Módszerek az SF6 harmatpont felügyeletére az egyes berendezések esetében

1. ábra Példa: a 0,3 hPa (mbar) vízgőznyomás és a harmatpont megfelel a vízgőz minimális mennyiségének nagyfeszültségű berendezésekben az SF6 szigeteléssel.

Bár a berendezés eredetileg száraz gázzal van feltöltve és teljesen zárt térben van. Az SF6 gáz szigetelési tulajdonságainak biztosítása és az SF6 gáz bomlásából eredő maró hatású termékek kialakulásának minimalizálása érdekében fontos, hogy magas nyomást tartsanak fenn, anélkül, hogy a külső gáz behatolná. Számos olyan vízmolekula, amely behatolt belsejébe, növelheti a páratartalmat, különösen felgyorsítva a berendezések elöregedését.
Hagyományosan a nedvességtartalmat a gáz időszakos mintavételének módszerével igazolták. Az utóbbi években azonban a felügyeleti rendszerek számos eszközt tartalmaztak a generalizált SF6 harmatpontmérések elvégzésére. Mindazonáltal nyilvánvaló, hogy ez a mérési módszer teljesen különbözik azoktól, amelyeket ipari mérésekkel végeztünk annak érdekében, hogy alapvető paramétereket, például harmatpontot, nyomást és hőmérsékletet alkossunk. Különösen a mérési rendszerben felhasznált anyagok felhasználásának módja, valamint a kritikus harmatpontok meghatározására szolgáló összekötő eszközök típusa. Ez lehetővé tette annak megállapítását, hogy a mérések valóban pontosak-e, és hogy megadják-e a szükséges adatokat a berendezés vezérléséhez. Ráadásul a távoli helyszín gyakran bizonyos követelményeket támaszt a stabil működés és a berendezések felügyeletéhez használt készülékek működésének időtartamára vonatkozóan.

A vízgőz nyomás és harmatpontja

A gőz mindenütt jelen van, és mindenütt hozzájárul a gáz általános nyomásához. Például légköri nyomás (barometrikus) vagy a berendezés gázszigetelésének belső nyomása (GESC).
A harmat / fagypont (Td / f) azt a hőmérsékletet jelenti, amelynél a gázban lévő vízgőz (Pw) parciális nyomása megegyezik a telített gőznyomással (PWS). Más szóval, a harmatpont a hőmérséklet, amelynél a vízgőznek olyan állapotba kell hűlnie, hogy víz vagy fagy keletkezik.

A harmatpont a hőmérséklettől független paraméter. Ezt a rendszerben különböző hőmérsékleteken vett gázminta előzetes számításával mérhetjük. Nagyon függ a nyomástól, ezért fontos, hogy minden mérést a fő gáz nyomásának és térfogatának megfelelően végezzünk. Vagy ismernie kell a pontos nyomást a számítás helyes kiszámításához. Például a harmatpontot 4 bar nyomáson vagy atmoszferikus nyomáson.

Párolgási diffúzió

2. ábra: Külső telepítés egy mérőátalakító egységgel.
A párologtató (gáz) fázisban a vízmolekulák kis molekulatömegük miatt lazán kapcsolódnak, és könnyen mozoghatnak. A gőz általában egyensúlyba hozza a különböző fázisokat, és a nagy nyomástól az ugyanazon polimer anyagokon át migrálódik, ahonnan a fémfelületek tömítései vagy csatlakozópontjai készülnek. Ez akkor is bekövetkezik, ha az alacsony teljes gáznyomásról a rendszer magasabb nyomására vált, ha a környezeti levegő és az SF6 gáz nagyfeszültségű berendezésekben való kontrasztja. A nyomás szorossága nem feltétlenül jelenti azt, hogy a gőz szűk. A diffúziós hatás nagyon lassú, és nem észlelhető számos kis térfogatú statikus gázeszköz mérése során.

A páratartalom áthelyezése

Telepítés a harmatpont érzékelő vonalára

Az SF6 szigetelt berendezés harmatpont-érzékelőjének mérővezetékének kialakításakor a fent említett vízgőz-viselkedés alapelveinek tükröződniük kell a mérések pontosságának biztosítása érdekében a megbízható adatok megszerzése érdekében. Hagyományosan az SF6 gáz harmatpontját úgy határozzák meg, hogy a tartályból gázmintákat veszünk, ahol állandó gázmozgás történik. A gáz mozgása elrejti a lassú diffúzió hatását, és a gőz mozgása a gáz és a szilárd anyag között megy végbe.
Napjainkig a harmatpont érzékelők telepítése ugyanazon a berendezésen, mint a nyomáskapcsolók vagy a sűrűségérzékelők, még mindig nagyon gyakori. Ezen túlmenően ezek az egységek gyakran nem közvetlen kapcsolatban vannak az elsődleges gáztartállyal, hanem polimerrel vagy fémcsővel vannak összekötve. Különböző csatlakozási pontok és egy csőrendszer vezethet a gőz-diffúzióhoz és fenntarthatja a nedvességátvivő mechanizmust. A statikus gáz viszonylag kis térfogatában ezek a hatások jelentős szerepet játszanak. A harmatérzékelő ilyen módon történő felszerelése minden lehetőséget biztosít a berendezések kezeléséhez szükséges megbízható adatok megszerzéséhez. Annak érdekében, hogy a vonal jobb harmatpont-mérését biztosítsa, az érzékelőt a lehető legközelebb kell felszerelni a fő gázmennyiséghez, lehetőleg közvetlenül a tartály falán.
Ezenkívül a csatlakozási pontok számának minimalizálása érdekében ajánlatos elkerülni a műanyag vagy gumi elemek használatát a mérőelem közvetlen közelében. Ha ez lehetséges, akkor a fémes vegyületeket előnyben kell részesíteni.

A rendszer reakciója az érzékelő telepítése után

A készülék gázszigetelésénél a harmatpont mérésére szolgáló válaszidőt, amelyet általában néhány másodperc vagy perc alatt számolnak ki, az érzékelő nem határozza meg. A meghatározó tényező itt a telepítés után a rendszerre adott válasz. Az érzékelő telepítésekor a környezeti levegő bizonyos mértékű nedvességtartalma a rendszer csatlakozási pontján van. Figyelembe véve az SF6 gáz teljes térfogatát, ez a gőzmennyiség elhanyagolható, de a mérőelemen belüli érzékelő szempontjából a hatás egyértelműen látható és mérhető. Ennek következtében hosszú idő telik el ahhoz, hogy a rekesz belső nyomása egyensúlyba kerüljön a fő gázmennyiséggel. Még akkor is, ha az érzékelő a tartály közelében található, az érzékelő néhány órát vagy akár napokat is igénybe vehet a kívánt nyomás elérése érdekében.

A rendszer reakciókészsége a működés során

Megkérdezhetjük, hogyan reagál az érzékelő, amikor az ömlesztett gáz térfogatának harmatpontja növekszik, tekintettel arra, hogy a rendszer viszonylag lassan reagál az érzékelő telepítése után. A kezdeti válasz lelassításának domináns tényezője, hogy a szilárd anyagok (pórusok) felszíne egy mozgó gázban való szárítása hosszú ideig, és még inkább statikus gázban tart. Ez a jelenség csak csekély hatással van, amikor a nedves gáz diffundál a fő tartályból a szárazabb mérőcellához, ahol a harmatpontot méri.
A második szempont, hogy fontolja meg a nagy mennyiségű SF6 gáz. Ennek eredményeképpen a harmatpont növelése diffúzió révén a tömítőanyagon és a fémfelületeken nagyon lassú folyamat. Nyilvánvaló, hogy ha a harmatpont fő hajó emelkedni kezd, akkor is elkezd nőni a mérési tag és a rögzített érzékelő növekedés többé-kevésbé egyidejűleg - azzal a feltétellel, hogy az érzékelő található, közel a fő tartályba.
A harmatpont értékek idõben azonosak lesznek vagy nem lesznek (100% válasz) - a kérdés valójában nem releváns. Mivel a növekedés tendenciája hangsúlyozza, hogy korrekciós intézkedéseket kell tenni.
A harmatpont-mérések bármely gyors változása olyan szivárgást jelez, amelyet a nyomás mérésével kell detektálni.

Annak érdekében, hogy a lineáris mérési rendszer megbízható és valójában mutat a harmatpont és minimálisra csökkenti a bizonytalanságot, nagyon fontos a design tárgy, hogy fordítsanak figyelmet a telepítés harmatpont érzékelők. Az érzékelő minősége, stabilitása és hosszú távú teljesítménye egyaránt függ a kritikus tényezőktől. A legjobb mérési eredményeket úgy kapjuk meg, hogy az érzékelőt közvetlenül a fő gáztartályra telepítjük. Mivel a csatlakozók és a lezáró elemek csak a kiváló minőségű fém anyagokból kell használni az érzékelő körül. A telepítés után, ha az érzékelő megjeleníti a harmatpont a fő térfogat kén-hexafluorid a ténylegesen elért érték lesz lehetőség, hogy erősítse meg, hogy az egész diffúzió útján történik csatlakozások és / vagy a viselkedés nem befolyásolja a mérést, hogy az adatok megbízható és pontos, és potenciálisan segít elkerülni a túlzott riasztást.