CN101788514B - 测定六氟化硫电气设备的特征故障气体的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及测定六氟化硫电气设备中的特征故障气体的方法。具体涉及测定六氟化硫电气设备中的特征故障气体的方法，其包括步骤：i)用气体取样装置从待检测的六氟化硫电气设备中定量采取六氟化硫气体样品；ii)使步骤i)采取的六氟化硫气体样品通过电导率测定装置，该电导率测定装置包括含有定量纯水的电导率测定池和电导率测定仪，所述六氟化硫气体样品通过该电导率测定池中的纯水；iii)测定气体通过并吸收其中特征故障气体后的水的电导率；和iv)根据所测得的电导率确定六氟化硫气体样品中的特征故障气体的量。本发明方法、系统和集成装置可以快速、方便、灵敏地测定SF6电气设备中的特征故障气体。
Description
技术领域
本发明涉及一种电力系统中六氟化硫设备故障的监测方法，特别涉及一种电力系统中六氟化硫设备的特征故障气体的测定方法，更特别涉及所述特征故障气体的电导率测定方法。
背景技术
目前，六氟化硫(在本文中，可缩写为SF6或者SF6)以其良好的绝缘性能和灭弧性能，被广泛应用于电气设备，例如断路器、高压开关、高压变压器、气封闭组合电容器、高压传输线、互感器等。SF6因其化学惰性、无毒、不燃及无腐蚀性，还被广泛应用于金属冶炼(如镁合金熔化炉保护气体)、航空航天、医疗(X光机、激光机)、气象(示踪分析)、化工(高级汽车轮胎、新型灭火器)等。电子级高纯六氟化硫是一种理想的电子蚀刻剂，被大量应用于微电子技术领域。随着当今科技的发展，SF6涉及的领域不断扩展，被越来越多的基础领域和科技领域广泛应用。
六氟化硫(Sulphur hexafluoride)，分子式为SF6，分子量为146.06。在常压下是一种无色、无臭、无毒、不燃、无腐蚀的惰性气态物质，气体密度：6.139g/l(20℃，0.101MPa)，熔点为：-50.8℃，凝固点为：-63.8℃，临界温度：45.64℃，临界压力：3.84MPa，临界密度：0.73g/cm3，临界容积：198ml/mol，介电常数：1.002026(25℃，0.101MPa)。六氟化硫的化学稳定性强，500℃-600℃不分解，与酸、碱、盐、氨、水等不反应；但是在电弧作用下(几千℃)可能分解为S和F的原子气，但电孤一旦解除，便可在10-5-10-6秒内大多数复合成SF6。六氟化硫具有良好的电气绝缘性能及优异的灭弧性能，其耐电强度为同一压力下氟气的2.5倍，击穿电压为空气的2.5倍，灭弧能力为空气的100倍，是一种优于空气和油的新一代高压绝缘介质材料。
然而，在生产六氟化硫气体以及六氟化硫设备运行或出现故障特别是出现设备故障时，例如六氟化硫气体在电气设备中经电晕、火花及电弧放电作用，会产生多种有毒、腐蚀性气体。这些气体主要有氟化亚硫酰(SOF2)、二氧化硫(SO2)和氟化氢(HF)等，这些气体的毒性和腐蚀性成为电气设备安全运行巨大隐患。因此，测定电力系统中六氟化硫设备故障中SF6分解、反应特征气体含量，对早期发现故障、监测其变化趋势，及时检修，防范事故、保障电网安全，建设智能电网，具有重要意义。
最新研究表明，要发现早期故障，对特征气体的测定灵敏度必须在ul/L以下。因此，最佳测定方法的选择关键取决于测定方法的灵敏度。现有的仪器测定方法中，灵敏度最高的方法主要有：
1)电化学传感器法：对各特征故障气体(SO2、HF)分别测定，检出限均为0.1ul/L，无加和性。
2)催化水解测定法(简称为DPD)法(US 2005/0233463A1)：基于催化SOF2水解产生SO2原理，用SO2电化学传感器测定SO2+SOF2总量，检出限为1ul/L。相比于气相色谱法(GC)可以将灵敏度提高一个数量级。但要在ul/L量级以下，实现故障预警，仍显不足。
3)气相色谱法(GC)：检出限为10ul/L量级。为维护六氟化硫电气设备的安全运行已有诸多标准，例如《DL/T 639-1997，六氟化硫电气设备运行、试验及检修人员安全防护细则》、《GB8905-1996，六氟化硫电气设备中气体管理和检测导则》、《DL/T595-1996，六氟化硫电气设备气体监督细则》、《IEC480-2004，电气设备中六氟化硫气体检测导则》等等，但是均不足以高效、方便、灵敏地用于六氟化硫设备中的特征故障气体的监测。
因此，提供一种简单、方便、灵敏度高的六氟化硫设备中的特征故障气体的测定方法以用适用于该方法的测定系统，仍是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有检测六氟化硫设备中的特征故障气体的方法的不足，提供一种简单、方便、灵敏度高的六氟化硫设备中的特征故障气体的测定方法，以适用于该方法的测定系统。本发明人发现，电导率测定方法(在本文中可称为SC法)不但设备简单，测定方便，而且可以以非常高的灵敏度测定六氟化硫设备中的特征故障气体。本发明基于上述发现而得以完成。
发明概述：
本发明第一方面提供一种测定六氟化硫电气设备中的特征故障气体的方法，其包括以下步骤：
i)用气体取样装置从待检测的六氟化硫电气设备中定量采取六氟化硫气体样品；
ii)使步骤i)采取的六氟化硫气体样品通过电导率测定装置，该电导率测定装置包括含有定量纯水的电导率测定池和电导率测定仪，所述六氟化硫气体样品通过该电导率测定池中的纯水；
iii)测定气体通过并吸收气体中特征故障气体成分后的水的电导率；和
iv)根据所测得的电导率确定六氟化硫气体样品中的特征故障气体的量。
根据本发明第一方面任一项的方法，其还包括在用气体取样装置对六氟化硫气体样品进行取样之前，使用气体减压稳压装置对该六氟化硫气体样品进行减压和/或稳压处理。即，在本发明方法的一个实施方案中，所述的步骤i)包括以下两个子步骤：
ia)使待检测的六氟化硫电气设备中的六氟化硫气体样品进入减压稳压装置；和
ib)使经减压稳压装置进行减压和/或稳压处理的六氟化硫气体样品定量引入气体取样装置中。
根据本发明第一方面任一项的方法，其还包括在使六氟化硫气体样品通过电导率测定装置的过程中，使用泵气装置使气体流过电导率测定池的纯水。
根据本发明第一方面任一项的方法，其中所述的气体减压稳压装置包括两个接口，其中一个接口可以与待检测的六氟化硫电气设备连接，任选地，可在上述接口与待检测的六氟化硫电气设备之间设置六氟化硫电气设备取样阀，以方便上述二者的连接；另一个接口可以与所述气体取样装置连接，任选地，该连接可以根据需要断开。
根据本发明第一方面任一项的方法，其中所述的气体取样装置的两端分别包括一个接口。这样，气体可以在该气体取样装置中流过，如果将两端的接口用管道连接则可形成一个循环的回路。进一步地，通过将该气体取样装置的两端接口封闭，则从一个接口经该气体取样装置主体内腔到另一接口之间，在两个接口均封闭时，其间形成一个腔体积，在本发明中可称之为“有效内腔体积”。
根据本发明第一方面任一项的方法，其中所述的气体取样装置的两个接口之一可以与所述气体减压稳压装置的一个接口连接(或者可以直接与待检测的六氟化硫电气设备连接)，从而将六氟化硫气体导入该气体取样装置；上述连接也可以断开，从而可以使气体取样装置的接口与电导率测定装置连接，进而将气体取样装置中的气体导入电导率测定装置。
根据本发明第一方面任一项的方法，其中所述的六氟化硫气体样品经减压和/或稳压处理后，达到0.08～0.12MPa的压力，优选达到0.09～0.11MPa的压力，优选达到0.95～0.105MPa的压力，例如达到约0.09MPa、约0.092MPa、约0.095MPa、约0.098MPa、约0.10MPa、约0.102MPa、约0.105MPa、约0.108MPa、或约0.11MPa的压力。
根据本发明第一方面任一项的方法，其中所述的气体取样装置具有20～5000mL的有效内腔体积，优选具有50～2000mL的有效内腔体积，优选具有50～1500mL的有效内腔体积，优选具有50～1000mL的有效内腔体积，例如具有50mL、100mL、150mL、200mL、250mL、300mL、350mL、400mL、500mL、600mL、750mL、900mL、或1000mL的有效内腔体积。
根据本发明第一方面任一项的方法，其中所述的电导率测定装置的两端分别包括一个接口。这样，气体可以从一个接口进入电导率测定装置，再从另一个接口流出。
根据本发明第一方面任一项的方法，其中所述的电导率测定装置两端的接口可以分别与气体取样装置两端的两个接口连接，从而在气体取样装置与电导率测定装置之间形成一个气体回路。进一步地，通过使用本发明所述的泵气装置，可以使上述气体回路中的气体流过电导率测定池中的纯水，并通过该泵气装置的连续工作使定量采集的气体在上述气体回路中循环。上述气体循环可以使气体中特征故障气体成分与水完全反应和/或完全被水吸收。
根据本发明第一方面任一项的方法，其中所述的电导率测定装置中使用的纯水具有小于0.08uS/cm，大于等于0.055uS/cm的电导率(25℃)，优选小于0.07uS/cm，优选小于0.065uS/cm，优选小于0.06uS/cm，例如约0.065uS/cm、约0.060uS/cm、约0.056uS/cm、约0.055uS/cm。
根据本发明第一方面任一项的方法，其中所述的电导率测定装置中使用的纯水的量为2～200mL，优选5～200mL，优选5～150mL，优选5～100mL，优选10～100mL，例如5mL、10mL、15mL、20mL、25mL、30mL、50mL、60mL、70mL、80mL、90mL、或100mL。
根据本发明第一方面任一项的方法，其中所述的气体取样装置采集的气体量(即“有效内腔体积”所容纳的气体量，mL)与电导率测定装置中使用的纯水量(mL)的比(在本发明中可称为“气/水比”)为1～2500，优选2～500，优选5～250，优选5～200，优选5～150，优选10～100，例如该气/水比为10、20、30、50、75、或100。
根据本发明第一方面任一项的方法，其中所述的各装置被维持在约20℃～约30℃之间的恒定温度下，优选在约22℃～约28℃之间的恒定温度下，优选在约23℃～约27℃之间的恒定温度下，优选在约24℃～约26℃之间的恒定温度下，例如维持在约23℃、约24℃、约25℃、约26℃、或约27℃的恒定温度下。更优选约24℃、约25℃、或约26℃。特别是使所述的气体取样装置与电导率测定装置之间形成的回路所涉及到的仪器、设备、材料等维持在恒定温度下。
根据本发明第一方面任一项的方法，其中所述的各操作步骤是在在约20℃～约30℃之间的恒定温度下进行，优选在约22℃～约28℃之间的恒定温度下进行，优选在约23℃～约27℃之间的恒定温度下进行，优选在约24℃～约26℃之间的恒定温度下进行，例如在约23℃、约24℃、约25℃、约26℃、或约27℃的恒定温度下进行。更优选约24℃、约25℃、或约26℃。特别是使所述的气体取样装置与电导率测定装置之间形成的回路所涉及到的操作步骤在恒定温度下进行。
根据本发明第一方面任一项的方法，其在用气体取样装置采集气体样品时，还包括获得待测气体样品的体积、温度和压力。
根据本发明第一方面任一项的方法，其中气体在气体取样装置与电导率测定装置之间形成的回路中循环至水溶液的电导率达到平衡。
根据本发明第一方面任一项的方法，其在使气体在气体取样装置与电导率测定装置之间形成的回路中循环至水溶液的电导率达到平衡时，获得该水溶液的电导率、温度等参数。
根据本发明第一方面任一项的方法，其包括使所测定的电导率值换算为25℃标准状态下对应的电导率值(包括纯水的电导率值和循环平衡后水溶液的电导率值均进行换算)。
根据本发明第一方面任一项的方法，其还包括获得取样气体中特征故障气体浓度(标准状态下，温度、压力)与电导率之间的函数曲线的步骤。
根据本发明第一方面任一项的方法，上述特征故障气体浓度-电导率的函数曲线可以是通过已知的HF和/或H2SO3(一级离解)的极限当量电导计算得到的。
计算过程和原理如下(有关理论计算曲线见图1和图2-1、图2-2)：
1)在气体标准状态下(1atm，25℃)，对故障气体含量的常用基本单位ul/L可换算得1ul/L＝10-6/22.4umol/L。
对于HF含量为CHF，SF6ul/L的SF6气体，含故障气体CHF， SF6×10-6/22.4umol(CHF，SF6，指待测SF6的气体中的HF含量)。
如果以k倍的气/水比将其吸收浓缩在纯水中，其在水中的浓度为CHF，H2O＝CHF，SF6×10-6/22.4×kumol/L；
对于一元酸HF(极限当量电导为ΛHF)，在水中相应的电导率贡献为
CHF，SF6×10-6/22.4×k×ΛHF。
2)在水中HF含量极低的情况下计算水溶液电导率，水自身电离产生的H+和OH-的对应电导率SC的变化不可忽略，应予考虑。
设水中有HF存在(浓度为CHF，H2Omol/LHF)，并完全电离的影响下，水等摩尔电离出的H+和OH-的量为x(mol/L)。
此时离解方程为
Kw＝[H+]×[OH-]＝[CHF，H2O+x]×[x] (a)
式中Kw：水的离子积常数。
设HF浓度值为CHF，H2O(mol/L)，即可由(a)计算得到水电离出的H+和OH-的量x(mol/L)。
这时，水溶液的总电导率为
SC总＝CHF，H2O×ΛHF+x(ΛH++ΛOH-)＝CHF，SF6×10-6/22.4×k×ΛHF+x(ΛH++ΛOH-)。(b)
式中符号含义如下(数据均取自《Electrochemical Date》D.Dobs，ELSEVIER SCIENTIFIC PUBLISHING COMPANY，1975)：
ΛHF：HF的极限当量电导(25℃)，405S-cm2equ.-1
ΛH+：H+的极限当量电导(25℃)，350S-cm2equ.-1
ΛOH-：OH-的极限当量电导(25℃)，198S-cm2equ.-1
设一系列CHF，H2O，由(a)计算得到一系列x，带入式(b)可计算得到一系列的SC总。
3)据设定的气/水比k，可以得到一系列的SC总和CHF，SF6。将CHF， SF6对SC总作图，取特定k值和不同含量范围的SC总和CHF，SF6数据，可分别得到曲线如图1、图2-1、图2-2和相应的拟合曲线，可供测定SC总后查图或按拟合方程计算得到CHF，SF6。
观察图1曲线可见，HF含量稍高，使SC总大于0.2uS/cm后，水的离解被充分抑制可以不计；HF含量极低时，电导率除HF贡献外，还明显叠加有水离解的贡献。对曲线做二次多项式拟合，吻合极好。水的电离可以不计的气相HF含量CHF，SF6取决于k，以95％吻合程度计：k＝20时为CHF，SF6＝0.6ul/L，k＝100时为CHF，SF6＝0.12ul/L。
在CHF，SF60-2ul/L范围内(k＝20)对曲线做二次多项式拟合，吻合极好，只在最低范围稍差。如选择最低CHF，SF6范围数据做二次多项式拟合，可得到此范围更准确的吻合，例如图2-1和图2-2。应用中可以按需要自行选用。
根据本发明第一方面任一项的方法，上述特征故障气体浓度-电导率的函数曲线还可以是通过用一系列含有不同浓度的HF和/或H2SO3的标准六氟化硫气体用本发明方法测定电导率，再通过该电导率与特征故障气体的标准浓度绘制标准工作曲线而得到的。
为了便于实现本发明的方法，本发明第二方面提供了一种用于测定六氟化硫电气设备中的特征故障气体的系统，其包括气体取样单元和电导率测定单元两部分，以及任选的在对SF6气体取样之前进行减压和稳压的气压调节单元。
根据本发明第二方面任一项的系统，所述的气体取样单元包括：气体取样器、第一取样器接口、和第二取样器接口，所述的第一取样器接口和第二取样器接口分别与所述气体取样器连通。
根据本发明第二方面任一项的系统，所述的电导率测定单元包括：电导率测定池(SCC)、第一电导池接口、第二电导池接口、和电导率测定仪。在本发明的一个实施方案中，所述的第一电导池接口、第二电导池接口分别与所述电导率测定池连通，所述电导率测定仪与所述电导率测定池中的电导电极通过电性连接。从而电导电极将电导池中的电导(或电导率)变化转变成电信号，传输到电导率测定仪。
根据本发明第二方面任一项的系统，所述的气压调节单元包括：减压稳压器、第一减压稳压器接口、和第二减压稳压器接口，所述的第一减压稳压器接口和第二减压稳压器接口分别与所述减压稳压器连通。
根据本发明第二方面任一项的系统，所述的气压调节单元的第一减压稳压器接口可以与待检测六氟化硫电气设备的取样阀连接；所述的气压调节单元的第二减压稳压器接口可以与气体取样单元的第一取样器接口连接。
为了便于实现本发明的方法，或者为了使本发明第二方面的系统具体化，本发明第三方面提供了一种用于测定六氟化硫电气设备中的特征故障气体的集成装置，其包括气体取样装置和电导率测定装置两部分，以及任选的在对SF6气体取样之前进行减压和稳压的气压调节装置。
根据本发明第三方面任一项的集成装置，所述的气体取样装置包括：气体取样器、第一取样器接口、和第二取样器接口，所述的第一取样器接口和第二取样器接口分别与所述气体取样器连通。
根据本发明第三方面任一项的集成装置，所述的电导率测定装置包括：电导率测定池(SCC)、第一电导池接口、第二电导池接口、和电导率测定仪。在本发明的一个实施方案中，所述的第一电导池接口、第二电导池接口分别与所述电导率测定池连通，所述电导率测定仪与所述电导率测定池中的电导电极通过电性连接。从而电导电极对电导池中的电导(或电导率)变化转变成电信号，传输到电导率测定仪。
根据本发明第三方面任一项的集成装置，所述的气压调节装置包括：减压稳压器、第一减压稳压器接口、和第二减压稳压器接口，所述的第一减压稳压器接口和第二减压稳压器接口分别与所述减压稳压器连通。
根据本发明第三方面任一项的集成装置，所述的气压调节装置的第一减压稳压器接口可以与待检测六氟化硫电气设备的取样阀连接；所述的气压调节装置的第二减压稳压器接口可以与气体取样装置的第一取样器接口连接。
发明详述：
下面对本发明测定方法和测定系统的各个方面和以及它们的益处作进一步的阐述。
本发明所引述的所有文献，包括专利申请说明书、专利说明书、参考文献、技术标准等，它们的全部内容通过引用并入本文，并且如果这些文献所表达的含义与本发明不一致时，以本发明的表述为准。此外，本发明使用的各种术语和短语具有本领域技术人员公知的一般含义，即便如此，本发明仍然希望在此对这些术语和短语作更详尽的说明和解释，提及的术语和短语如有与公知含义不一致的，以本发明所表述的含义为准。
如本文使用的，术语“特征故障气体”是指六氟化硫中的杂质气体，特别是具有毒性和/或腐蚀性的气体，包括但不限于二氧化硫、氟化氟、SOF2等，这些气体不但毒性大，而且腐蚀性强。
如本文使用的，术语“有效内腔体积”是指本发明气体取样器或气体取样单元/装置中，在对气体进行取样时，可以准确量取气体量的内腔体积。由于存在接口、管路等，因此该气体取样器或气体取样单元/装置在准确量取气体体积时，应当包括接口、管路等处存在的气体，在两端接口关闭时该气体取样器或气体取样单元/装置内部的总体积在本发明中可以称为之为“有效内腔体积”，该“有效内腔体积”内采集的SF6气体可以完全通过电导池而被水吸收和/或与水反应。
如本文使用的，术语“气/水比”是指测定所取SF6气体体积(标准状态)与纯水体积之比。记为kSF6/H2O＝VSF6/VH2O。
本发明提供一种用于SF6电气设备的特征故障气体含量测定的新方法，用于高灵敏度测定电力系统SF6设备故障中SF6分解、反应特征气体含量。其特征在于：在恒温、恒压条件下，对待测气体定容取样并按理想气体方程进行标准化，与定量纯水充分接触，使待测气体中的特征故障气体充分溶入纯水达到平衡，然后测定水样的电导率和温度，计算得到待测SF6中特征故障气体的含量。发明方法填补现有方法空白，提供了一种高灵敏度的分析方法，用于早期发现故障、监测其含量变化趋势，以利及时检修，防范事故、保障电网安全。
根据本发明所述的SF6电气设备的特征故障气体含量测定的新方法，其特征是将待测SF6气体中的特征故障气体用定量纯水充分接触溶解吸收后，测定该水样的电导率和温度，计算得到其中的特征故障气体的含量。
根据本发明所述的SF6电气设备的特征故障气体含量测定的新方法，其特征是对待测SF6中的特征故障气体测定前，在恒温、恒压条件下，对待测气体定容取样并按理想气体方程进行标准化。
根据本发明所述的SF6电气设备的特征故障气体含量测定的新方法，其特征是将待测SF6气体中的特征故障气体用定量纯水充分接触溶解吸收后，测定该水样的电导率后必须校正至标准温度下的对应值。
根据本发明所述的SF6电气设备的特征故障气体含量测定的新方法，其特征是将待测SF6气体中的特征故障气体用定量纯水充分接触溶解吸收时，必须测定该水样的电导率并确认达到平衡。
根据本发明所述的SF6电气设备的特征故障气体含量测定的新方法，其特征是在计算待测SF6中特征故障气体的含量时，所测水样电导率和气体样品体积均已进行了温度校正和标准化。
本发明针对SF6电气设备的特征故障气体的水溶、电解共性和可加和性，选用电导率(SC)原理，提供一种相对现有技术具有最高灵敏度的测定方法，用于监测SF6装置早期故障及故障气体含量的变化趋势，满足SF6装置早期故障预警和监测的需要。
本发明提供一种用于SF6电气设备中的特征故障气体含量的电导率SC测定方法，该方法可提供最高灵敏度，检出限达0.01ul/L，且简便、可靠。本发明方法可以主要用于电力系统SF6设备故障中SF6分解、反应特征气体含量的测定。本领域技术人员公知，SF6设备故障中，SF6因分解、反应而产生的特征气体(在本文中，称为“特征故障气体”)主要是SO2、SOF2、HF，均易被水吸收、水解，最终成为易电离的物质H2SO3和HF。
本发明专利的原理在于：标准温度、压力附近，对待测SF6气体定量取样，用一定体积的高纯水(电导率SC极低，25℃可达0.055uS/cm)，充分吸收其中的SO2、SOF2、HF，同时测定水样的电导率SC和温度T；SC经温度校正后，结合SF6样品气体的标准状态体积和测试所用高纯水体积，计算得到待测SF6样品气体中SO2、SOF2、HF的含量。该方法可用于手工现场分析，也可用于在线监测。理论分析，相比现有方法，该法具有最高灵敏度。
本发明专利的特征在于：标准温度附近，用一定量高纯水吸收定量待测SF6样品气体中的SO2、SOF2、HF，并测定其电导率SC和水温T；SC经温度校正后，结合SF6样品气体标准体积和测试所用水样体积，计算得到待测SF6样品气体中的SO2、SOF2、HF含量。该方法可用于手工分析，也可用于在线监测。
本发明方法的基本原理
1、主要共性特征故障气体最终水解产物的导电性和导电性的加和性。
主要共性特征故障气体是HF、SO2、SOF2，均来自SF6降解后的氧化水解，其中的SOF2也很容易按以下式(1)发生彻底水解，最终产物为SO2和HF。
| SOF2+H2O＝SO2+2HF | 式(1) |
通过对这些SF6电气设备的特征故障气体用高纯水吸收，它们溶解后将按以下各式(2)至(6)进行酸式离解，使纯水电导率上升：
根据以上描述，SF6电气设备的特征故障气体主要是呈HF、SO2、和SOF2三种形式，而后二者在进入电导率测定仪的测定池时，在该测定池的水中形成H2SO3的形式。因此，在对上述特征故障气体进行电导率测定时，均是对上述式(4)和式(6)所离解的所有阴阳离子进行测定。
在通常情况下，SF6电气设备的特征故障气体的一种典型测定条件和有关常数、数据见表1。
表1.一种典型的测定条件、常数和数据
| SF6取样体积(25℃，1atm) | 100ml |
| 吸收用水体积 | 5ml |
| VSF6/VH2O | 20 |
| SF6故障特征含量(以HF计) | 1.00ul/L |
| 水中吸收浓度 | 0.893umol/L |
| 极限当量电导 | 400S-cm2equ.-1 |
| 水样电导率 | 0.357uS/cm |
其中，“VSF6/VH2O”表示SF6取样体积/电导率测定池中吸收用水体积的比率，在本文中，为简便起见，还可以称之为“气/水比”。
本领域技术人员结合已有知识，并按以上式(4)-(6)以及以上表1中的数据和条件，通过理论计算可知：
1)在100-102ul/L含量范围内，可以认为，式(4)和式(6)的离解反应完全，式(5)的离解反应则被明显抑制，可以忽略；
2)在10-2-100ul/L含量范围内，式(5)的离解反应部分进行，对极低含量的SO2则进行了一定程度的放大，进一步提高了测定灵敏度。
各特征故障气体经离解后，HSO3 -+H+和H++F-以其各自极限当量电导对纯水电导率做出贡献，并具有加和性。测定到的纯水电导率增加值，对应于上述SF6电气设备的共性特征故障气体的总贡献，在本发明中可合理地将其表征为“特征故障气体总污染指数”。
本领域技术人员公知，由于酸性离解物中H+的优势贡献，HF的极限当量电导(350+55.4＝405S-cm2equ.-1，其中350是工具书或物理化学手册中记载的氢离子所贡献的极限当量电导，55.4是工具书或物理化学手册中记载的氟离子所贡献的极限当量电导)和H2SO3一级离解的极限当量电导(350+50.0＝400S-cm2equ.-1，其中350是工具书或物理化学手册中记载的氢离子所贡献的极限当量电导，50.0是工具书或物理化学手册中记载的HSO3 -离子所贡献的极限当量电导)非常接近，二者的差别对于本发明的分析测定可以忽略不计，本发明方法计算中极限当量电导值取400S-cm2equ.-1。计算HSO3 -和F极限当量电导值时取53S-cm2equ.-1。因此，在某一具体的测定条件(例如测定温度、SF6取样气压、气/水比等)下，实际上纯水电导率增量与彻底水解所得相应酸的摩尔浓度之间形成一定的比例关系，这是电导率法测定SF6电气设备的共性特征故障气体彻底水解物中酸性物质含量的定量依据，也是用电导率法来表征SF6电气设备的特征故障气体腐蚀危害性的定量依据。根据以上依据，使得本发明的电导率法测定具有非常高的灵敏度，这是本发明选择电导率法原理的最重要原因和优势所在。此外，还可以通过加大SF6气体取样体积/吸收用水体积比即VSF6/VH2O值，来提高测定灵敏度。如果加大SF6气体取样体积/吸收用水体积比即VSF6/VH2O值，从而相当于还可进一步浓缩被测成分含量，将测定的灵敏度提高到所需要的程度。例如，可以将SF6气体取样体积/吸收用水体积比即VSF6/VH2O值提高至100，还可在上述表1的基础上继续将灵敏度再提高5倍，使0.01ul/L故障气体的最小电导率测定增值达到纯水电导率的10％以上，可以容易地确认故障气体的检出。以上理论计算的过程和原理可见于相关的分析化学、物理化学或电化学教材。
根据上文所述，在本发明的一个实施方案中，可以在25℃、1atm下以VSF6/VH2O值为20进行测定。在0-0.5μl/L取值范围内，其电导率测定池中介质(即水)的电导率值与本发明所述SF6取样气体中的特征故障气体的浓度(这些特征故障气体在电解池中经彻底水解得到相应的酸，以HF计，单位为μl/L)之间具有下式方程所示的关系：
y＝0.1987x2+0.1778x+0.0532
式中，x为气体浓度(以HF气体计，μl/L)，y为电导率值(SC，μS/cm)。电导率值y可以直接从电导率测定仪上读出，从而根据以上方程可以确知SF6取样气体中的特征故障气体的浓度。由此可以对SF6电气设备进行有效的早期故障预警和适时监测。上述实施方案的有关理论计算曲线见图2-1。本实施方案比较适宜的测定浓度范围在0.1-0.5μl/L之间。
根据以上图2-1的实施方案，通过改变气/水比，还可以非常容易地得到更宽的或者其它的适宜测定浓度范围。例如，在本发明的另一个实施方案中，可以在25℃下以VSF6/VH2O值为100进行测定，在0-0.1μl/L取值范围内，其电导率测定池中介质(即水)的电导率值(SC，μS/cm)与本发明所述SF6取样气体中的特征故障气体的浓度(这些特征故障气体在电解池中经彻底水解得到相应的酸，以HF计，单位为μl/L)之间具有下式方程所示的关系：
y＝5.1751x2+0.8575x+0.0534
式中，x为气体浓度(以HF气体计，μl/L)，y为电导率值(SC，μS/cm)。电导率值y可以直接从电导率测定仪上读出，从而根据以上方程可以确知SF6取样气体中的特征故障气体的浓度。由此可以对SF6电气设备进行有效的早期故障预警和适时监测。上述实施方案的有关理论计算曲线见图2-2。本实施方案比较适宜的测定浓度范围在0.01-0.1μl/L之间。
作为参考，可供对比本发明方法的DPD方法的相关文献数据参见图3(取自：US 2005/0233463A1)。从图3可见，DPD方法的测定浓度的理想响应曲线在1-10ppmv的范围内，以本发明所述μl/L表示，则为1-10μl/L的范围。而对比于本发明，在图2-1和图2-2的两个实施方案中，其示例性的测定浓度分别在0.1-0.5μl/L和0.01-0.1μl/L的范围内。当然，就本发明而言，通过改变测定时的气/水比，还可以实现更广范围的测定需求。
在本发明方法中，特别是例如通过计算的方式确定特征故障气体含量时，故障气体含量均以所测SC值全部换算为HF计，以ul/L HF表示。若故障气体为SO2，其在气体中的体积浓度与SC的对应曲线与HF相当。若故障气体为SOF2，在同样的气体中的体积浓度下其SC约是HF的3倍。如果三者共存，水样总SC是每种故障气体SC之和，将有更大增长。例如故障气体是HF、SO2、SOF2等含量体积浓度共存，测得的SC将是HF单独存在时的5倍。故障气体含量均以HF计，与所测SC值和实际产生的酸性物质量比例关系好，用来灵敏的表征“特征故障气体总污染指数”及其变化，非常合理。更具体的分辨特征故障气体的具体组成、比例和各成分量，是其它现行适用方法的任务。
主要的具有共性的特征故障气体最终水解产物汽液分配的规律性
和充分性
测定中用纯水对SF6电气设备的特征故障气体组成的充分吸收，是准确测定的另一关键。对于溶解、电离型气体，以SO2为例，其吸收因离解平衡(4)、(5)的发生，在低含量下水相吸收比一般的亨利常数表现出的分配比，还有巨大的增加，足以满足待测气体被水充分吸收的要求。
另外，由于在测定时，使SF6取样气体在气体取样器与电导率测定池之间进行循环，可以确保特征故障气体充分被水吸收、反应，并达到离解平衡。
典型的测定过程
一种典型的测定过程可以包括但不限于以下必要的或任选的步骤：
1所有测定均在恒温和温度校正条件下进行；
2在清洗后的恒温电导率测定池中引入定量体积的纯水(VH2O)，并测定其初始电导率SC0(即纯水电离的微量H+和OH-所贡献的电导率)，并可据此测定值确认纯水的纯度；
3用清洗后的恒温、恒压、定容的取样器，取定量体积的待测SF6气体(VSF6)，同时测定该待测气体的温度和压力(分别为T1、P)。
4使恒温的电导率测定池与恒温的取样器接通，将待测气体反复与电导率测定池中的纯水循环交换，使特征故障气体在纯水中充分反应、溶解并达到电离平衡。
5测定电导率测定池中水样平衡时的电导率SC1(即电导率测定池中水样平衡时的，水和各种特征故障气体所贡献的电导率)和温度T2。
6由T2校正SC1至标准温度下的值，由T1、P校正VSF6至标准状态，确定(例如通过方程式计算，或者通过例如图2-1或图2-2的曲线读出)得到待测六氟化硫气体中的特征故障气体的总含量。
本发明测定系统的进一步详细说明
本发明方法所采用的测定系统，其基本单元包括：气体取样单元、电导率测定单元两部分。在一个优选的实施方案中，所述测定系统还可以包括在对SF6气体取样之前进行减压和稳压的气压调节单元。
在本发明的一个实施方案中，所述的气体取样单元包括：气体取样器、第一取样器接口、和第二取样器接口，所述的第一取样器接口和第二取样器接口分别与所述气体取样器连通。
在本发明的一个实施方案中，所述的电导率测定单元包括：电导率测定池(SCC)、第一电导池接口、第二电导池接口、和电导率测定仪。所述的第一电导池接口、第二电导池接口分别与所述电导率测定池连通，所述电导率测定仪与所述电导率测定池中的电导电极通过电性连接。从而电导电极将电导池中的电导(或电导率)变化转变成电信号，传输到电导率测定仪。
在本发明的一个实施方案中，所述的气压调节单元包括：减压稳压器、减压稳压器进口(在本文中亦可称为第一减压稳压器接口)、和减压稳压器出口(在本文中亦可称为第二减压稳压器接口)，所述的减压稳压器进口和减压稳压器出口分别与所述减压稳压器连通。减压稳压器进口对应较高压力、减压稳压器出口对应减压后的较低压力，二者不能调换方向使用。
在本发明的一个实施方案中，所述的气压调节单元的第一减压稳压器接口可以与待检测六氟化硫电气设备的取样阀连接。在本发明的一个实施方案中，所述的气压调节单元的第二减压稳压器接口可以与气体取样单元的第一取样器接口连接。
在本发明的一个实施方案中，所述的气体取样单元的第一取样器接口可以与气压调节单元的第二减压稳压器接口连接；或者所述的气体取样单元的第一取样器接口可以与第一电导池接口连接。在本发明的一个实施方案中，所述的气体取样单元的第二取样器接口可以与第二电导池接口连接。
对于气体取样单元和电导率测定单元，由于每个单元的各自管路是相通的，且结构无方向性，因此每个单元的两个接口可以任选的调换方向使用，例如可以将上述气体取样单元的两个接口调换方向使用。
此外，根据本发明，所述的每个接口均可任选地安装阀门，以便方便地与其它单元的管路连通或中断。
根据本发明，对于气体取样单元，为确保测定的准确性，本领域技术人员理解，将其中的管路、接口所占有的内腔体积计入气体取样单元的总体积是必要的，也是可以容易实现的。因此，在本发明的一个实施方案中，所述的气体取样单元优选无死体积。
在本发明的一个实施方案中，所述的电导率测定单元还包括混合泵(在本发明中亦可称为循环泵)，其可以连接在所述第一电导池接口与所述电导率测定池之间连接的管道上，或者其可以连接在所述第二电导池接口与所述电导率测定池之间连接的管道上。上述混合泵的运行方向是任选的，例如可以通过该混合泵使气体以以下方向循环：第一电导池接口——>(混合泵)——>电导率测定池——>第二电导池接口；或者以以下方向循环：第二电导池接口——>(混合泵)——>电导率测定池——>第一电导池接口。
同样原理，混合泵可以在循环回路中的任一部位，以任意方式推动待测气体通过水样的循环，优选方向为气体自下向上通过水样。
本发明测定系统的示例性实施方案通过图示描述，可参见图4和图5，其中图4显示了对SF6气体进行取样时的状态，图5电导率测定池显示了气体取样器与电导率测定池连通进行电导率测定时的状态。由图4可见，此时待检测的SF6电气设备依次与气压调节单元和气体取样单元连接，从而可以进行取样操作；此时气体取样单元与电导率测定单元两部分之间是断开的。由图5可见，此时气体取样单元与气压调节单元两部分之间是断开的；气体取样单元与电导率测定单元两部分之间连接，并通过混合泵使所取样的气体在管路中循环并进行测定。在本发明的一个实施方案中，不存在所述的气压调节单元，即第一取样器接口直接与待检测SF6电气设备的取样阀连接，而不进行调节气压。在本发明的一个实施方案中，存在所述的气压调节单元，即第一取样器接口通过所述气压调节单元与待检测SF6电气设备的取样阀连接，从而可以进行调节气压，本实施方案是优选的。
本发明提供的一种用于SF6电气设备的特征故障气体含量的电导率法分析方法，填补现有空白。主要用于高灵敏度测定电力系统SF6设备故障中SF6分解、反应特征气体含量，早期发现故障、监测其含量变化趋势，以利及时检修，防范事故、保障电网安全。本发明方法具有以下显著优点：1)相比现有技术，可为早期发现故障提供最高的测定灵敏度；2)电导率方法对所述不同种类的SF6主要特征故障气体的测定具有加和性，利于建立合理的表征参数，合理评价主要特征故障气体总量和总的腐蚀风险程度；3)电导率方法系物理方法测定，灵敏、简单、传感器和测定仪器可靠、成本低。
附图说明
提供以下附图和附图说明以便有助于理解本发明的特征和优点，其中：
图1是一理论计算曲线，其描绘了SC随HF含量变化，其中VSF6/VH2O＝20。
图2-1描绘了在25℃和VSF6/VH2O值为20的条件下，在0-0.5μl/L取值范围内，六氟化硫气体中特征故障气体(以HF计，μl/L)与水样电导率(SC，μS/cm)之间的理论计算关系曲线或标准工作曲线和曲线的拟合方程。即表示气相痕量HF转入纯水后的SC值(25℃)影响(VSF6/VH2O＝20)。
图2-2描绘了在25℃和VSF6/VH2O值为100的条件下，在0-0.1μl/L取值范围内，六氟化硫气体中特征故障气体(以HF计，μl/L)与水样电导率(SC，μS/cm)之间的理论计算关系曲线或标准工作曲线和曲线的拟合方程。即表示气相痕量HF转入纯水后的SC值(25℃)影响(VSF6/VH2O＝100)。
图3描绘了文献报道的DPD方法的特征故障气体与检测响应之间的关系曲线。图中，横坐标“calculated concentration”表示计算的浓度，纵坐标“detector response”表示检测器响应值，图中“ideal response”表示理想响应。
图4表示本发明方法、系统或集成装置的一个实施方案在取样时的工作流程示意图。图中待测SF6电气设备、减压稳压器、和气体取样器三者依次连接进行取样。这时，气体取样器与电导率测定装置部分断开。
图5表示本发明方法、系统或集成装置的一个实施方案在测定电导率时的工作流程示意图。图中气体取样器和包括气体混合泵的电导率测定装置部分连通，并且通过该混合泵的持续工作使气体在回路中进行循环。图中气体取样器与减压稳压器断开。
具体实施方式
通过下面的实施例或实验例可以对本发明进行进一步的描述，然而，本发明的范围并不限于下述实施例或实验例。本领域的技术人员能够理解，在不背离本发明的精神和范围的前提下，可以对本发明进行各种变化和修饰。
本发明对试验中所使用到的材料以及试验方法进行一般性和/或具体的描述。虽然为实现本发明目的所使用的许多材料和操作方法是本领域公知的，但是本发明仍然在此作尽可能详细描述。
根据本发明，电导率测定在恒温和温度测定校正的条件下的电导率测定池中进行；待测气体定容取样也在恒温、恒压条件下进行，并按理想气体方程进行标准化校正。按发明精神和原理建立的一种测定装置/系统和各操作步骤的流程示意图见图4和图5。在具体实施中，参考图4和图5，主要操作步骤和内容如下：
1、经恒温的电导率测定池清洗后取入定量纯水，并测定该纯水的电导率(即初始值，记为SC0)，确认其纯度；
2、用待测气体清洗后的恒温、恒压的定容取样器，对待测气体取样(确定气体的体积V)，并同时测定待测气体的温度T1、压力P；
3、将恒温电导率测定池与恒温、恒压的定容取样器接通，通过混合泵的工作将样品气体反复与纯水交换，使特征故障气体在纯水中充分溶解和/或反应以达到平衡；
4、在气-水循环交换平衡后测定水溶液的电导率值(即平衡值，记为SC1)，同时测定气-水循环交换平衡后水溶液的温度T2，至SC上升至稳定确认达到平衡；
5、用T2校正水样SC至标准温度值(例如25摄氏度)，由T1、P校正V至标准体积，计算得到待测气故障气体总含量。
实施例1
使系统恒温于25℃。主要器材或材料包括：减压稳压器、电导率测定池(简称为SCC)、电导率测定仪、气体取样器、隔膜式混合泵、纯水(含容器，纯水电导率值接近于理论值0.055uS/cm)。主要操作步骤如下：
1)用纯水冲洗SCC，直至出水合格，向电导率测定池中定量加入纯水10ml，测定纯水的SC0。
2)从待测SF6电气设备引出的待测气体经减压稳压器稳压至0.1MPa后，用该气体冲洗恒温于25℃的气体取样器，然后用该取样器定量取样气体200ml，并测定P、T1，将气量按理想气体方程式换算至标准状态。
3)使气体取样器与SF6电气设备和减压稳压器分离，再将气体取样器与SCC连接。
4)气体取样器样品气体经隔膜泵通过SCC循环，使水充分吸收气体中待测成分。
5)测定该水溶液的SC1、T2，直至测定值上升至稳定值，将SC换算至标准状态(如25℃)。结合标准气量体积，计算得到故障气体总含量，表示为ul/L HF。
配制总压力0.1MPa的含有HF 0.10ul/L+SO2 0.10ul/L的标准SF6气体，按上述条件和过程试验测定，平行数据如表2。平均偏差小于10％。
表2.实施例1的测定数据和处理
注：＊表示实际测定温度下的试验结果；＊＊表示换算至标准温度25℃下的结果。
实施例2
使系统恒温于25℃。主要器材或材料包括：减压稳压器、电导率测定池(简称为SCC)、电导率测定仪、气体取样器、隔膜式混合泵、纯水(含容器，纯水电导率值接近于理论值0.055uS/cm)。主要操作步骤如下：
1)用纯水冲洗SCC，直至出水合格，向电导率测定池中定量加入纯水10ml，测定纯水的SC0。
2)从待测SF6电气设备引出的待测气体经减压稳压器稳压至0.1MPa后，用该气体冲洗恒温于25℃的气体取样器，然后用该取样器定量取样气体1000ml，并测定P、T1，将气量按理想气体方程式换算至标准状态。
3)使气体取样器与SF6电气设备和减压稳压器分离，再将气体取样器与SCC连接。
4)气体取样器样品气体经隔膜泵通过SCC循环，使水充分吸收气体中待测成分。
5)测定该水溶液的SC1、T2，直至测定值上升至稳定值，取样器隔离SCC；如试验SC值增量太小(如＜0.01uS/cm)，表明故障气体含量极低，可再次取样，继续测定。
6)再次取样测定操作按步骤2)-5)进行。
7)将SC换算至标准状态(如25℃)。结合标准气量体积(如再次取样，体积应标准化后合计)，计算得到故障气体总含量，表示为ul/L HF。
配制总压力0.1MPa的含有HF 0.0100ul/L+SO20.0100ul/L的标准SF6气体，按上述条件过程试验。平行数据如表3。平均偏差小于15％。
表3.实施例2的测定数据和处理
注：＊表示实际测定温度下的试验结果；＊＊表示换算至标准温度25℃下的结果。
以上通过实施例1和2说明，在气/水比分别为20和100时本发明方法是非常有效的。本发明人还发现在其它气/水比条件下(例如气/水比为10、30、50、80、200等)测定时，均可得到良好的结果。发明人还发现，对于在六氟化硫气体中的特征故障气体含量有较大不同的情况下，可以容易地通过改变气/水比而使测定获得需要的灵敏度，例如，在特征故障气体含量较低的情况下，可通过采用较大的气/水比进行测定，反之采用较小的气/水比进行测定。
实施例1和例2以典型条件证明了本发明原理的合理性、测定装置步骤的可操作性，以及测定数据灵敏度和重现性的先进性。
Claims (45)
1.测定六氟化硫电气设备中的特征故障气体的方法，其包括以下步骤：
i)用气体取样装置从待检测的六氟化硫电气设备中定量采取六氟化硫气体样品；
ii)使步骤i)采取的六氟化硫气体样品通过电导率测定装置，该电导率测定装置包括含有定量纯水的电导率测定池和电导率测定仪，所述六氟化硫气体样品通过该电导率测定池中的纯水；
iii)测定气体通过并吸收气体中特征故障气体成分后的水的电导率；和
iv)根据所测得的电导率确定六氟化硫气体样品中的特征故障气体的量；
其中，所述的气体取样装置采集的气体量与电导率测定装置中使用的纯水量的比为1～2500；
其中，所述的气体取样装置采集的气体量为有效内腔体积所容纳的气体量，单位为mL；纯水量单位为mL；所述的气体取样装置采集的气体量与电导率测定装置中使用的纯水量的比称为“气/水比”；并且
还包括获得取样气体中特征故障气体浓度与电导率之间的函数曲线的步骤，特征故障气体浓度-电导率的函数曲线是通过已知的HF和/或H2SO3的极限当量电导并考虑水的电离贡献计算得到的；或者特征故障气体浓度-电导率的函数曲线是通过用一系列含有不同浓度的HF和/或H2SO3的标准六氟化硫气体用电导率测定装置测定电导率，再通过该电导率与特征故障气体的标准浓度绘制标准工作曲线而得到的。
2.根据权利要求1的方法，其还包括在用气体取样装置对六氟化硫气体样品进行取样之前，使用气体减压稳压装置对该六氟化硫气体样品进行减压和/或稳压处理。
3.根据权利要求1的方法，其还包括在使六氟化硫气体样品通过电导率测定装置的过程中，使用泵气装置使气体流过电导率测定池的纯水。
4.根据权利要求2的方法，其中所述的气体减压稳压装置包括两个接口，其中一个接口与待检测的六氟化硫电气设备连接。
5.根据权利要求1的方法，其中所述的气体取样装置的两端分别包括一个接口，在两个接口均封闭时，其间形成一个用于定量采集气体的有效内腔体积。
6.根据权利要求2的方法，其中所述的六氟化硫气体样品经减压和/或稳压处理后，达到0.08～0.12MPa的压力。
7.根据权利要求2的方法，其中所述的六氟化硫气体样品经减压和/或稳压处理后，达到0.09～0.11MPa的压力。
8.根据权利要求2的方法，其中所述的六氟化硫气体样品经减压和/或稳压处理后，达到0.95～0.105MPa的压力。
9.根据权利要求2的方法，其中所述的六氟化硫气体样品经减压和/或稳压处理后，达到0.09MPa、0.092MPa、0.095MPa、0.098MPa、0.10MPa、0.102MPa、0.105MPa、0.108MPa、或0.11MPa的压力。
10.根据权利要求1的方法，其中所述的气体取样装置具有20～5000mL的有效内腔体积。
11.根据权利要求1的方法，其中所述的气体取样装置具有50～2000mL的有效内腔体积。
12.根据权利要求1的方法，其中所述的气体取样装置具有50～1500mL的有效内腔体积。
13.根据权利要求1的方法，其中所述的气体取样装置具有50～1000mL的有效内腔体积。
14.根据权利要求1的方法，其中所述的气体取样装置具有50mL、100mL、150mL、200mL、250mL、300mL、350mL、400mL、500mL、600mL、750mL、900mL、或1000mL的有效内腔体积。
15.根据权利要求1的方法，其中所述的电导率测定装置中使用的纯水具有小于0.08uS/cm，大于或等于0.055uS/cm的电导率，所述电导率为25℃下的电导率。
16.根据权利要求1的方法，其中所述的电导率测定装置中使用的纯水具有小于0.07uS/cm，大于或等于0.055uS/cm的电导率，所述电导率为25℃下的电导率。
17.根据权利要求1的方法，其中所述的电导率测定装置中使用的纯水具有小于0.065uS/cm，大于或等于0.055uS/cm的电导率，所述电导率为25℃下的电导率。
18.根据权利要求1的方法，其中所述的电导率测定装置中使用的纯水具有小于0.06uS/cm，大于或等于0.055uS/cm的电导率，所述电导率为25℃下的电导率。
19.根据权利要求1的方法，其中所述的电导率测定装置中使用的纯水具有0.065uS/cm、0.060uS/cm、0.056uS/cm、或0.055uS/cm的电导率，所述电导率为25℃下的电导率。
20.根据权利要求1的方法，其中所述的电导率测定装置中使用的纯水的量为2～200mL。
21.根据权利要求1的方法，其中所述的电导率测定装置中使用的纯水的量为5～200mL。
22.根据权利要求1的方法，其中所述的电导率测定装置中使用的纯水的量为5～150mL。
23.根据权利要求1的方法，其中所述的电导率测定装置中使用的纯水的量为5～100mL。
24.根据权利要求1的方法，其中所述的电导率测定装置中使用的纯水的量为10～100mL。
25.根据权利要求1的方法，其中所述的电导率测定装置中使用的纯水的量为5mL、10mL、15mL、20mL、25mL、30mL、50mL、60mL、70mL、80mL、90mL、或100mL。
26.根据权利要求1-25任一项的方法，其特征在于，气/水比为2～500。
27.根据权利要求1-25任一项的方法，其特征在于，气/水比为5～250。
28.根据权利要求1-25任一项的方法，其特征在于，气/水比为5～200。
29.根据权利要求1-25任一项的方法，其特征在于，气/水比为5～150。
30.根据权利要求1-25任一项的方法，其特征在于，气/水比为10～100。
31.根据权利要求1-25任一项的方法，其特征在于，气/水比为10、20、30、50、75、或100。
32.根据权利要求1-25任一项的方法，其中，各装置被维持在20℃～30℃之间的恒定温度下。
33.根据权利要求1-25任一项的方法，其中，各装置被维持在22℃～28℃之间的恒定温度下。
34.根据权利要求1-25任一项的方法，其中，各装置被维持在23℃～27℃之间的恒定温度下。
35.根据权利要求1-25任一项的方法，其中，各装置被维持在24℃～26℃之间的恒定温度下。
36.根据权利要求1-25任一项的方法，其中，各装置被维持在23℃、24℃、25℃、26℃、或27℃的恒定温度下。
37.根据权利要求1-25任一项的方法，其中，各操作步骤是在20℃～30℃之间的恒定温度下进行。
38.根据权利要求1-25任一项的方法，其中，各操作步骤是在22℃～28℃之间的恒定温度下进行。
39.根据权利要求1-25任一项的方法，其中，各操作步骤是在23℃～27℃之间的恒定温度下进行。
40.根据权利要求1-25任一项的方法，其中，各操作步骤是在24℃～26℃之间的恒定温度下进行。
41.根据权利要求1-25任一项的方法，其中，各操作步骤是在23℃、24℃、25℃、26℃、或27℃的恒定温度下进行。
42.根据权利要求1-25任一项的方法，其中，在用气体取样装置采集气体样品时，还包括获得待测气体样品的体积、温度和压力。
43.根据权利要求1-25任一项的方法，其中，气体在气体取样装置与电导率测定装置之间形成的回路中循环至水溶液的电导率达到平衡。
44.根据权利要求1-25任一项的方法，其中，在使气体在气体取样装置与电导率测定装置之间形成的回路中循环至水溶液的电导率达到平衡时，获得该水溶液的电导率、温度参数。
45.根据权利要求1-25任一项的方法，其中，使所测定的电导率值换算为25℃，1atm下对应的电导率值，纯水的电导率值和循环平衡后水溶液的电导率值均进行换算。
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