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

白春会1杨圣超2

1中国能源建设集团新疆电力设计院有限公司乌鲁木齐830010

2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

2.1DL/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。本标准规定了电气设备中六氟化硫气体的水分测定方法，适用于现场设备，不适用于实验室新气验收。

2.2DL/T914-2005《六氟化硫气体湿度测定法（重量法）》

应用范围为：本标准适用于电气设备用六氟化硫气体湿度的测定，可作为六氟化硫气体湿度测量的仲裁方法。

2.3DL/T915-2005《六氟化硫气体湿度测定法(电解法)》

应用范围为：本标准适用于电气设备用六氟化硫气体湿度的测定。DL/T914和DL/T915是2005年的标准，规定了电气设备所用的六氟化硫气体水分的测量，应用对象是实验室六氟化硫新气验收。

2.4GB/T5832.1-2016《气体分析微量水分的测定第1部分：电解法》

应用范围为：本标准适用于氦、氖、氩、氪、氡、氙、二氧化碳以及其他不与五氧化二磷发生除吸湿反应以外的各种反应的气体中微量水分的测定，测定范围：0.1×10-6～1000×10-6（体积分数）。

2.5GB/T5832.2-2016《气体分析微量水分的测定第2部分：露点法》

应用范围为：本标准适用于氢、氧、氮、氦、氖、氩、氪、氙、氧化亚氮等气体及其混合气体中微量水分的测定。不适用于在水分冷凝前就冷凝的气体以及能与水分发生反应的气体。本部分适用于0℃～100℃气体露点的测定。

GB/T5832.1-2016和GB/T5832.2-2016虽未写明可以检测六氟化硫气体，但六氟化硫不和五氧化二磷反应，并且GB/T12022-2014《工业六氟化硫》明确规定：水分的检测使用GB/T5832.1的方法，使用其他等效方法存在争议时按照GB/T5832.1规定进行仲裁。

3电解法检测水分注意事项

3.1方法原理

在电解池两电极间施加一直流电压，气体中的水分被池内吸湿剂五氧化二磷膜层吸收并被电解成氢气和氧气。在环境温度、环境压力和样品气流量已知情况下，根据法拉第电解定律和气体定律可以推导出水的电解电流和气体中水分含量之间的关系公式，实验时仪器根据检测到的电流自动转换得出气体中的水分含量。

3.2检测实验要求

检测仪器应定期校准。仪器应具有调整气体流量装置，仪器的量程应与被测气体中水分的含量相适应。

在试验过程中应保证样品清洁并且完全呈气态，预处理不得改变试样的组成。如需现场采集样品，应使用无死体积或死体积小的取样阀，取样管线使用不锈管或者聚四氟乙烯管，管线应尽可能短，管径应尽可能小。水分含量很低时使用内抛光的不锈钢管，取样接头应使用金属或聚四氟乙烯材质的垫片进行密封。

测试前应用干燥气体彻底充分吹扫取样管路和分析系统，吹扫气体的压力和流量应与待测样品气的压力和流量相同，并测试电解池稳定的本底值。测试时当仪器读数稳定时读取水分含量值（体积分数），每隔3min读数一次，至少连续读取3次数据，当读数不再呈现方向性变化趋势且符合重复性要求时，取其算术平均值。经过计算的仪器读数平均值减去仪器本底值即为气体中水分含量（体积分数）。体积分数和质量分数之间有相对应的转换公式。

3.3检测注意事项

温度和压力影响湿度测定，检测时应尽可能在仪器标明的温度和压力下取样。在检测前应平衡样品气至环境温度，吹扫时应尽可能使电解池本底值降低的越低越好。

4结论

4.1DL/T506-2007《六氟化硫电气设备中绝缘气体湿度测量方法》规定的方法适用于现场电气设备中六氟化硫气体微水测试。

4.2实验室六氟化硫气体中水分检测应采用GB/T5832.1-2016中规定的电解法。实验过程中应至少读数3次后取算术平均值，且应尽可能降低仪器本底值。

4.3为保证六氟化硫新气验收结果，建议将钢瓶整体运输至实验室开展检测。

4.4现场设备取样应使用专用工具，且管线尽可能短。

4.5六氟化硫气体在实验室内检测时，应将气体引至室外或者安装尾气吸收装置，以保证实验人员健康。

4.6当不同的检测方法有争议时，推荐使用GB/T5832.1-2016为仲裁方法。

参考文献：

[1]GB/T12022-2014《工业六氟化硫》

[2]GB/T5832.1-2016《气体分析微量水分的测定第1部分：电解法》