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1、六氟化硫电气设备中气体管理和检测导则The guide for processing and measuring SF6 gas in power apparatusGB/T 89051996前 言 本标准是根据国际电工委员会IEC 480：1974电气设备中六氟化硫气体检验导则和IEC 376：1971新六氟化硫的规范和验收以及IEC 376A：1973、IEC 376B：1974的补充件，对GB 890588六氟化硫电气设备中气体管理和检测导则进行的第一次修订。本标准在技术内容上与国际电工委员会IEC标准等效。 本标准在编写上与IEC 480、IEC 376内容差别在于增加了第7章“设备中
2、六氟化硫气体的安全管理”和第8章“检测标准与周期”。 变更前版的主要内容： 1.第3章中六氟化硫气体密度按IEC 376和IEC 480改为六氟化硫气体在常温常压下的密度为6.16g/L。 2.第8章中六氟化硫设备中气体湿度允许含量随温度的改变而变化，因此，规定在20条件下测量与换算。 3.六氟化硫杂质含量的测定采用GB 12022中4.2、4.4、4.5、4.6、4.7条的测定方法。一并列在第9章中。 4.本标准保留IEC前言，增加了前言。 本标准从1997年11月1日起实施。 本标准自实施之日起，同时代替GB 890588。 本标准由电力工业部提出。 本标准由电力工业部高压开关设备标准化技
3、术委员会归口。 本标准GB 890588修订工作由下列单位组成： 电力工业部电力科学研究院 金耀珠 刘汉梅 华北电力科学研究院 朱芳菲 化工部黎明化工研究院 邵长朴 电力工业部西安热工研究院 孟玉婵 长江水利委员会 卢北斗 西安高压电器研究所 赵龙飞 武汉钢铁公司 刘良秋 本标准主要起草人 金耀珠 本标准1988年3月首次发布，1996年12月第一次修订。IEC 前 言 1.关于IEC有关技术问题的规定，是由技术委员会所有国家委员会中的专业代表提出的。尽可能对这项学科在国际上取得一致意见。 2.这次决议是依据美国的推荐，由国际性组织认可的。 3.为了促进国际上的统一，IEC希望所有的国家委员会
4、采用这个文本作为国家标准。IEC介绍的标准是在国际环境允许的范围之内，IEC推荐的标准和国家之间的任何分歧，应在国家标准中明确指出。 本标准是IEC第10C技术委员会：“液态和气态绝缘材料”起草的。 草案于1969年在德黑兰和1970年在布鲁塞尔开会讨论，送请国际委员会于1971年9月批准。 IEC国际委员会提出修改376号文第7章。第9章于1973年1月批准。 第7章于1972年5月在卢布尔雅市开会讨论批准。 参加国际委员会投票的国家公布如下： 澳大利亚、德国、南非、比利时、以色列、瑞典、加拿大、意大利、瑞士、(前)捷克斯洛伐克、日本、土耳其、丹麦、荷兰、(前)苏维埃社会主义联盟*、埃及、葡
5、萄牙、英国、法国、罗马尼亚。 本标准遵照IEC 480：1974电气设备中六氟化硫气体检验导则各适用部分。六氟化硫气体杂质检验是遵照IEC 376：1971、376A：1973、376B：1974新六氟化硫的规范和验收的适用部分。 * 国名前的(前)为编者加。中华人民共和国国家标准 GB/T 89051996六氟化硫电气设备中气体管理和检测导则The guide for processing and measuringSF6 gas in power apparatus国家技术监督局1996-12-13批准 1997-11-01实施1 范围1.1 本导则主要是为六氟化硫电气设备的使用部门提供设
6、备中的气体管理和检验方法。1.2 本导则适用于使用部门对运行中电气设备中的气体检测。1.3 本导则是通用导则。对电气设备中六氟化硫气体检验和管理的一些具体规定，按其他相关标准执行。2 引用标准 下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文，本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 GB 5832.186 气体中微量水分的测定 电解法 GB 5832.286 气体中微量水分的测定 露点法 GB 1160589 湿度测量方法 GB 1102389 高压开关设备六氟化硫气体密封试验方法 GB 1202289 工业六氟化硫
7、 DL 50692 六氟化硫气体绝缘设备中水分含量现场测量方法 采用说明： 1即IEC 480、IEC 376中物理性质。3 六氟化硫气体的一般性质3.1 物理性质1 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。 六氟化硫气体在常温常压下呈气态，在20和101325Pa时的密度为6.16g/L(约为空气的5倍)。图 1 六氟化硫的饱和蒸汽压曲线 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、无味、无嗅、无毒和不可燃的。3.2 电气性质3.2.1 六氟化硫是负电性气体(有吸附
8、自由电子的能力)，具有良好的灭弧和绝缘性能。在101.3kPa压力下的均匀电场中，六氟化硫气体的耐电压强度约为氮气的2.5倍。3.2.2 纯净的六氟化硫是一种惰性气体，在电弧作用下会分解，当温度高达4 000K以上时，大部分的分解物为硫和氟的单原子。电弧熄灭后，绝大部分的分解产物又重新结合成稳定的六氟化硫分子。其中极少量的分解物，在重新结合的过程中与游离的金属原子、水和氧发生化学反应，产生金属氟化物及氧、硫的氟化物。4 杂质的种类及其影响4.1 杂质的种类4.1.1 新气杂质及其允许含量应符合表1所规定的质量标准。表 1 六氟化硫质量标准指 标 名 称指 标指 标 名 称指 标四氟化硫(CF4
9、)0.05%(质量分数)可水解氟化物(以HF计)1.0g/g空气(N2+O2)0.05%(质量分数)矿物油10g/g湿度(H2O)8g/g纯度(SF6)99.8%(质量分数)酸度(以HF计)0.3g/g毒 性生物试验无毒4.1.2 运行电器设备中的六氟化硫气体含有多种杂质。由于电器设备内部残留水分的扩散会使空气和水的含量超过新气体相应的初始数值。放电使部分六氟化硫分解，可产生含氧、硫的氟化物及其他气体，以及固体分解产物。4.2 杂质的影响 某些杂质(例如氮气)当其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会对使用这些气体的设备造成运行事
10、故。例如：水、酸性杂质和氧气(特别是当混合在一起时)会加速腐蚀，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，对这些杂质含量必须限制，以防止腐蚀、结露。4.3 杂质的允许含量 关于使用不纯气体的允许(杂质)极限并没有明确的规定，因为它们在很大程度上是取决于电气设备的设计和安装位置，如下述各种情况：最小的闪络距离、漏电路径长度，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。 电器产品中湿度的要求应按照8.1.2的规定执行。其他杂质的含量由设计部门根据具体情况与使用部门商定。4.4 毒性杂质1 六氟化硫用于电气设备内时，无论是在故障情
11、况下或是在正常的开断电弧作用下，可能分解，产生氧、硫的氟化物和金属氟化物粉末。 经验表明，工作人员在即使是含有非常微量的分解物的环境中，也会感到刺鼻或不舒服的气味，对鼻、口及眼等有明显的刺激。这种反应在有明显中毒反应之前的几秒钟内就会产生。5 取样方法5.1 概要 取样的目的是为了能够得到有代表性的气体样品。一般情况下，SF6是以气体状态存在的，样品应从设备内部直接抽取，不应通过设备内部的过滤器抽取。5.2 取样容器2 最理想的是从被检查的设备中将气体样品直接通入分析装置。在运行现场不能直接检测的项目，采用惰性材质制成的容器取样。 当所取的样品是液态时，取样容器必需经受7 MPa的压力试验，并
12、且不准充满。充装条件应符合GB 1202289中6.1和6.2的规定。 取样容器的脏污使被测试样中的杂质增加。取样瓶不得用于盛装除六氟化硫以外的其他物质。容器使用过后，加热至100抽真空，充入新六氟化硫至常压，至少重复洗涤两次。保存时需充入稍高于大气压的新六氟化硫气体。取样前，用真空泵再次抽真空，并用待取样品冲洗容器。 采用说明： 1IEC 480的3.7有关防护措施列入GB 8905的7.1中。 2IEC 480的4.9，GB 8905的5.2，按GB 12022的6.1和6.2执行。 3IEC 480的4.10，GB 8905的5.3，增加聚四氟乙烯管材。5.3 取样管及连接3 取样管是连
13、接从被取样设备或取样容器到分析装置，取样管的内径为36mm，长度应尽量缩短的聚四氟乙烯管或不锈钢管，接头应为全金属型，例如压接型或焊接型。管子的内部应清洗干净，除尽油脂、焊药等。 取样点应进行干燥处理，保持洁净干燥，连接管路确保密封完好。取样前用六氟化硫气体缓慢地冲洗取样管路后再连接取样。6 气体的鉴别1 当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，可以用测定气体密度的方法和测定导热系数的方法鉴别。6.1 密度的测定按六氟化硫新气密度测定法执行。6.1.1 方法原理 精确称量已知体积气体的质量，计算其密度。6.1.2 仪器 用一只玻璃球形瓶或圆柱瓶，两端装真空活塞，容量约100mL为宜，如稍大也可用，只要天平能放得下，在天平称重允许范围内。6.1.3 玻璃球形体积的校正 将空球瓶称重，准确至0.1g，然后在相似的温度条件下装满蒸馏水后再称重，两次称重之差为水的重量，也就是在该温度下球形瓶的体积。 注：对硼硅酸盐玻璃瓶可不用校正体积。6.1.4 操作步骤 小心将球形瓶干燥，然后抽真空并称重，准确至0.2mg。 将球形瓶冷却至比环境温度稍低一点，然后用六氟化硫充满球形瓶，让充满气体的球形瓶保持在室温，然后很快打开一个活塞，使球形瓶中的气体与大气压力一致，记下当时的温度和气压，然后再称重球形瓶。 注：应小心地保证气体充
