CN105424419A - 一种sf6中间分解产物分离装置及其使用方法 - Google Patents

一种sf6中间分解产物分离装置及其使用方法 Download PDF

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赵锋
霍明霞
李胜利
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Abstract

本发明公开了一种SF6中间分解产物分离装置及其使用方法，包括U形管，U形管一端口连接进气主管，另一端连接出气主管，进气主管连接有并列设置的待采样混合气入口分管和氮气入口分管，待采样混合气入口分管上和氮气入口分管上分别按顺序设有阀门和流量计；出气主管连接有并列设置的吸附单元分管和收集分管，吸附单元分管前段和收集分管前段上分别设有控制阀门；U形管置于可控温冷阱内，可控温冷阱置于被绝热材料层填充的容器内；U形管内填充有吸附剂，收集分管末端连接有收集袋，吸附单元分管的后段设有吸附室。使用方法包括吸附过程、脱附过程和重复脱附过程。本发明的有益效果为：利用SF6及其分解产物具有不同的沸点温度的特性，采用本发明的装置及使用方法，有效实现SF6及其中间分解产物的精准分离取样，为后续精确测量奠定基础。

Description

一种SF6中间分解产物分离装置及其使用方法
技术领域
本发明涉及电工测量及检测技术领域，尤其涉及一种SF6中间分解产物分离装置及其使用方法。
背景技术
SF6是一种优良的绝缘介质和灭弧介质，它具有无毒、不可燃、绝缘强度高和灭弧能力远远超过一般电介质的特点，在均匀电场中SF6气体的绝缘强度为气压相同的空气的2、5倍左右，同时SF6气体的灭弧能力为空气的数十倍。随着电力需求量的不断增长和环境保护日益受到人们的关注，SF6气体也越来越多的应用于高压电器设备中，尤其用作气体绝缘开关装置中。但是如果气体绝缘开关装置内部发生放电故障，故障区域的SF6气体和固体绝缘材料在热和电的作用下将分解，乃至造成事故，影响电力生产的正常运行。因此需要对SF6中间分解产物进行分析，以对设备内部故障进行诊断和状态分析；传统的分析方法是采用气相色谱或气质联用仪器，因SF6及其分解产物均属高电负性气体，配用灵敏的电子捕获检测器（ECD）最为合适。但由于SF6相对于分解产物浓度高很多,采用常规色谱柱分离技术，难以实现有效分离，SF6出峰会严重覆盖低浓度分解产物的峰，分解产物检测分辨率很低，难以获得有效测量结果。
发明内容
本发明的目的是要提供一种分离效果好，使用方便的SF6中间分解产物分离装置及其使用方法。
为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：一种SF6中间分解产物分离装置，包括U形管，所述的U形管一端口连接进气主管，另一端连接出气主管，所述的进气主管连接有并列设置的待采样混合气入口分管和氮气入口分管，所述的待采样混合气入口分管上和氮气入口分管上分别按顺序设有阀门和流量计；所述的出气主管连接有并列设置的吸附单元分管和收集分管，所述的吸附单元分管前段和收集分管前段上分别设有控制阀门；所述的U形管置于可控温冷阱内，可控温冷阱置于被绝热材料层填充的容器内，所述的可控温冷阱连接有控制器；所述的U形管内填充有吸附剂，所述的收集分管末端连接有收集袋，所述的吸附单元分管的后段设有吸附室。
进一步，所述的吸附剂为PorapakQ。
进一步，所述的PorapakQ的为目数50/80、80/100、100/120的一种或几种的混合物。
进一步，所述的吸附室内设有活性炭吸附剂。
进一步，所述的可控温冷阱的温度控制范围为-65℃—50℃。
一种SF6中间分解产物分离装置的使用方法，分为三步：
第一步，吸附过程：启动装置，首先将温度设置在-50℃，稳定后打开第一阀门和第三控制阀门，在待采样混合气入口分管通入待采样气体，第一流量计记录气流量，待采样气体进入置于可控温冷阱中的U型管，沸点高于-50℃的气体进入U型管后液化成液体，并被U形管内的吸附剂吸附，SF6气体沸点低于-50℃，可以顺利通过U型管，进入吸附室内被吸附；
第二步，脱附分离过程：待采样气体被U型管中的吸附剂吸附饱和后，关闭第一阀门2和第三控制阀门11，之后将可控温冷阱8的温度升高到下一个待分离气体的沸点温度，静止一段时间后，打开第二阀门5和第四控制阀门，氮气入口分管的进气口通入氮气，沸点低于设定温度的气体气化，随氮气进入收集袋；沸点高于设定温度的气体继续呈液态富集在U型管中的吸附剂上；
第三步，根据待采样气体的沸点从低到高依次设定可控温冷阱8的温度，重复第二步，实现不同气体的可控脱附，并使用不同的气体收集袋进行收集，进而达到SF6中间分解产物的分离。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：利用SF6及其分解产物具有不同的沸点温度的特性，采用本发明的装置及使用方法，有效实现SF6及其中间分解产物的精准分离取样，为后续精确测量奠定基础。
附图说明
图1为本发明的结构示意简图。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
如图1所示的一种SF6中间分解产物分离装置，包括U形管7，所述的U形管7一端口连接进气主管17，另一端连接出气主管18，所述的进气主管17连接有并列设置的待采样混合气入口分管1和氮气入口分管4，所述的待采样混合气入口分管1上设有第一阀门2和第一流量计3，氮气入口分管4上设有第二阀门5和第二流量计6；所述的出气主管18连接有并列设置的吸附单元分管14和收集分管19，所述的吸附单元分管14前段设有第三控制阀门11，收集分管19前段设有第四控制阀门12；所述的U形管7置于可控温冷阱8内，可控温冷阱8置于被绝热材料层9填充的容器10内，所述的可控温冷阱8连接有控制器16；所述的U形管7内填充有吸附剂，所述的收集分管19末端连接有收集袋15，所述的吸附单元分管14的后段设有吸附室13。吸附剂为PorapakQ。PorapakQ的为目数50/80、80/100、100/120的一种或几种的混合物。吸附室13内设有活性炭吸附剂。可控温冷阱8的温度控制范围为-65℃—50℃。
在具体实施的时候，分两步：
第一步，吸附过程：SF6及其分解产物的沸点如表1所示，不同气体，低于沸点温度，气体呈液态。装置启动后，首先将温度设置在-50℃，稳定后打开第一阀门2和第三控制阀门11，通入待采样气体，第一流量计3记录气流量，待采样气体进入置于可控温冷阱8中的U型管7，沸点高于-50℃的气体进入U型管7后液化成液体，并被PorapakQ吸附剂吸附，SF6气体沸点低于-50℃，可以顺利通过U型管7。待采样气体通气时间根据SF6分解产物浓度进行调整。SF6分解产物浓度高，通气时间短；SF6分解产物浓度低，通气时间长。
第二步脱附分离过程。U型管7中吸附到一定程度后，关闭第一阀门2和第三控制阀门11，首先将可控温冷阱8的温度升高到下一个待分离气体的沸点温度，静止一段时间后，打开第二阀门5和第四控制阀门12，氮气入口分管4的进气口通入高纯氮气，通气流量根据气体收集袋15体积和脱附时间确定，第二阀门5控制高纯氮气流量，第二流量计6显示高纯氮气流量。经过上述操作，沸点低于设定温度的气体气化，随高纯氮气进入收集袋；沸点高于设定温度的气体继续呈液态富集在U型管7中的吸附剂上。
第三步，根据待采样气体的沸点从低到高依次设定可控温冷阱8的温度，重复第二步，实现不同气体的可控脱附，并使用不同的气体收集袋进行收集，进而达到SF6中间分解产物的分离。
表1SF6及其中间分解产物的沸点
本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种SF6中间分解产物分离装置，其特征在于：包括U形管，所述的U形管一端口连接进气主管，另一端连接出气主管，所述的进气主管连接有并列设置的待采样混合气入口分管和氮气入口分管，所述的待采样混合气入口分管上设有第一阀门和第一流量计，氮气入口分管上设有第二阀门和第二流量计；所述的出气主管连接有并列设置的吸附单元分管和收集分管，所述的吸附单元分管前段上有第三控制阀门，收集分管前段上设有第四控制阀门；所述的U形管置于可控温冷阱内，可控温冷阱置于被绝热材料层填充的容器内，所述的可控温冷阱连接有控制器；所述的U形管内填充有吸附剂，所述的收集分管末端连接有收集袋，所述的吸附单元分管的后段设有吸附室。
2.根据权利要求1所述的SF6中间分解产物分离装置，其特征在于：所述的吸附剂为PorapakQ。
3.根据权利要求2所述的SF6中间分解产物分离装置，其特征在于：所述的PorapakQ的为目数50/80、80/100、100/120的一种或几种的混合物。
4.根据权利要求1所述的SF6中间分解产物分离装置，其特征在于：所述的吸附室内设有活性炭吸附剂。
5.根据权利要求1所述的SF6中间分解产物分离装置，其特征在于：所述的可控温冷阱的温度控制范围为-65℃—50℃。
6.一种如权利要求1-5所述的SF6中间分解产物分离装置的使用方法，其特征在于：分为三步：
第一步，吸附过程：启动装置，首先将温度设置在-50℃，稳定后打开第一阀门和第三控制阀门，在待采样混合气入口分管通入待采样气体，第一流量计记录气流量，待采样气体进入置于可控温冷阱中的U型管，沸点高于-50℃的气体进入U型管后液化成液体，并被U形管内的吸附剂吸附，SF6气体沸点低于-50℃，可以顺利通过U型管，进入吸附室内被吸附；
第二步，脱附过程：待采样气体被U型管中的吸附剂吸附饱和后，关闭第一阀门2和第三控制阀门11，之后将可控温冷阱8的温度升高到下一个待分离气体的沸点温度，静止一段时间后，打开第二阀门5和第四控制阀门，氮气入口分管的进气口通入氮气，沸点低于设定温度的气体气化，随氮气进入收集袋；沸点高于设定温度的气体继续呈液态富集在U型管中的吸附剂上；
第三步，根据待采样气体的沸点从低到高依次设定可控温冷阱8的温度，重复第二步，实现不同气体的可控脱附，并使用不同的气体收集袋进行收集，进而达到SF6中间分解产物的分离。
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