Элегаз ылғалдылығының нормалары: шық нүктесі, ppmv және SF6 құрамындағы ылғалды қалай өлшеу керек

Элегаздың (SF6) ылғалдылығы екі тәсілмен көрсетіледі: су буының ppmv-мен берілген көлемдік үлесімен немесе °C-пен берілген шық нүктесімен. Ылғалдың рұқсат етілген мөлшері аппараттағы газ қысымына байланысты: қысым неғұрлым жоғары болса, ppmv бойынша соғұрлым аз ылғалға рұқсат етіледі, өйткені қысымда бу ертерек конденсацияланады. Норманың нақты мәні аппарат дайындаушысының нұсқаулығынан және IEC 60480 стандартынан алынады, ал ылғалдылық элегаз талдағышымен тікелей бөлікте өлшенеді.

Элегаздағы ылғал неліктен қауіпті

Ылғал газға аппараттың беттерінен және полимер бөлшектерінен түседі. Егер газ шық нүктесінен төмен суыса, су оқшаулағыштарға конденсацияланып, беттік оқшаулауды нашарлатады. Бұл механизмді CIGRE-нің SF6 қайта өңдеу жөніндегі нұсқаулығы (117-брошюра) осылай сипаттайды.

Сонымен қатар ылғал ыдырау өнімдерінің түзілуіне қатысады. Электр разрядтары кезінде элегаз ыдырайды; түзілетін күкірт тетрафториді SF4 оңай гидролизденіп, тионилфторид SOF2-ге айналады, ал ыдырау өнімдерінің арасында фторлы сутек HF бар. Толығырақ «Элегаздың ыдырау өнімдері: SO2, HF және олармен не істеу керек» мақаласында.

ppmv және шық нүктесі: айырмашылығы неде

Шама	Нені көрсетеді	Газ қысымына тәуелді ме
ppmv (мкл/л)	Су буының көлемдік үлесі: газ көлемінің миллиондық үлесінде қанша бу бар	Жоқ
ppmw	Газдағы судың массалық үлесі	Жоқ
Шық нүктесі (°C ш.н.)	Газдағы бу конденсациялана бастайтын температура	Иә

0 °C-тан төмен бу қырау түрінде отырады, сондықтан бұл аймақта қырау нүктесі деп айтқан дұрысырақ. Талдағыштар оны әдетте °C ш.н. түріндегі шық нүктесі ретінде көрсетеді.

Қайта есептеу неге қысымға байланысты

Су буының парциалды қысымы оның көлемдік үлесін газдың толық қысымына көбейткенге тең. Бу парциалды қысымы берілген температурадағы қаныққан бу қысымына жеткенде конденсацияланады.

Бұдан шығатын практикалық салдар:

1. ppmv бірдей бір сынаманы алайық.
2. Артық қысымдағы бөлікте будың парциалды қысымы сол сынаманың атмосфералық қысымдағы мәнінен бірнеше есе жоғары.
3. Демек бөлікте бу жоғарырақ температурада конденсациялана бастайды: жұмыс қысымындағы шық нүктесі атмосфералық қысымдағыдан жоғары.

Сондықтан қысымы көрсетілмеген шық нүктесі ештеңе айтпайды. Хаттамада мәннің қандай қысымға қатысты екенін жазыңыз, ал нормамен салыстырғанда нәтижені шек берілген қысымға келтіріңіз.

Ылғалдылықтың қандай нормалары қолданылады

Элегаз сапасына қойылатын талаптарды МЭК-тің екі стандарты белгілейді:

• IEC 60376:2018 — электр жабдығына арналған техникалық элегаз бен қосымша газдардың (N2, CF4) сапасы, яғни аппаратқа құйылғанға дейінгі газ;
• IEC 60480:2019 — SF6 мен оның қоспаларын жабдықтан алып, регенерациялағаннан кейін қайта пайдалану критерийлері (үшінші редакция, 2004 жылғы редакцияның орнына).

Бұл стандарттардағы ылғалдылықтың сандық шектері тек толық мәтінде қолжетімді кестелерде берілген. Біз оларды қайта баяндаулар бойынша келтірмейміз: мәндерді стандарттың қолданыстағы редакциясынан және аппаратыңыз дайындаушысының нұсқаулығынан алыңыз. Дайындаушы стандарттан қатаңырақ шек қоюы мүмкін.

Бұл қағида CIGRE 117 «SF6 Recycling Guide» (1997) нұсқаулығында анық көрінеді: IEC 480 стандартын қайта қарау кезінде оның тазалық шектеріне сүйену көзделген. Нұсқаулықта ылғалдылықтың рұқсат етілген деңгейі газ сақталатын және пайдаланылатын қысымның функциясы ретінде берілген:

Газ қысымы	Ылғалдылықтың рұқсат етілген деңгейі, ppmv	Қайта пайдалану шегі, ppmv
100 кПа	4000	1600
500 кПа	800	320
2 МПа	200	120

Бұл 1997 жылғы мәндер, олар қысымға тәуелділікті көрсету үшін келтірілген. Газды қабылдау үшін IEC 60480 стандартының қолданыстағы редакциясын пайдаланыңыз.

Rapidox SF6 6100 талдағышында IEC және CIGRE алдын ала орнатылған тесттері бар. Жоғары қысымды аппараттарға арналған тест «IEC 60480 > 200kPa» деп аталады. Атауының өзі критерийдің аппараттағы қысымға байланысты екенін көрсетеді.

Элегаздың ылғалдылығын қалай өлшеу керек: қадамдар

Портативті Rapidox SF6 6100 талдағышының (Cambridge Sensotec) мысалында:

1. Аспапты дайындаңыз. Өлшеулер арасында Rapidri тетігі STORAGE күйінде тұрады: молекулалық елек шық нүктесі датчигінен ылғалды тартып алады. Жұмыс алдында тетікті RUN күйіне ауыстырыңыз.
2. Бөлікке қосылыңыз. Қосылыстар жиынтығындағы өздігінен тығыздалатын муфталарды пайдаланыңыз. Газ талдағыш арқылы бөліктегі қысымның есебінен өтеді, кірісте 10 барға дейін рұқсат етіледі. Сорғы тек газ қысымы 0,5 бардан төмен болғанда керек.
3. Тестті таңдаңыз. Sampling мәзірінде Timed режимін таңдап, сынама уақытын және тестті орнатыңыз, мысалы «IEC 60480 > 200kPa». Уақыт бойынша режимде ылғалдылықты өлшеу үшін нұсқаулық кемінде алты минутты талап етеді.
4. Өлшеңіз. Талдағыш ылғалдылықты, SF6 тазалығын және ыдырау өнімдерін (орнатылған датчиктерге қарай) бір мезгілде, сондай-ақ бөліктегі газ қысымын жазады. Соңында экранда әр параметр үшін PASS немесе FAIL шығады.
5. Сынаманы жинаңыз. Пайдаланылған газ атмосфераға емес, жинау қапшығына кетеді. Rapidox SF6 6100 Pump Back моделі газды компрессормен бөлікке қайтарады.
6. Құжаттаңыз. Нәтиже кірістірілген принтерде басылып, USB-жинақтауышқа жүктеледі. Газдың қысымы мен температурасын жазыңыз: оларсыз шық нүктесін алдыңғы өлшеммен салыстыру мүмкін емес.

Rapidox SF6 6100 ылғалдылық датчигінің сипаттамалары

Параметр	Мәні
Ауқым	−60-тан +20 °C ш.н.-ге дейін (10–24 000 ppmV)
Дәлдік	±2 °C ш.н.
Датчик түрі	полимерлі
Калибрлеу	12 ай (датчикті ауыстыру)
Датчик ресурсы	2–3 жыл
Жылдамдық	ылғал күйден −60 °C ш.н.-ге дейін 10 минуттан аз

Үздіксіз режимде шық нүктесі датчигі көрсеткіштер дәл болып қалуы үшін әр отыз минут сайын өздігінен тазалау циклынан өтеді.

Жиі кездесетін қателер

• Шық нүктесін қысымсыз салыстыру. Жұмыс қысымындағы және атмосфералық қысымдағы мән бір газ үшін екі түрлі сан.
• Өлшеуді мерзімінен бұрын тоқтату. Ылғалдылық датчигіне тұрақталуға уақыт керек; уақыт бойынша режим үшін Cambridge Sensotec кемінде алты минутты көрсетеді.
• Аспапты датчигі ашық күйде сақтау. Rapidri STORAGE күйіне ауыстырылмаса және шланг алынбаса, датчик ауадан ылғал жинайды да, келесі өлшеу ұзаққа созылады.
• Тек ылғалды өлшеу. Ылғалдылықтың SO2 және HF-пен бірге өсуі аппарат ішіндегі разрядтарды көрсетеді. Газды тексерудің толық тәртібі «Қосалқы станцияда SF6 элегазының сапасын қалай тексеру керек» мақаласында.

Қандай аспапты таңдау керек

Көшпелі бригадалар мен сирек өлшеулер үшін Rapidox SF6 6100 Portable жарайды: кейсімен 8,5 кг, 8 газға дейін, сынама қапшыққа жиналады. Өлшеулер көп болса және газды бөлікке қайтару керек болса, Rapidox SF6 6100 Pump Back алыңыз. Элегаз ағуын басқа аспаппен іздейді, қараңыз: «SF6 ағу іздегіші ме, әлде газ талдағыш па».

KEG TRK Cambridge Sensotec элегаз талдағыштарын Қазақстанда жеткізеді. Бағасы сұраныс бойынша.

Дереккөздер

• IEC 60376:2018. Specification of technical grade sulphur hexafluoride (SF6) and complementary gases to be used in its mixtures for use in electrical equipment. МЭК сайтындағы сипаттама: https://webstore.iec.ch/en/publication/33028
• IEC 60480:2019. Specifications for the re-use of sulphur hexafluoride (SF6) and its mixtures in electrical equipment. МЭК сайтындағы сипаттама: https://webstore.iec.ch/en/publication/61024
• U.S. EPA. Byproducts of Sulfur Hexafluoride (SF6) Use in the Electric Power Industry, 2002: https://www.epa.gov/system/files/documents/2022-05/sf6_byproducts.pdf
• Bolin P. SF6 Recycling Guide: Reuse of SF6 Gas in Electrical Power Equipment and Final Disposal (CIGRE Report 117, 1997). EPA конференциясындағы баяндама, 2000: https://19january2021snapshot.epa.gov/sites/static/files/2016-02/documents/conf00_bolin.pdf
• Cambridge Sensotec. Rapidox SF6 6100 Portable пайдалану нұсқаулығы D61-070-5: https://www.cambridge-sensotec.co.uk/wp-content/uploads/2023/04/D61-070-5-Rapidox-SF6-6100-Portable-Analyser.pdf
• Cambridge Sensotec. Rapidox SF6 6100 Portable техникалық спецификациясы: https://www.cambridge-sensotec.co.uk/wp-content/uploads/2023/04/Rapidox-SF6-6100-Portable-Technical-Specification.pdf