一、露點儀檢測原理
露點儀檢測原理見圖1
由圖可見。由圖可見,測量頭包括帕爾帖電池,露點鏡,和PT-100傳感器。制冷時,鏡面由半導體元件帕爾帖―電池反面產生熱量,通過冷卻器和散熱器散熱。露的形成由光學系統測量,包括燈和光敏電阻。當氣體中的水汽隨鏡面的冷卻達到飽和時,將有露在鏡面上形成,鏡面上附著的水膜和氣體中的水汽達到動態平衡。此時,鏡面溫度稱為露點溫度。光源照在鏡面上,鏡面狀態由光敏電阻監測,信號反饋給制冷控制器,控制制冷電流輸出,即控制制冷器的制冷量,其目的是在鏡面開始結露時自動降低制冷量,直到鏡面上有穩定的露層。鏡面溫度由測溫元件PT-100通過溫度放大器經過線性化。最后露點測量結果就以數字顯示在屏幕上。燈的亮度的細微變化都會立即改變測量結果,為避免可能引起的錯誤,供電電壓要經過燈穩壓器。
二、現場檢測易出現的異常現象分析及解決
國家標準規定的六氟化硫電氣設備中氣體的含水量,是指20℃時的數值。但現場測試的溫度經常是偏高或偏低于此溫度進行。
正常情況下,露點儀顯示的露點數值是呈阻尼震蕩并最終穩定的過程。但在測量低濕度SF6氣體時顯示值很難穩定:原因為:(1)需要較長的制冷時間和較大的制冷功率,(2)低露點條件下,會引起測量露點的偏離。
1.事情經過:
2007年12月,在110kV官家山變電站的預防性試驗中發現35kV的SF6斷路器微水嚴重超標,最高達到2000uL/L。使用儀器為瑞士產DP19露點法微水測試儀,DP19微水儀在有效期內,同時我們用該儀器復測SF6氣瓶內微水含量,結果數據都合格并且在40uL/L以下,證明儀器沒有問題。兩天后,我們用另外一臺RA601FD(阻容法)微水儀現場復測,結果正常,數據見表一。表一
2.分析及討論
該變電站在2003年08月安裝過程中嚴格按照要求安裝,在交接驗收過程中,所有的斷路器在充氣前都逐一進行了微水測量,結果測量值在70―80uL/L之間,測試合格(標準是小于150uL/L)。充氣后靜置24小時又進行了檢測,結果也正常,檢漏無泄露。運行后半年2004,02月復測結果正常。2004年12月又進行了濕度檢測及檢漏,數值穩定。2007年12月在對110kV、35kV斷路器做濕度檢測時發現所有的35kV斷路器共9臺,微水測量不合格,遠遠超出標準5倍以上站內110kV的斷路器4臺(22l、222、223、224)用同一臺儀器測量則無異常。見表二
表三
從測試結果來看兩臺阻容式濕度儀的結果基本相同,且都在合格范圍內,與其余三臺儀器比較,測試結果相差甚遠,大大超出了合格范圍。經過多方詢問情況和查閱資料,發現如果氣樣中有以蒸汽形式存在的雜質如烴類氣體,它的露點比水蒸汽露點高,在水蒸汽結露之前它就冷凝,在儀器的鏡面產生一層薄隔膜,直接影響被測氣體的露點,妨礙被測氣體露點的觀察,造成鏡面提前結露,而導致該露點誤認為是被測氣體的露點。互感器氣室中的線圈會產生一定量的以蒸汽形式存在的烴類等雜質,烴類雜質對它沒有影響,它使用的是阻容法測量,檢測器上的高分子聚合物滲透膜吸收水分,使鋁基體與膜之間的電抗發生改變,其改變量與水蒸汽濃度成一定的關系,經過標定就可定量使用。
另外這個變電站比較特殊,左鄰右舍分別是一家冶煉廠和化工廠,周圍的環境中氣體成分比較復雜,有大量的有機氣體和雜質存在,在氣體管路的轉移中,空氣將管路和儀器污染,導致了測量結果的不合格。
通過對鏡面用酒精進行了多次的清洗和高純氮氣長時間的干燥后,再次測量所有35kV斷路器,水分全部合格,在正常范圍內。
3.預防措施
在使用中應注意以下事項:
(1)測量露點時有干擾物質的影響。如固體雜質和油污,雖然不會改變被測氣樣的露點,但會妨礙對露點的觀測,因而要對鏡面經常清洗或污染誤差補償。再如以蒸汽形式存在的雜質,如烴類,在水蒸汽結露之前就冷凝,直接影響氣體露點的測定可先采取措施予以消除;(2)在露點介于0℃―30℃時,鏡面上的冷凝物也可能為過冷水,此時必須仔細區別,以防引起誤差(3)取樣管線的溫度要高于樣氣的露點溫度2℃以上,最好在5℃~10℃以上;(4)取樣管徑應適當,太小阻力大,太大響應時間長;(5)測量流量要合適,防止響應時間長和影響測量壓力。