一种六氟化硫气体酸性分解物浓度的检测方法
【专利摘要】一种六氟化硫气体酸性分解物浓度的检测方法，包括充六氟化硫气体的电气设备（1）、气体取样阀（2）、不可调节的气体流量计（3）、六氟化硫气体分解物氧化装置（4）、密封的锥形瓶（5）、碱式滴定管（6）、滴定管固定支架（7）。所述检测方法是将六氟化硫分解气体溶于除盐水后的酸性液体，通过标准碱液滴定换算后得到六氟化硫气体酸性分解物浓度，有别于常规的化学传感器、比色管检测。本专利的检测方法可用于计算六氟化硫电气设备中的酸性分解物的质量浓度、设备内酸性分解物的总量。用该专利的检测方法可分析六氟化硫电气设备内的健康状态，从而判断设备是否能继续运行，保证了电网安全。
【专利说明】
一种六氟化硫气体酸性分解物浓度的检测方法
技术领域
[0001]本发明专利涉及一种六氟化硫气体酸性分解物浓度的检测方法，属变电站检测技术领域。
技术背景
[0002]随着气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)、六氟化硫断路器的日益增多，六氟化硫气体的用量也越来越大。六氟化硫气体在设备过热、放电、电弧的情况下会产生分解物，分解物检测作为气体绝缘高压电气设备运行过程中健康状态的常见手段之一，六氟化硫分解产物不仅会影响设备的绝缘强度，造成非计划停电，还将对大气环境产生较大的污染，威胁运维人员的安全。因此，六氟化硫气体分解产物检测工作非常重要。
[0003]电力行业针对变电站里的六氟化硫气体电力设备，早期主要采用比色管检测方法，通过化学反应后的溶液颜色与标准溶液的颜色进行比对，从而得到大致的六氟化硫气体酸性分解物浓度，近几年利用六氟化硫气体电化学特性发展而形成的传感器检测法在设备带电、停电情况下，可以对六氟化硫设备进行气体酸性分解物浓度的检测，检测较简便，但分解物不稳定，导致精确度还不太高。目前的检测方法都很难对六氟化硫电气设备的气体酸性分解物浓度进行精确地定量测定。
[0004]基于上述状况，一种六氟化硫气体酸性分解物浓度的检测方法可以很好地解决该问题，通过该检测方法可以将六氟化硫分解气体溶于除盐水后的酸性液体，通过标准碱液滴定换算后得到六氟化硫气体酸性分解物浓度，有别于常规的化学传感器、比色管检测。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是，为了计算六氟化硫电气设备中的酸性分解物的质量浓度及总量，从而确定设备是否能安全运行。本发明公开一种六氟化硫气体酸性分解物浓度的检测方法。
[0006]本发明的技术方案是，一种六氟化硫气体酸性分解物浓度的检测方法，检测所需的仪器设备包括充六氟化硫气体的电气设备、气体取样阀、不可调节的气体流量计、六氟化硫气体分解物氧化装置、密封的锥形瓶、碱式滴定管、滴定管固定支架和精密秒表。充六氟化硫气体的电气设备通过气体取样阀连接不可调节的气体流量计;气体流量计连接六氟化硫气体分解物氧化装置;六氟化硫气体分解物氧化装置通过管道连接密封的锥形瓶;碱式滴定管安装在滴定管固定支架上，碱式滴定管伸入密封的锥形瓶。
[0007]所述检测方法将六氟化硫分解气体溶于除盐水后的酸性液体，通过标准碱液滴定换算后得到六氟化硫气体酸性分解物浓度。这种方法有别于常规的化学传感器法、比色管检测法。
[0008]所述的检测方法中，所述充六氟化硫气体的电气设备，是使用六氟化硫气体作绝缘和灭弧介质，气体取样阀为逆止阀，防止气体倒流回设备内，六氟化硫气体分解物氧化装置能将低硫化物氧化成可水解的稳定硫化物(而六氟化硫气体本身不被氧化，且不溶于水)，气体流量、锥形瓶中的除盐水体积都是固定的。
[0009]所述的检测方法，可用于计算六氟化硫电气设备中的酸性分解物的质量浓度及总量，从而确定设备是否能安全运行。
[0010]当六氟化硫气体酸性分解物浓度的检测方法用于现场时，若六氟化硫气体电气设备内存在设备过热、放电、电弧时，会产生分解物。这时可打开取样阀门及流量计，并通过分解物的氧化装置将分解物氧化(而六氟化硫气体本身不被氧化，且不溶于水)，然后溶于除盐水，最后通过标准碱液来滴定完成。
[0011 ] 一种六氟化硫气体酸性分解物浓度的检测换算方法按以下步骤进行:
(1)六氟化硫气体酸性分解物溶于除盐水后的H+摩尔数的计算:
六氟化硫气体酸性分解物溶于除盐水后呈现酸性，假设用于滴定酸性溶液的碱液消耗体积为V1,0H—离子摩尔浓度为P1,则六氟化硫气体酸性分解物溶于除盐水后的H+摩尔数m为:
m=PiV1.........................................................(I)
(2)六氟化硫气体酸性分解物质量浓度、设备内酸性分解物总量的计算:由于本发明设有专用的氧化装置，将低价硫的酸性分解物氧化成了可水解的高价硫化物，而六氟化硫气体本身不被氧化，且不溶于水;高价硫化物溶于水后生成的酸性物质出504中的H+离子与S+6离子摩尔数比例为2: I，而且未被氧化的余留H2S中的H+离子与S—2离子摩尔数比例也为2: I，SP S原子摩尔数:
n=m/2......................................................(2)
假设六氟化硫气体酸性分解物取气流量为Q，取气时长为T，则六氟化硫气体酸性分解物的取气体积量:
V2=QT......................................................(3)
由于六氟化硫气体酸性分解物主要是以低价硫的化合物存在，其中会有少量的HF酸，但该物质极不稳定，且含量很少，则可以得到以硫元素表示的酸性分解物的质量浓度c:c=32n/V2............(4)，
其中，32为硫原子的摩尔质量;0以S元素表示;η为S原子摩尔数;V为六氟化硫设备内的充气体积。
[0012](3)将公式(I)、(2)、(3)代入(4)就可得到以硫元素表示的酸性分解物的质量浓度c:
c=16piVi/(QT)................................................(5)
其中，c以S元素表示;PiSOH—离子摩尔浓度J1为用于滴定酸性溶液的碱液消耗体积；Q为六氟化硫气体酸性分解物取气流量;T为取气时长。
[0013]假设六氟化硫设备内的充气体积为V，则以硫元素表示的设备内酸性分解物的总量为:
M=cV=16VpiVi/(QT)..........................................(6)
其中1以S元素表示;c为酸性分解物的质量浓度。
[0014]按照公式(5)、(6)就可以计算六氟化硫电气设备中的酸性分解物的质量浓度、设备内酸性分解物的总量。
[0015]本发明专利的有益效果是，本发明专利用于六氟化硫气体酸性分解物浓度的检测方法，可以对设备内的六氟化硫气体酸性分解物进行停电、带电检测，可分析六氟化硫电气设备内的健康状态，从而判断设备是否能继续运行，保证了电网安全。
[0016]本发明专利适用于以六氟化硫为绝缘和灭弧介质的电气设备，可计算六氟化硫电气设备中的酸性分解物的质量浓度、设备内酸性分解物的总量。
【附图说明】
[0017]图1是本发明专利的系统示意图；
图中:I是充六氟化硫气体的电气设备、2是气体取样阀、3是不可调节的气体流量计、4是六氟化硫气体分解物氧化装置、5是密封的锥形瓶、6是碱式滴定管、7是滴定管固定支架。
【具体实施方式】
[0018]以下结合实施例并对照附图对本发明进行详细说明。
[0019]如图1所示，本实施例一种六氟化硫气体酸性分解物浓度的检测方法，包括充六氟化硫气体的电气设备(I)、气体取样阀(2)、不可调节的气体流量计(3)、六氟化硫气体分解物氧化装置(4)、密封的锥形瓶(5)、碱式滴定管(6)、滴定管固定支架(7)。
[0020]将六氟化硫气体取样阀(2)装在充六氟化硫气体的电气设备(I)的气体密度继电器处，气体取样阀(2)之后安装了一个不可调节的气体流量计(3)，六氟化硫酸性分解气体经过六氟化硫气体分解物氧化装置(4 )后均被氧化成可水解的高价酸(而六氟化硫气体本身不被氧化，且不溶于水)，在密封的锥形瓶(5)内溶于除盐水后的酸性液体，通过滴定管固定支架(7)固定的碱式滴定管(6)及管内装有的标准碱液进行滴定，滴定换算后得到六氟化硫气体酸性分解物质量浓度、设备内酸性分解物的总量。
【主权项】
1.一种六氟化硫气体酸性分解物浓度的检测方法，其特征在于，所述检测方法是将六氟化硫分解气体溶于除盐水后的酸性液体，通过标准碱液滴定换算后得到六氟化硫气体酸性分解物浓度； 所述滴定换算按以下步骤进行: (1)六氟化硫气体酸性分解物溶于除盐水后的H+摩尔数的计算: 六氟化硫气体酸性分解物溶于除盐水后呈现酸性，假设用于滴定酸性溶液的碱液消耗体积为V1,0H—离子摩尔浓度为P1,则六氟化硫气体酸性分解物溶于除盐水后的H+摩尔数m为: m=PiVi (2)六氟化硫气体酸性分解物质量浓度、设备内酸性分解物总量的计算:由于本发明设有专用的氧化装置，将低价硫的酸性分解物氧化成了可水解的高价硫化物，而六氟化硫气体本身不被氧化，且不溶于水;高价硫化物溶于水后生成的酸性物质出504中的H+离子与S+6离子摩尔数比例为2: I，而且未被氧化的余留H2S中的H+离子与S—2离子摩尔数比例也为2: I，SP S原子摩尔数: n=m/2 假设六氟化硫气体酸性分解物取气流量为Q，取气时长为T，则六氟化硫气体酸性分解物的取气体积量 V2=QT 由于六氟化硫气体酸性分解物主要是以低价硫的化合物存在，其中会有少量的HF酸，但该物质极不稳定，且含量很少，则可以得到以硫元素表示的酸性分解物的质量浓度c: c=32n/V2 其中，32为硫原子的摩尔质量;c以S元素表示;η为S原子摩尔数;V为六氟化硫设备内的充气体积； (3)将m、n、V代入c=32n/V2可得到以硫元素表示的酸性分解物的质量浓度c: c=16piVi/(QT)； 其中，c以S元素表示;PiSOH—离子摩尔浓度为用于滴定酸性溶液的碱液消耗体积；Q为六氟化硫气体酸性分解物取气流量;T为取气时长； (4)以硫元素表示的设备内酸性分解物的总量为: M=cV=16VpiVi/(QT) 其中，M以S元素表示;c为酸性分解物的质量浓度。2.根据一种六氟化硫气体酸性分解物浓度的检测方法，其特征在于，所述检测方法采用的仪器设备包括充六氟化硫气体的电气设备、气体取样阀、不可调节的气体流量计、六氟化硫气体分解物氧化装置、密封的锥形瓶及除盐水、碱式滴定管和滴定管固定支架;充六氟化硫气体的电气设备通过气体取样阀连接不可调节的气体流量计;气体流量计连接六氟化硫气体分解物氧化装置;六氟化硫气体分解物氧化装置通过管道连接密封的锥形瓶;碱式滴定管安装在滴定管固定支架上，碱式滴定管伸入密封的锥形瓶。3.根据权利要求2所述一种六氟化硫气体酸性分解物浓度的检测方法，其特征在于，所述充六氟化硫气体的电气设备，是使用六氟化硫气体作绝缘和灭弧介质，气体取样阀为逆止阀，防止气体倒流回设备内，六氟化硫气体分解物氧化装置能将低硫化物氧化成可水解的稳定硫化物，气体流量、锥形瓶中的除盐水体积都是固定的。4.根据权利要求1所述的一种六氟化硫气体酸性分解物浓度的检测方法，其特征在于，所述检测方法可用于计算六氟化硫电气设备中的酸性分解物的质量浓度及总量，从而确定设备是否能安全运行。
【文档编号】G01N1/28GK106093293SQ201610670427
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月16日 公开号201610670427.1, CN 106093293 A, CN 106093293A, CN 201610670427, CN-A-106093293, CN106093293 A, CN106093293A, CN201610670427, CN201610670427.1
【发明人】林福海, 涂湛, 周友武, 邓永强, 稂业员, 贾蕗路
【申请人】国网江西省电力公司电力科学研究院, 国家电网公司