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- 產(chǎn)品名稱：SF6分解物分析儀
- 產(chǎn)品型號：SZH-20
- 產(chǎn)品展商：美國 阿什泰克
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簡單介紹
SF6分解物分析儀 測量范圍 SO2+SOF2、H2S的有效量程為 0～100ppm，HF為0～20ppm，CO為0～1000ppm 測量精度 SO2+SOF2、H2S和HF 測量值≤2ppm 時，誤差≤±0.1ppm； 測量值＞2ppm 時，誤差≤±0.2ppm
產(chǎn)品描述
SF6分解物分析儀
SF6氣體雖然具有很好的化學(xué)穩(wěn)定性和優(yōu)異的電氣性能，但是由于設(shè)計、材質(zhì)和工藝等原因使設(shè)備內(nèi)部存在絕緣缺陷和導(dǎo)電桿連接**，引起SF6氣體和固體絕緣材料分解，乃至釀成事故，影響了電力生產(chǎn)的正常運(yùn)行。
目前對SF6電氣設(shè)備的試驗(yàn)方法有電氣法和化學(xué)法。電氣法一般都要在停電時才能進(jìn)行，而且試驗(yàn)電壓低、電流小，難以檢出設(shè)備的早期隱患；規(guī)程中的化學(xué)法有SF6純度、濕度和檢漏項(xiàng)目,這些方法只能評價安裝維護(hù)工藝，與內(nèi)部故障無直接關(guān)系。目前有單位使用的化學(xué)比色管法檢測分解產(chǎn)物，但因其靈敏度低，只能作定性或半定量的檢測，其較適合事故后故障部位的查找，難以檢測設(shè)備早期的故障。
SZH-20 SF6分解物分析儀是我司經(jīng)深入調(diào)查研究后選用靈敏度高、穩(wěn)定性好的電化學(xué)傳感器，同時檢測SO2+SOF2、H2S、CO等分解產(chǎn)物的含量，配合先進(jìn)的檢測流程和故障診斷軟件，從而快速準(zhǔn)確地檢測出設(shè)備內(nèi)部故障。
當(dāng)SF6電氣設(shè)備存在故障時，故障區(qū)域的SF6氣體和固體絕緣材料在熱和電的作用下裂解，將產(chǎn)生硫化物、氟化物和碳化物。硫化物主要有SO2、H2S、SOF2 、SF4和SO2F2；氟化物主要有HF、CF4和金屬氟化物；碳化物主要有CO、CO2和低分子烴。上述的分解物中除SO2、H2S、CO和CF4毒性較小外，其它都是劇毒物，在設(shè)備內(nèi)部的含量極少，又不穩(wěn)定，其中SOF2、SF4等又會進(jìn)一步水解產(chǎn)生SO2和HF，因此SF6氣體中的SO2濃度是直接分解和水解產(chǎn)生的總和；從大量故障實(shí)例中發(fā)現(xiàn)H2S是熱固型環(huán)氧樹脂裂解的特征組分。
SZH-20 SF6分解物分析儀特別選用的對SOF2也有很高靈敏性二氧化硫傳感器，其檢出的數(shù)值實(shí)際上是SO2與SOF2的總含量，并可以同時檢測SO2+SOF2、H2S、CO等分解產(chǎn)物的含量，根據(jù)用戶要求，還可增加HF和露點(diǎn)的檢測，從而更準(zhǔn)確地檢出各類SF6電氣設(shè)備內(nèi)部故障的性質(zhì)和部位。儀器嚴(yán)格按照國家計量檢定規(guī)程（JJG551-2003和JJG695-2003）要求生產(chǎn)，儀器運(yùn)用防交叉干擾技術(shù)，有電化學(xué)傳感器自激活功能和零位自動修正功能，具有靈敏度高、測量時間短、和操作簡單方便的特點(diǎn)。
SZH-20 SF6分解物分析儀適用于電力系統(tǒng)現(xiàn)場測量部門和各省級SF6測量中心。
SF6分解物分析儀的特點(diǎn)：
高靈敏度，確保檢修人員盡早地發(fā)現(xiàn)設(shè)備的潛在故障。
采用特別設(shè)計的測量氣室，測量速度快，測量平衡時間小于1分鐘，耗氣量少。
采用過濾技術(shù)，避免氣體交叉干擾，提高靈敏度。
儀器配有尾氣回收袋，有利于環(huán)保。
特別隨機(jī)配有不定小濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣體，測量前激活傳感器，保證儀器快速測量小濃度的氣體。
儀器具備零位自動修正、傳感器自激活、電池電壓偏低報警、流量異常報警。
儀器專家故障診斷系統(tǒng)能夠分別對斷路器和其他設(shè)備進(jìn)行分析判斷并提出處理意見。
濃度過高保護(hù)技術(shù)，提高傳感器的使用壽命。
內(nèi)置高容量充電電池，能夠長時間使用。
技術(shù)參數(shù)
項(xiàng)目 指標(biāo)
測量范圍 SO2+SOF2、H2S的有效量程為 0～100ppm，HF為0～20ppm，CO為0～1000ppm
測量精度 SO2+SOF2、H2S和HF 測量值≤2ppm 時，誤差≤±0.1ppm；
測量值＞2ppm 時，誤差≤±0.2ppm
CO 測量值≤10ppm時，誤差≤±0.5ppm
測量值＞10ppm時，誤差≤±1.0ppm
響應(yīng)時間 60%（90%） 20s（45s）
分辨率 0.1ppm
電源 交直流兩用；內(nèi)置充電器、鋰電池，充電一次可連續(xù)工作10小時
取樣系統(tǒng) 內(nèi)置穩(wěn)壓閥、過濾器、流量計
取樣流量 0.1～0.3L/min
工作溫度 -30～50℃（*佳精度）
附錄：應(yīng)用SF6分解物判斷SF6電氣設(shè)備內(nèi)部故障的可行性分析
一、關(guān)于SF6氣體及其在電力方面的應(yīng)用
SF6氣體常態(tài)下是一種無色、無味、無毒的不可燃?xì)鈶B(tài)氣體。比重約為空氣的五倍。其惰性與氮?dú)庀嗨?，具有極好的化學(xué)穩(wěn)定性能，純態(tài)下即使在500゜C也不易分解。由于SF6有較強(qiáng)的電負(fù)性，使SF6氣體具有很高的絕緣強(qiáng)度；同時，SF6的分解時需吸收大量的熱量，能使電弧迅速冷卻下來，而且具有極高的分解復(fù)合性，復(fù)合后性能無明顯下降，因此，SF6氣體的滅弧能力相當(dāng)同等條件下空氣的100倍。
正是由于SF6氣體具有極好的化學(xué)穩(wěn)定性能，具有優(yōu)異的絕緣性能和滅弧能力的電氣性能，是一種理想的絕緣介質(zhì)，所以，在國內(nèi)外電氣設(shè)備中逐步替代了常規(guī)的絕緣油材料。充SF6氣體的電氣設(shè)備以其體積小、噪音低、維護(hù)工作量小等特點(diǎn)，得到了廣泛應(yīng)用。
但是，正是由于SF6的穩(wěn)定性極強(qiáng)，其溫室效應(yīng)還高于CO2，對環(huán)境影響嚴(yán)重，所以不論從經(jīng)濟(jì)或環(huán)境上來考慮，SF6氣體的泄露及排放都應(yīng)嚴(yán)格控制。（1992年，在巴西里約熱內(nèi)盧全球首腦會議上通過了自愿排放目標(biāo)；1997年，在日本京都，165個國家通過了強(qiáng)制性排放目標(biāo)。）
二、SF6電氣設(shè)備在我國使用情況及其分解物的狀況
現(xiàn)今，采用SF6作為絕緣介質(zhì)的電氣設(shè)備主要有斷路器、變壓器、電纜、GIS站等。在我國，220V電壓等級的設(shè)備約有一半以上采用SF6氣體絕緣；330V電壓等級的設(shè)備將近100%采用SF6氣體絕緣；550V電壓等級的設(shè)備及GIS全部采用SF6氣體絕緣；在110KV及以上新建輸變電設(shè)備與城網(wǎng)改造中，SF6設(shè)備成為優(yōu)選；因此，及時測定SF6純度、濕度、泄露，分析SF6氣體分解物的含量并作出故障判斷與對故障部位的查找日益顯得重要。
工作中SF6氣體成分主要由SF6生產(chǎn)過程中混入的氣體雜質(zhì)及SF6在電氣設(shè)備經(jīng)電暈、火花和放電分解產(chǎn)生的各種有毒、腐蝕性氣體與固體分解產(chǎn)物。因此，工作中SF6氣體大致包含以下成分：空氣（O2，N2）、水氣（H2O）、礦物油、氟化亞硫酰（SOF2）、氟化硫酰（SO2F2）、四氟化硫（SF4）、四氟化硫酰（SOF4）、二氧化硫（SO2）、十氟化二硫（S2F10）、一氧十氟化二硫（S2F10O）、氟化氫（HF）、二硫化碳（CS2）、氟化銅（CuF2）、二氟二甲基硅[Si（CH3）2F2]及三氧化鋁（AlF3）等。詳細(xì)請參看下面國標(biāo)“DL/T 639-1997”附錄A和B。
工作場所中SF6氣體及具毒性分解物的容許含量
毒性氣體及固體名稱 容許含量(TLV—TWA)
六氟化硫 SF6 1000μL/L
四氟化硫 SF4 0.1μL/L
四氟化硫酰 SOF4 2.5mg/m3
氟化亞硫酰 SOF2 2.5mg/m3
二氧化硫 SO2 2μL/L
氟化硫酰 SO2F2 5μL/L
十氟化二硫 S2F10 0.025μL/L
十氟化二硫—氧 S2F10O 0.5μL/L
四氟化硅 SiF4 2.5mg/m3
氟化氫 HF 3μL/L
二硫化碳 CS2 10μL/L
三氟化鋁 AlF3 2.5mg/m3
氟化銅 CuF2 2.5mg/m3
二氟化二甲基硅 Si(CH3)2F2 1 mg/m3
注：表中TLV—TWA為物質(zhì)加權(quán)濃度，選用美國ACGIH(1978年)和NIOSH(1982年)公布的值
SF6氣體質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
指標(biāo)名稱 IEC標(biāo)準(zhǔn) 國家標(biāo)準(zhǔn)
空氣(氧、氮) ≤0.05％(質(zhì)量分?jǐn)?shù)) ≤0.05％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))
四氟化碳 ≤0.05％(質(zhì)量分?jǐn)?shù)) ≤0.05％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))
濕度 ≤15μg/g ≤8μg/g
游離酸(用HF表示) ≤0.3μg/g ≤0.3μg/g
可水解氟化物(用HF表示) ≤1.0μg/g ≤1.0μg/g
礦物油 ≤10μg/g ≤10μg/g
六氟化硫 ≥99.80％(質(zhì)量分?jǐn)?shù)) ≥99.80％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))
生物毒性實(shí)驗(yàn) 無毒 無毒
工作中的SF6氣體當(dāng)溫度超過500゜C后，才會開始分解。對于正常運(yùn)行的SF6電氣設(shè)備，其非電弧室中一般沒有分解產(chǎn)物，即使在有電弧的斷路器室、也因其分合速度快，又有良好的滅弧功能，再加上SF6的高復(fù)合性（復(fù)合率達(dá)99.8%以上），所以，不會有明顯的分解產(chǎn)物；對于故障的SF6電氣設(shè)備，則會因故障區(qū)域的高電弧放電及高溫產(chǎn)生大量的分解物，因此SF6分解物含量的測量對于預(yù)防可能產(chǎn)生的SF6故障及快速判斷SF6故障部位有很大的幫助。
三、SF6電氣設(shè)備內(nèi)部可能故障狀態(tài)分析及相應(yīng)分解物狀況
電氣設(shè)備內(nèi)部故障可分為局部放電和過熱兩大類，其中，局部放電又可細(xì)分為懸浮電位放電、電暈放電、火花放電和電弧放電。故障區(qū)域內(nèi)的SF6氣體與固體絕緣材料分解產(chǎn)生氟化物和硫化物，因而，SF6電氣設(shè)備內(nèi)部故障狀態(tài)大致有以下幾種情況：
一）、懸浮電位放電
金屬對金屬的電位放電。故障主要表現(xiàn)為因動觸頭與拉桿間的接觸**和CT電容屏頂部固定螺絲松動而引起金屬間懸浮電位放電。此類放電性故障一般能量不大，通常只會使SF6氣體分解；分解物主要有二氧化硫（SO2）、氟化氫（HF）及金屬氟化物等，同時可能會有少量的硫化氫（H2S）產(chǎn)生。
二）、導(dǎo)電桿接觸**
因?qū)щ姉U連接接觸**，導(dǎo)致故障點(diǎn)溫度過高。當(dāng)超過500゜C后，SF6開始分解；達(dá)到600゜C時，鋁合金導(dǎo)電桿開始熔化，支撐固體絕緣材料分解。此類故障主要分解物有二氧化硫（SO2）、氟化氫（HF）、氟化硫酰和硫化氫（H2S）等。
三）、導(dǎo)電金屬對地放電
此類故障一般能量較大，主要表現(xiàn)為絕緣缺陷導(dǎo)致對地放電及氣體中導(dǎo)電顆粒雜質(zhì)引起對地放電。故障區(qū)域內(nèi)的SF6氣體和固體絕緣材料分解，產(chǎn)生大量的二氧化硫（SO2）、氟化氫（HF）、氟化亞硫酰(SOF2)、金屬氟化物和硫化氫（H2S）等。
研究表明，電弧和電火花放電所產(chǎn)生的SF6氣體分解物中含有大量的SOF2而其它分解物很少，SOF2產(chǎn)生量的多少率直接取決于影響SF6的電弧能量的大?。粌?nèi)部故障時，還產(chǎn)生少量的四氟化硫（SF4）與四氟化硫酰（SOF4）等分解物，但在氧（O2）和水氣（H2O）雜質(zhì)影響下，此類分解物會再次反應(yīng)，*后生成較穩(wěn)定的二氧化硫（SO2）、氟化氫（HF）。參看以下方程式：
2SF4+O2→2SOF4
SF4+H2O→SOF2+2HF
2SOF4+H2O→3SOF2+2HF
SOF2+H2O→SO2+2HF
因此，實(shí)際上四氟化硫（SF4）、四氟化硫酰（SOF4）與氟化亞硫酰（SOF2）等分解物的含量一般來說都是比較少的。
總結(jié)以上分析，SF6電氣設(shè)備故障時產(chǎn)生的分解物主要還是二氧化硫（SO2）、氟化氫（HF）和硫化氫（H2S）（因此一般對故障設(shè)備解體時有可能會嗅到臭雞蛋的味道）；故障時，分解的產(chǎn)物具有一定的特點(diǎn)和規(guī)律。所以，我們可以通過對分解物的主要成分的含量分析來預(yù)期檢出內(nèi)部故障和快速判斷內(nèi)部故障的位置。
四、關(guān)于SF6分解物在電氣設(shè)備內(nèi)部故障方面的應(yīng)用及未來發(fā)展展望
上面的分析中知道，內(nèi)部故障分解物的主要成分為二氧化硫（SO2）、氟化氫（HF）和硫化氫（H2S）。
因而，我們可以選定一種或二種成分進(jìn)行含量測試，這樣不僅檢測方便，而且完全可能快速準(zhǔn)確的判斷設(shè)備內(nèi)部缺陷。建議以二氧化硫（SO2）和氟化氫（HF）或二氧化硫（SO2）與硫化氫（H2S）為檢測對象；二氧化硫（SO2）為主測對象，氟化氫（HF）或硫化氫（H2S）為輔測對象（從收集到的資料及根據(jù)各省中試院關(guān)于這方面的分析、實(shí)測來看，實(shí)際上，在微水雜質(zhì)的影響下，由于氟化氫（HF）的強(qiáng)酸腐蝕性，會與內(nèi)部金屬發(fā)生再反應(yīng)，通常故障后檢測到的氟化氫（HF）含量都較小或有可能檢測不到，短時間內(nèi)現(xiàn)場測量效果可能好些；另外，硫化氫（H2S）一般只有當(dāng)設(shè)備內(nèi)部故障且能量相當(dāng)時才會少量分解產(chǎn)生，有時亦難以檢測；因此推薦以二氧化硫（SO2）為主測對象。