sf6微量水分测试仪工作原理及标准规程

为什么必须测量SF₆气体中的水分？

SF₆气体是高压电气设备（如GIS、断路器）的“血液”，其绝缘和灭弧性能卓越，但对水分极为敏感。水分超标会带来灾难性后果：

绝缘劣化：在电弧高温下，水分与SF₆分解物反应生成氢氟酸、硫酸等强腐蚀性物质，严重腐蚀金属和绝缘件，导致绝缘强度永久性下降。

设备腐蚀：上述酸类会侵蚀设备内部，破坏密封和机械结构。

凝露风险：低温时，过量水分可能凝结成液态水或冰，附着在绝缘表面，极易引发沿面闪络，造成接地或短路爆炸。

影响灭弧：改变气体介质特性，降低开关的开断能力。

因此，国际和国内标准对SF₆气体中的水分含量有着严苛到“ppm级”（百万分之一）的限制。

主流测量原理

SF₆微水仪的核心技术主要有以下几种，各有千秋：

1. 电解法（库仑法）

这是经典的绝对测量法。气体流过涂有五氧化二磷的电解池，水分被完全吸收并电解，电解电流与水分含量严格成正比。其最大优点是精度高、无需校准，但响应较慢，且不适合测量高湿度气体，电解池也怕污染。常用于实验室基准分析。

2. 阻容法（高分子薄膜电容法）

这是目前现场测试最主流、最常用的技术。它利用一个特制的聚合物薄膜电容传感器，当气体中的水分子被薄膜吸收后，会改变其介电常数，从而引起电容值的变化。此法响应速度极快、灵敏度高、抗干扰强、体积小巧便携，非常适合现场快速检测。缺点是需定期校准。

3. 冷镜法（露点法）

这是国际公认的基准方法。原理是让气体流经一个可冷却的镜面，当镜面温度降到使水蒸气结露（或凝霜）时，通过光电检测确定该温度，即为露点温度。其精度最高，可直接溯源，但设备昂贵、操作复杂、维护要求高，主要用于实验室或作为高级校准设备。

4. 石英晶体振荡法

利用吸湿性涂层覆盖的石英晶体，水分子吸附导致晶体质量增加，振荡频率下降。此法对极低湿度测量非常灵敏，但传感器非常脆弱，易受污染，多用于半导体等特殊工业领域。

小结：对于电力行业现场工作，阻容法仪器凭借其出色的综合性，已成为绝对的首选。

sf6微量水分测试仪构成与关键部件

一台典型的现场用微水仪通常包括：

核心：传感器单元（如阻容传感器）。

命脉：气路系统，包括进气/出气快接接头、流量调节阀和流量计、过滤油污和颗粒的过滤器、压力表。

大脑：控制显示单元，带有微处理器、屏幕和按键，用于设置、计算和显示结果。

辅助：部分仪器内置微型泵，用于自动采样和吹扫。还具备数据存储和导出功能。

核心参数与单位

测量范围：通常覆盖 0 至 2000 ppmᵥ（体积比百万分之一），或对应的露点温度范围（如-80℃ ~ +20℃）。

精度：通常表示为满量程的百分比（如±2% FS）或绝对误差（如±1.0 ppm）。

响应时间：指读数达到真实值90%所需的时间，好的现场仪器能在几分钟内稳定。

显示单位：最常用的是 ppmᵥ 和 露点温度（℃），两者可根据公式换算。

遵循的标准

测试必须依据规程，主要标准有：

新气标准：GB/T 12022规定，新SF₆气体水分含量不得高于5ppmᵥ。

运行中气体标准：DL/T 596《预防性试验规程》是主要依据。它根据设备类型区分，例如：断路器室等有电弧的隔室要求更严（如≤300 ppmᵥ），而母线筒等无电弧隔室要求稍宽（如≤500 ppmᵥ）。实际执行时必须查阅最新有效版本。