水解的穩(wěn)定硫化物(而六氟化硫氣體本身不被氧化，且不溶于水)，氣體流量、錐形瓶中的除鹽水體積都是固定的。
[0009]所述的檢測方法，可用于計算六氟化硫電氣設(shè)備中的酸性分解物的質(zhì)量濃度及總量，從而確定設(shè)備是否能安全運行。
[0010]當(dāng)六氟化硫氣體酸性分解物濃度的檢測方法用于現(xiàn)場時，若六氟化硫氣體電氣設(shè)備內(nèi)存在設(shè)備過熱、放電、電弧時，會產(chǎn)生分解物。這時可打開取樣閥門及流量計，并通過分解物的氧化裝置將分解物氧化(而六氟化硫氣體本身不被氧化，且不溶于水)，然后溶于除鹽水，最后通過標(biāo)準(zhǔn)堿液來滴定完成。
[0011 ] 一種六氟化硫氣體酸性分解物濃度的檢測換算方法按以下步驟進(jìn)行:
(1)六氟化硫氣體酸性分解物溶于除鹽水后的H+摩爾數(shù)的計算:
六氟化硫氣體酸性分解物溶于除鹽水后呈現(xiàn)酸性，假設(shè)用于滴定酸性溶液的堿液消耗體積為V1,0H—離子摩爾濃度為P1,則六氟化硫氣體酸性分解物溶于除鹽水后的H+摩爾數(shù)m為:
m=PiV1.........................................................(I)
(2)六氟化硫氣體酸性分解物質(zhì)量濃度、設(shè)備內(nèi)酸性分解物總量的計算:由于本發(fā)明設(shè)有專用的氧化裝置，將低價硫的酸性分解物氧化成了可水解的高價硫化物，而六氟化硫氣體本身不被氧化，且不溶于水;高價硫化物溶于水后生成的酸性物質(zhì)出504中的H+離子與S+6離子摩爾數(shù)比例為2: I，而且未被氧化的余留H2S中的H+離子與S—2離子摩爾數(shù)比例也為2: I，SP S原子摩爾數(shù):
n=m/2......................................................(2)
假設(shè)六氟化硫氣體酸性分解物取氣流量為Q，取氣時長為T，則六氟化硫氣體酸性分解物的取氣體積量:
V2=QT......................................................(3)
由于六氟化硫氣體酸性分解物主要是以低價硫的化合物存在，其中會有少量的HF酸，但該物質(zhì)極不穩(wěn)定，且含量很少，則可以得到以硫元素表示的酸性分解物的質(zhì)量濃度c:c=32n/V2............(4)，
其中，32為硫原子的摩爾質(zhì)量;0以S元素表示;η為S原子摩爾數(shù);V為六氟化硫設(shè)備內(nèi)的充氣體積。
[0012](3)將公式(I)、(2)、(3)代入(4)就可得到以硫元素表示的酸性分解物的質(zhì)量濃度c:
c=16piVi/(QT)................................................(5)
其中，c以S元素表示;PiSOH—離子摩爾濃度J1為用于滴定酸性溶液的堿液消耗體積；Q為六氟化硫氣體酸性分解物取氣流量;T為取氣時長。
[0013]假設(shè)六氟化硫設(shè)備內(nèi)的充氣體積為V，則以硫元素表示的設(shè)備內(nèi)酸性分解物的總量為:
M=cV=16VpiVi/(QT)..........................................(6)
其中1以S元素表示;c為酸性分解物的質(zhì)量濃度。
[0014]按照公式(5)、(6)就可以計算六氟化硫電氣設(shè)備中的酸性分解物的質(zhì)量濃度、設(shè)備內(nèi)酸性分解物的總量。
[0015]本發(fā)明專利的有益效果是，本發(fā)明專利用于六氟化硫氣體酸性分解物濃度的檢測方法，可以對設(shè)備內(nèi)的六氟化硫氣體酸性分解物進(jìn)行停電、帶電檢測，可分析六氟化硫電氣設(shè)備內(nèi)的健康狀態(tài)，從而判斷設(shè)備是否能繼續(xù)運行，保證了電網(wǎng)安全。
[0016]本發(fā)明專利適用于以六氟化硫為絕緣和滅弧介質(zhì)的電氣設(shè)備，可計算六氟化硫電氣設(shè)備中的酸性分解物的質(zhì)量濃度、設(shè)備內(nèi)酸性分解物的總量。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明專利的系統(tǒng)示意圖；
圖中:I是充六氟化硫氣體的電氣設(shè)備、2是氣體取樣閥、3是不可調(diào)節(jié)的氣體流量計、4是六氟化硫氣體分解物氧化裝置、5是密封的錐形瓶、6是堿式滴定管、7是滴定管固定支架。
【具體實施方式】
[0018]以下結(jié)合實施例并對照附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0019]如圖1所示，本實施例一種六氟化硫氣體酸性分解物濃度的檢測方法，包括充六氟化硫氣體的電氣設(shè)備(I)、氣體取樣閥(2)、不可調(diào)節(jié)的氣體流量計(3)、六氟化硫氣體分解物氧化裝置(4)、密封的錐形瓶(5)、堿式滴定管(6)、滴定管固定支架(7)。
[0020]將六氟化硫氣體取樣閥(2)裝在充六氟化硫氣體的電氣設(shè)備(I)的氣體密度繼電器處，氣體取樣閥(2)之后安裝了一個不可調(diào)節(jié)的氣體流量計(3)，六氟化硫酸性分解氣體經(jīng)過六氟化硫氣體分解物氧化裝置(4 )后均被氧化成可水解的高價酸(而六氟化硫氣體本身不被氧化，且不溶于水)，在密封的錐形瓶(5)內(nèi)溶于除鹽水后的酸性液體，通過滴定管固定支架(7)固定的堿式滴定管(6)及管內(nèi)裝有的標(biāo)準(zhǔn)堿液進(jìn)行滴定，滴定換算后得到六氟化硫氣體酸性分解物質(zhì)量濃度、設(shè)備內(nèi)酸性分解物的總量。
【主權(quán)項】
1.一種六氟化硫氣體酸性分解物濃度的檢測方法，其特征在于，所述檢測方法是將六氟化硫分解氣體溶于除鹽水后的酸性液體，通過標(biāo)準(zhǔn)堿液滴定換算后得到六氟化硫氣體酸性分解物濃度； 所述滴定換算按以下步驟進(jìn)行: (1)六氟化硫氣體酸性分解物溶于除鹽水后的H+摩爾數(shù)的計算: 六氟化硫氣體酸性分解物溶于除鹽水后呈現(xiàn)酸性，假設(shè)用于滴定酸性溶液的堿液消耗體積為V1,0H—離子摩爾濃度為P1,則六氟化硫氣體酸性分解物溶于除鹽水后的H+摩爾數(shù)m為: m=PiVi (2)六氟化硫氣體酸性分解物質(zhì)量濃度、設(shè)備內(nèi)酸性分解物總量的計算:由于本發(fā)明設(shè)有專用的氧化裝置，將低價硫的酸性分解物氧化成了可水解的高價硫化物，而六氟化硫氣體本身不被氧化，且不溶于水;高價硫化物溶于水后生成的酸性物質(zhì)出504中的H+離子與S+6離子摩爾數(shù)比例為2: I，而且未被氧化的余留H2S中的H+離子與S—2離子摩爾數(shù)比例也為2: I，SP S原子摩爾數(shù): n=m/2 假設(shè)六氟化硫氣體酸性分解物取氣流量為Q，取氣時長為T，則六氟化硫氣體酸性分解物的取氣體積量 V2=QT 由于六氟化硫氣體酸性分解物主要是以低價硫的化合物存在，其中會有少量的HF酸，但該物質(zhì)極不穩(wěn)定，且含量很少，則可以得到以硫元素表示的酸性分解物的質(zhì)量濃度c: c=32n/V2 其中，32為硫原子的摩爾質(zhì)量;c以S元素表示;η為S原子摩爾數(shù);V為六氟化硫設(shè)備內(nèi)的充氣體積； (3)將m、n、V代入c=32n/V2可得到以硫元素表示的酸性分解物的質(zhì)量濃度c: c=16piVi/(QT)； 其中，c以S元素表示;PiSOH—離子摩爾濃度為用于滴定酸性溶液的堿液消耗體積；Q為六氟化硫氣體酸性分解物取氣流量;T為取氣時長； (4)以硫元素表示的設(shè)備內(nèi)酸性分解物的總量為: M=cV=16VpiVi/(QT) 其中，M以S元素表示;c為酸性分解物的質(zhì)量濃度。2.根據(jù)一種六氟化硫氣體酸性分解物濃度的檢測方法，其特征在于，所述檢測方法采用的儀器設(shè)備包括充六氟化硫氣體的電氣設(shè)備、氣體取樣閥、不可調(diào)節(jié)的氣體流量計、六氟化硫氣體分解物氧化裝置、密封的錐形瓶及除鹽水、堿式滴定管和滴定管固定支架;充六氟化硫氣體的電氣設(shè)備通過氣體取樣閥連接不可調(diào)節(jié)的氣體流量計;氣體流量計連接六氟化硫氣體分解物氧化裝置;六氟化硫氣體分解物氧化裝置通過管道連接密封的錐形瓶;堿式滴定管安裝在滴定管固定支架上，堿式滴定管伸入密封的錐形瓶。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種六氟化硫氣體酸性分解物濃度的檢測方法，其特征在于，所述充六氟化硫氣體的電氣設(shè)備，是使用六氟化硫氣體作絕緣和滅弧介質(zhì)，氣體取樣閥為逆止閥，防止氣體倒流回設(shè)備內(nèi)，六氟化硫氣體分解物氧化裝置能將低硫化物氧化成可水解的穩(wěn)定硫化物，氣體流量、錐形瓶中的除鹽水體積都是固定的。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種六氟化硫氣體酸性分解物濃度的檢測方法，其特征在于，所述檢測方法可用于計算六氟化硫電氣設(shè)備中的酸性分解物的質(zhì)量濃度及總量，從而確定設(shè)備是否能安全運行。
【文檔編號】G01N1/28GK106093293SQ201610670427
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月16日 公開號201610670427.1, CN 106093293 A, CN 106093293A, CN 201610670427, CN-A-106093293, CN106093293 A, CN106093293A, CN201610670427, CN201610670427.1
【發(fā)明人】林福海, 涂湛, 周友武, 鄧永強, 稂業(yè)員, 賈蕗路
【申請人】國網(wǎng)江西省電力公司電力科學(xué)研究院, 國家電網(wǎng)公司