GB 8905—88 六氟化硫电气设备中气体管理和检测导则.doc

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1、中华人民共和国国家标准 六氟化硫电气设备中气体 GB 890588 管 理 和 检 测 导 则 The guide for processing and measuring SF6 gas in power apparatus 中华人民共和国水利电力部1988-03-30批准 1988-10-01实施 1主题内容与适用范围 1.1本导则主要是为充六氟化硫电气设备的使用部门提供设备中的气体的管理和 检验的方法。在工业六氟化硫产品国家标准实施之前，本导则可用于使用部门 对新气的检测。 图 1 六氟化硫的饱和蒸汽压曲线 1.2本导则是一个通用导则，对电气设备中六氟化硫气体检验和管理的一些特殊问 题，

2、将由电气设备制造厂和用户双方商订。 1.3本导则也包括了对六氟化硫气体的生产部门和电气设备制造部门提出的一些 要求，这些部门在制订各自的有关标准时应满足这些要求。 2六氟化硫气体的一般性质 2.1物理性质 六氟化硫气体的分子式为SF6，分子量为146.07，分子直径为4.5610-10m。 六氟化硫气体在通常的室温和压力下呈气态，在20和101325Pa时的密度为 6.08g/L，约为空气密度的5倍。 六氟化硫气体的临界温度为45.6，经压缩而液化，通常以液态装入钢瓶运 输，其饱和蒸汽压曲线如图1所示。 纯净的六氟化硫气体是无色、无嗅、无毒和不可燃的。 2.2电气性质 2.2.1六氟化硫是电负

3、性气体(有吸收自由电子的倾向)，具有良好的灭弧性能及高耐 电压强度。耐电压强度是受试验或使用条件影响的，在一个大气压力下，均匀电磁 场中，六氟化硫的耐电压强度约为氮气的2.5倍。 2.2.2纯净的六氟化硫是一种惰性气体，当温度约为180时，它与电气结构材料 的相容性和氮气相类似。设备中的放电会造成纯净六氟化硫气体的分解，其分解产 物与结构材料是不相容的。 2.2.3六氟化硫气体在电弧作用下会产生分解现象，当温度高达4000K以上，绝大 部分分解产物为硫和氟的单原子。电弧熄灭后，绝大部分分解产物又结合成稳定的 六氟化硫分子，然而有极少部分在重新结合的过程中与游离的金属原子及水发生化 学反应，产生

4、金属氟化物和硫的低价氟化物。 3杂质的种类及其影响 3.1杂质的种类 从运行的电气设备中取出的六氟化硫含有多种杂质。由于制造工艺过程的结 果，其中一些杂质在新气体中原来就已经存在。新气杂质的性质及其容许含量应符 合表1所规定的质量标准。 其他杂质可能是设备运行时由于放电作用而产生的。 电器内部残留水分的扩散可能会使空气和水的含量超过新气体相应的初始数 值。放电使某些六氟化硫分解，其结果可能产生低氟化物及其他气体以及固体分解 产物。 表 1 六氟化硫质量标准 3.2杂质的影响 某些杂质(例如氮)含量低时对绝缘及灭弧性能无重大影响。 对其他类的杂质必须限制其含量，以使它们无论是单独或是混合存在都不

5、会对 使用这些气体的设备造成运行事故。例如，水、酸性杂质和氧(特别是当混合在一 起时)会促进腐蚀并导致机械功能失灵；水和任何酸性杂质混在一起时会在低温度及 高气压下对设备的电气安全带来危害；因此，这些杂质的含量必须限制，以防止腐 蚀、结露。 3.3杂质的容许含量 关于使用不纯气体的容许(杂质)极限并没有明确的规定，因为它们在很大程序 上是取决于电气设备的设计和安装位置的下述各种情况：最小的闪络距离、漏电路 径的长度，封闭系统内电弧的存在，与气体接触的各元件的性质、吸收装置，等 等。制造厂应分别规定每一种杂质含量最高值达到多少时就必须处理或更 换(待定)。 3.4毒性杂质 新六氟化硫是无毒、无色

6、的，并且没有气味。然而，虽然它是无毒的，却不能 维持生命，在装有六氟化硫设备的地方，没有进行适当的通风以前不得进入。由于 这种气体比重大，在缺乏通风时，管沟中、密闭的小室中等可能全部为这种气体所 充满，而工作人员必须知道在这类地方有窒息的危险。这些地方应该使用氧量仪测 定氧气含量，空气中氧含量应大于18%。 当六氟化硫用于电气设备内时，无论是在故障情况下或是在正常的电弧遮断情 况下，它都能被分解而产生硫-氟气体和金属氟化物的粉末。 已有的经验表明，工作人员暴露在即使是非常小量的分解产物的气体中，都会 造成刺鼻的或讨厌的气味对鼻、口及眼等的刺激明显的征兆。这种反应远在有任何 明显的中毒反应之前几

7、秒钟内就会产生。如闻到刺激性的或不舒服的气味，操作人 员应立即跑到新鲜空气中。在正常情况下，可用抽真空处理排除所有的气体。如果 经过抽真空处理后仍然有刺鼻的或讨厌的气味存在而又必须在设备上工作时，则必 须戴上防毒用具及呼吸器。 在某些设备中装有过滤器以便吸附气体的分解物。在着手拆卸过滤器之前，操 作人员必须按照制造厂家的说明书操作。 在对设备内部检查时，工作人员必须采取防护措施，以避免接触气体分解产 物。若有显著量的粉尘时，建议使用防毒面具(最好是装活性碳的过滤器)。眼晴应 用工业型的防尘眼镜保护(粉尘有时会腐蚀防尘护目眼镜的玻璃)。戴上橡皮手套以 避免对皮肤的刺激。 4取样方法 4.1概要

8、取样的目的是为了能够得到能代表设备内部大部分物质的样品。在一般情况 下，六氟化硫是以气体状态存在的，因而采到的是气体样品。然而，大部分或者甚 至是绝大部分的六氟化硫会是液体，则可用液体试样，但应采取适当措施，以保证 不会有液体六氟化硫残留在两个关闭的阀门之间。 气体试样应是在足够的气体循环下得到的有代表性的样品，不应经过设备内部 的过滤器抽取。 当在设备检修的同时需要取样而又必须将设备中的气体排入容器中时(该容器 中的气体最后还是要装回到设备中去的)，则可以从该容器中取试样。 4.2取样容器 虽然最理想的是从被检查的设备中将样品直接通入分析装置，但在安装现场通 常是不可能进行分析的。在这种情况

9、下，就需要采用由惰性材料制成的容器。 当所取的样品是液态时，取样容器必须经受得起70106Pa的试验压力，并 且不准完全充满。在温和的气候条件下建议采用最大充气比为1kg/L，取样容器在充 气前充气后要称重。 取样容器的大小必须使六氟化硫的体积能满足所进行试验项目的需要。 取样容器的脏污将会使被测试样中的杂质增加。因此，取样瓶不得用于盛装除 六氟化硫外的其他物质；用过以后，必须打开阀门将其加热至100，并用真空泵 抽空，清除杂质。然后将容器至少要用新的氟化硫交替充入和排空两次，最后注入 稍高于大气压的新六氟化硫贮存，供下次取样用。 在取样前，必须用真空泵抽空，并且最好是在工作现场进行，如果不方

10、便的 话，提前抽真空的时间应尽量缩短。在可能做到的情况下，用一部分要取的样品 冲洗容器。 4.3取样管及连接 取样管从被取样设备或取样容器连接到分析装置，连接管的内径为36mm， 长为12m的不锈钢管。接头应为全金属型，例如压接型或焊接型的。管子的内 部应清洗干净，所有的油脂、焊药等都应清除尽。 卸掉取样点的盖、塞子等，根据当时的情况用一块干布将能看得见的水擦 干。用工业热风或风机对取样点吹1015min，把取样接头接到取样点上，检 查管路是否密封完好，并在取样前用六氟化硫液体缓和地冲洗取样管，然后方能 连接取样。另一种方法是用图2所示的装置以新六氟化硫冲洗取样管。 图2取样连接示意 5气体的

11、鉴别 怀疑设备中的气体是否都是六氟化硫，以及备用六氟化硫气体与其他气体堆放 一起不易识别时，可以用以下方法鉴别。 5.1密度的测定 称量已知体积的气体的重量。 在室温下，对空球管(玻璃球管，两端装真空活塞，容积一般是100mL)及充满 蒸馏水的球管，先后称重，准确至0.1g；从二者的差就可得知水的重量，并从 而得知该温度下球管的容积。再将SF6气体充入该空球管中，可称出已知体积的气体 的重量，进而得出室温下气体的密度。 5.1.1操作步骤 将球管干燥，然后抽空称重，准确至0.20mg，将球管冷却至比环境温度稍 低一点，再用六氟化硫充满球管。让充满气体的球管保持在室温，然后很快打开 活塞，使球管

12、中的气体与大气压力平衡。记下当时的温度和气压，再称球管重量。 在充气过程中应以5L/min的速度进行充气。充气时间1min，保证气体充满 球管。 在抽真空和充六氟化硫气体时，必须注意安全防护。 5.1.2计算 (1) 式中 密度，kg/m3 m2球管中充满六氟化硫气体时的重量，g； m1抽空的球管重，g； V气体的体积，从调节球管压力时的温度和压力校正到基准温度和压力 (例如20和101 325Pa)，mL。 校正公式： (2)式中 V测量球管的容积，mL； p温度为t时的压强，Pa； t球内气体温度，。 5.2简易密度测定法 用100mL针筒，在针筒上装一个限位器，充新六氟化硫气体，称重多次

13、，求 平均值。 针筒先用被测气体反复洗23次，吸入100mL被测气体，称重，所得的重 量值在新六氟化硫气体重量平均值的误差范围之内，便可认定该被测气体为六氟 化硫气体。 6设备中六氟化硫气体的安全管理 6.1设备解体时对六氟化硫的安全管理 六氟化硫气体在电弧作用下，分解成气态和固态的副产物，这些产物是有毒 的、有腐蚀性的，在操作时必须注意安全。 6.1.1设备解体前，通过气体回收装置将SF6气体全部回收，回收的SF6气体应装入 有明显标记的容器内准备进一步处理。设备解体后，可用干燥氮气对残余六氟 化硫气体置换几次，残余气体应经吸附剂或10%氢氧化钠溶液处理后排放到不影 响人员安全的地方。 图

14、3 设备打开后，应放置一定时间后再进一步作业；使用前必须用吸尘器将粉尘 吸干净。操作人员工作场所应强力通风，以清除设备中的残余气体。 六氟化硫电气设备内部含有有毒的或腐蚀性的粉末，有些粉末以固态附着在设 备内及元件的表面，要仔细地将这些粉末彻底清理干净，清理用过的物品用浓度约 20%的氢氧化钠水溶液浸泡后埋掉。 6.1.2检修操作人员与分解气体和粉尘接触时，应该穿耐酸质料的衣裤相连的工作 服，戴塑料或软胶手套，戴装活性碳的防毒呼吸器。操作人员工作完毕后应注意清 洗。 6.1.3全封闭六氟化硫电器发生故障造成气体外逸时，人员应立即撤离现场，并立 即采取强力通风，换气控制不得少于15min一次。在事故发生4h内，任何人员进 入室内必须穿防护服、戴手套及防毒面具。4h后进入室内虽然可不用上述措施， 但在清扫现场时必须用上述安全防护措施。故障时，若有人被外逸气体侵袭，应立 即给他脱掉工作服，送医院诊治。 6.2吸附剂的管理 设备内装吸附剂的种类、用量及处理，应符合制造厂规定。 6.2.1吸附剂的安装 吸附剂在安装前原则上应按规定进行活化处理。 吸附剂从干燥装置(或密封包装)内取出至安装完毕，在大气中暴露时间应尽量 缩短，一般不应超过15 min。 吸附剂安装完到开始抽真空的时间，一般不