新《电力行业标准》GB8905-六氟化硫电气设备中气体管理和检测导则8.pdf

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1、 中华人民共和国国家标准中华人民共和国国家标准 六氟化硫电气设备中气体六氟化硫电气设备中气体 GB 890588 管管 理理 和和 检检 测测 导导 则则 The guide for processing and measuring SF6 gas in power apparatus 中华人民共和国水利电力部中华人民共和国水利电力部 1988-03-30 批准批准 1988-10-01 实施实施 1 主题内容与适用范围 1.1 本导则主要是为充六氟化硫电气设备的使用部门提供设备中的气体的管理和检验的方法。在工业六氟化硫产品国家标准实施之前，本导则可用于使用部门对新气的检测。图 1 六氟化硫的

2、饱和蒸汽压曲线 1.2 本导则是一个通用导则，对电气设备中六氟化硫气体检验和管理的一些特殊问题，将由电气设备制造厂和用户双方商订。1.3 本导则也包括了对六氟化硫气体的生产部门和电气设备制造部门提出的一些要求，这些部门在制订各自的有关标准时应满足这些要求。2 六氟化硫气体的一般性质 2.1 物理性质 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。六氟化硫气体在通常的室温和压力下呈气态，在 20和 101325Pa 时的密度为 6.08g/L，约为空气密度的 5 倍。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

3、曲线如图 1 所示。纯净的六氟化硫气体是无色、无嗅、无毒和不可燃的。2.2 电气性质 2.2.1 六氟化硫是电负性气体(有吸收自由电子的倾向)，具有良好的灭弧性能及高耐电压强度。耐电压强度是受试验或使用条件影响的，在一个大气压力下，均匀电磁场中，六氟化硫的耐电压强度约为氮气的 2.5 倍。2.2.2 纯净的六氟化硫是一种惰性气体，当温度约为 180时，它与电气结构材料的相容性和氮气相类似。设备中的放电会造成纯净六氟化硫气体的分解，其分解产物与结构材料是不相容的。2.2.3 六氟化硫气体在电弧作用下会产生分解现象，当温度高达 4000K 以上，绝大部分分解产物为硫和氟的单原子。电弧熄灭后，绝大部

4、分分解产物又结合成稳定的六氟化硫分子，然而有极少部分在重新结合的过程中与游离的金属原子及水发生化学反应，产生金属氟化物和硫的低价氟化物。3 杂质的种类及其影响 3.1 杂质的种类 从运行的电气设备中取出的六氟化硫含有多种杂质。由于制造工艺过程的结果，其中一些杂质在新气体中原来就已经存在。新气杂质的性质及其容许含量应符合表 1 所规定的质量标准。其他杂质可能是设备运行时由于放电作用而产生的。电器内部残留水分的扩散可能会使空气和水的含量超过新气体相应的初始数值。放电使某些六氟化硫分解，其结果可能产生低氟化物及其他气体以及固体分解产物。表 1 六氟化硫质量标准 杂 质 或 杂 质 组 合 规定值(重

5、量比)杂 质 或 杂 质 组 合 规定值(重量比)空气(N2+O2)0.05%可水解氟化物(以 ppmHF计)1.0ppm 四氟化碳(CF4)0.05%矿物油 10ppm 水份 8ppm 纯度 99.8%酸度(以 ppmHF 计)0.3pmm 毒性生物试验 无 毒 3.2 杂质的影响 某些杂质(例如氮)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故。例如，水、酸性杂质和氧(特别是当混合在一起时)会促进腐蚀并导致机械功能失灵；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，这些杂

6、质的含量必须限制，以防止腐蚀、结露。3.3 杂质的容许含量 关于使用不纯气体的容许(杂质)极限并没有明确的规定，因为它们在很大程序上是取决于电气设备的设计和安装位置的下述各种情况：最小的闪络距离、漏电路径的长度，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，等等。制造厂应分别规定每一种杂质含量最高值达到多少时就必须处理或更 换(待定)。3.4 毒性杂质 新六氟化硫是无毒、无色的，并且没有气味。然而，虽然它是无毒的，却不能维持生命，在装有六氟化硫设备的地方，没有进行适当的通风以前不得进入。由于这种气体比重大，在缺乏通风时，管沟中、密闭的小室中等可能全部为这种气体所充满，而工作人员必须

7、知道在这类地方有窒息的危险。这些地方应该使用氧量仪测定氧气含量，空气中氧含量应大于 18%。当六氟化硫用于电气设备内时，无论是在故障情况下或是在正常的电弧遮断情况下，它都能被分解而产生硫-氟气体和金属氟化物的粉末。已有的经验表明，工作人员暴露在即使是非常小量的分解产物的气体中，都会造成刺鼻的或讨厌的气味对鼻、口及眼等的刺激明显的征兆。这种反应远在有任何明显的中毒反应之前几秒钟内就会产生。如闻到刺激性的或不舒服的气味，操作人员应立即跑到新鲜空气中。在正常情况下，可用抽真空处理排除所有的气体。如果经过抽真空处理后仍然有刺鼻的或讨厌的气味存在而又必须在设备上工作时，则必须戴上防毒用具及呼吸器。在某些

8、设备中装有过滤器以便吸附气体的分解物。在着手拆卸过滤器之前，操作人员必须按照制造厂家的说明书操作。在对设备内部检查时，工作人员必须采取防护措施，以避免接触气体分解产物。若有显著量的粉尘时，建议使用防毒面具(最好是装活性碳的过滤器)。眼晴应用工业型的防尘眼镜保护(粉尘有时会腐蚀防尘护目眼镜的玻璃)。戴上橡皮手套以避免对皮肤的刺激。4 取样方法 4.1 概要 取样的目的是为了能够得到能代表设备内部大部分物质的样品。在一般情况下，六氟化硫是以气体状态存在的，因而采到的是气体样品。然而，大部分或者甚至是绝大部分的六氟化硫会是液体，则可用液体试样，但应采取适当措施，以保证不会有液体六氟化硫残留在两个关闭

9、的阀门之间。气体试样应是在足够的气体循环下得到的有代表性的样品，不应经过设备内部的过滤器抽取。当在设备检修的同时需要取样而又必须将设备中的气体排入容器中时(该容器中的气体最后还是要装回到设备中去的)，则可以从该容器中取试样。4.2 取样容器 虽然最理想的是从被检查的设备中将样品直接通入分析装置，但在安装现场通常是不可能进行分析的。在这种情况下，就需要采用由惰性材料制成的容器。当所取的样品是液态时，取样容器必须经受得起 70106Pa 的试验压力，并且不准完全充满。在温和的气候条件下建议采用最大充气比为 1kg/L，取样容器在充气前充气后要称重。取样容器的大小必须使六氟化硫的体积能满足所进行试验

10、项目的需要。取样容器的脏污将会使被测试样中的杂质增加。因此，取样瓶不得用于盛装除六氟化硫外的其他物质；用过以后，必须打开阀门将其加热至 100，并用真空泵抽空，清除杂质。然后将容器至少要用新的氟化硫交替充入和排空两次，最后注入稍高于大气压的新六氟化硫贮存，供下次取样用。在取样前，必须用真空泵抽空，并且最好是在工作现场进行，如果不方便的话，提前抽真空的时间应尽量缩短。在可能做到的情况下，用一部分要取的样品冲洗容器。4.3 取样管及连接 取样管从被取样设备或取样容器连接到分析装置，连接管的内径为 36mm，长为 12m 的不锈钢管。接头应为全金属型，例如压接型或焊接型的。管子的内部应清洗干净，所有

11、的油脂、焊药等都应清除尽。卸掉取样点的盖、塞子等，根据当时的情况用一块干布将能看得见的水擦 干。用工业热风或风机对取样点吹 1015min，把取样接头接到取样点上，检查管路是否密封完好，并在取样前用六氟化硫液体缓和地冲洗取样管，然后方能连接取样。另一种方法是用图 2 所示的装置以新六氟化硫冲洗取样管。图 2 取样连接示意 5 气体的鉴别 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，可以用以下方法鉴别。5.1 密度的测定 称量已知体积的气体的重量。在室温下，对空球管(玻璃球管，两端装真空活塞，容积一般是 100mL)及充满蒸馏水的球管，先后称重，准确至0.

12、1g；从二者的差就可得知水的重量，并从而得知该温度下球管的容积。再将 SF6气体充入该空球管中，可称出已知体积的气体的重量，进而得出室温下气体的密度。5.1.1 操作步骤 将球管干燥，然后抽空称重，准确至0.20mg，将球管冷却至比环境温度稍低一点，再用六氟化硫充满球管。让充满气体的球管保持在室温，然后很快打开活塞，使球管中的气体与大气压力平衡。记下当时的温度和气压，再称球管重量。在充气过程中应以 5 L/min 的速度进行充气。充气时间 1 min，保证气体充满球管。在抽真空和充六氟化硫气体时，必须注意安全防护。5.1.2 计算 =100021mmV (1)式中 密度，kg/m3 m2球管中

13、充满六氟化硫气体时的重量，g；m1抽空的球管重，g；V气体的体积，从调节球管压力时的温度和压力校正到基准温度和压力(例如 20和 101 325Pa)，mL。校正公式：VtpV+=273293325101 (2)式中 V测量球管的容积，mL；p温度为 t 时的压强，Pa；t球内气体温度，。5.2 简易密度测定法 用 100mL 针筒，在针筒上装一个限位器，充新六氟化硫气体，称重多次，求平均值。针筒先用被测气体反复洗 23 次，吸入 100mL 被测气体，称重，所得的重量值在新六氟化硫气体重量平均值的误差范围之内，便可认定该被测气体为六氟化硫气体。6 设备中六氟化硫气体的安全管理 6.1 设备解

14、体时对六氟化硫的安全管理 六氟化硫气体在电弧作用下，分解成气态和固态的副产物，这些产物是有毒的、有腐蚀性的，在操作时必须注意安全。6.1.1 设备解体前，通过气体回收装置将 SF6气体全部回收，回收的 SF6气体应装入有明显标记的容器内准备进一步处理。设备解体后，可用干燥氮气对残余六氟化硫气体置换几次，残余气体应经吸附剂或 10%氢氧化钠溶液处理后排放到不影响人员安全的地方。图 3 设备打开后，应放置一定时间后再进一步作业；使用前必须用吸尘器将粉尘吸干净。操作人员工作场所应强力通风，以清除设备中的残余气体。六氟化硫电气设备内部含有有毒的或腐蚀性的粉末，有些粉末以固态附着在设备内及元件的表面，要

15、仔细地将这些粉末彻底清理干净，清理用过的物品用浓度约 20%的氢氧化钠水溶液浸泡后埋掉。6.1.2 检修操作人员与分解气体和粉尘接触时，应该穿耐酸质料的衣裤相连的工作服，戴塑料或软胶手套，戴装活性碳的防毒呼吸器。操作人员工作完毕后应注意清洗。6.1.3 全封闭六氟化硫电器发生故障造成气体外逸时，人员应立即撤离现场，并立即采取强力通风，换气控制不得少于 15 min 一次。在事故发生 4h 内，任何人员进入室内必须穿防护服、戴手套及防毒面具。4h 后进入室内虽然可不用上述措施，但在清扫现场时必须用上述安全防护措施。故障时，若有人被外逸气体侵袭，应立即给他脱掉工作服，送医院诊治。6.2 吸附剂的管

16、理 设备内装吸附剂的种类、用量及处理，应符合制造厂规定。6.2.1 吸附剂的安装 吸附剂在安装前原则上应按规定进行活化处理。吸附剂从干燥装置(或密封包装)内取出至安装完毕，在大气中暴露时间应尽量缩短，一般不应超过 15 min。吸附剂安装完到开始抽真空的时间，一般不超过 30 min。6.2.2 吸附剂的处理 吸附剂的活化处理，一般用干燥的方法，干燥温度及时间按制造厂规定。产生分解气体的设备中更换下来的吸附剂不要再生，应利用 30%的氢氧化钠溶液浸泡后深埋。6.2.3 吸附剂的存放 吸附剂应防潮、防水、置于阴凉干燥处保管。6.3 六氟化硫容器的安全管理 6.3.1 对生产六氟化硫气体部门的要求

17、 六氟化硫制造厂应提供分析报告，报告中要包括八项指标：四氟化碳、空气、水分、游离酸、可水解氟化物、矿物油、纯度和生物试验无毒合格证，这些指标应一起装入气瓶的瓶帽中随同产品出厂。产品合格证的标志贴在气瓶上部明显部位。6.3.2 对气体钢瓶的技术要求 a.充装六氟化硫的钢瓶的外观要求按照图 3 所示。充装前，气瓶要经过真空处理干净，使之无油污、无水分。b.安全附件要齐全。阀体和气瓶连接处，在每次充装气体前、后都要用检漏仪进行检查，不得有渗漏。c.凡不能判明瓶内装何种气体或瓶内有无余压时，要对气瓶进行清洗并经水压试验处理、换装附件和更改漆色标志。d.检验钢印标志不全，又不能识别钢瓶装过何种气体或超过

18、钢瓶检验期限的，一律要进行水压试验。检验合格打上钢印标志，才准使用。e.气瓶外观检查有缺陷，又无法确定可否使用的，必须进行探伤检验，合格后才能充装气体。6.3.3 充装气体时应遵守的规定 六氟化硫属可压缩液化气体，气体在压缩充装时气体充装压力为 80 kgf/cm2(7.84MPa)时，充装系数不大于 1.17kg/L；充装压力为 125kgf/cm2(12.25MPa)时，充装系数不大于133kg/L。严禁过量充装，严格实行充装重量复验，充装气体过量的气瓶不准出厂。要认真填写充装记录(包括日期、批号、毛重量、实际充装量，充装者、复检者签字)。6.3.4 六氟化硫气体的运输、验收、储存安全管理

19、 虽然合格的六氟化硫气体是无毒的，但有使人窒息的危险，为此在存放六氟化硫的地方必须保持通风良好。气瓶要有防晒、防潮的遮盖措施，而且不准靠近热源及油污的地方。安全帽、防震圈要齐全，运输和存放时要戴好。存放气瓶要站立，标志向外，运输时可以卧放。6.3.5 对六氟化硫气体使用部门的要求 a.对新气必须检查各瓶帽内带有的出厂卡片，按质量标准验收。b.气体充入设备本体前应检验其水分含量，对设备本体要进行干燥的抽真空处理。c.经过电弧开断后的六氟化硫，必须经过带有吸附剂的过滤装置回收，装入储气罐内或气瓶内。如要继续使用，必要时可作生物试验。d.使用过的气体应与新气分类存放，贴上明显标志。e.使用后的气瓶要

20、留有余气，把阀门旋紧，瓶帽旋好存放。7 检测标准与周期 7.1 检测标准 7.1.1 六氟化硫新气质量标准见表 1。7.1.2 设备中六氟化硫气体的水分允许含量标准见表 2。7.1.3 每个气隔的年漏气率不大于 1%/a(3%/a)括号内数据为非推荐值。表 2 设备中六氟化硫气体的水分允许含量标准 隔 室 有电弧分解物的隔室 ppm(V/V)无电弧分解物的隔室 ppm(V/V)交接验收值 150 500 运行允许值 300 1000 7.1.4 操作间空气中六氟化硫气体浓度极限值：7.1.4.1 空气中六氟化硫气体的允许浓度不大于 1000 ppm(V/V)(6g/m3)。7.1.4.2 短期

21、接触，空气中六氟化硫的允许浓度不大于 1250 ppm(V/V)(7.5 g/m3)。7.2 检测周期 7.2.1 水分检测 六氟化硫中水分含量是影响设备安全运行的关键指标，应予特别注意，设备投入运行后，每半年取样测定一次；运行一年如无异常，可一年测定一次。若发现超出规定标准时，应采用气体回收装置进行干燥处理，直至合格。7.2.2 漏气检测 经常依据六氟化硫气体压力、温度曲线监视气压的变化。如发现异常，应找出原因。六氟化硫设备需一年进行一次气系统检漏，用灵敏度不低于 110-5的检漏仪检查漏点，以便采取措施。7.2.3 吸附剂的更换 六氟化硫电器设备需要大修或解体时，应根据生产厂家的规定更换吸

22、附剂。8 六氟化硫气体杂质的试验方法 8.1 含水量的测定 一般来说六氟化硫中能冷凝的主要物质就是水，测定的方法有重量法、电解法、露点法等。然而重量法是有效的绝对方法，因此可以用来校核其他方法，在有疑问或争议的情况下重量法作为测定气体中含水量的仲裁方法。含水量的日常测定可以简便地利用电解法或冷凝温度测定法(露点法)进行，冷凝温度测定法并不是专门对水的，它所显示的将是测定范围内存在于气体中能被冷凝的物质。8.1.1 重量法 8.1.1.1 原理 以一定体积的六氟化硫气体通过装有高氯酸镁(无水)作干燥剂的定量的 U 形管，由管的增重计算该体积气体中的含水量，如图 4 所示。图 4 重量法测定 SF

23、6气体中的含水量 8.1.1.2 仪器装置 干燥管：3 个高约 100mm、内径约 13mm 的玻璃 U 形管 A1、A2和 A3。管内装有两份高氯酸镁和一份玻璃粉(355420m)的混合物。管子装好后立即塞入玻璃棉，压住干燥剂，再用氯丁胶盖子盖上。气量计：气量计的测量范围应大于 50L。过滤器：以 2 号孔率(4050m)烧结的多孔玻璃过滤器。无油的干燥空气设备：使空气通过装有苏打一石棉和高氯酸镁填充层的容器和设备。旋塞：在将干燥剂管取下来称重时，如图 4 所示的隔离活塞，对保持吸收系统的干燥状态是有用的。8.1.1.3 操作方法 用热风吹干吸收系统的入口端，包括过滤器和隔离旋塞，然后用聚乙

24、烯短管连接 A1、A2、A3。吸收系统的各部分应对接起来，软管作为套管应起到紧密配合的作用。打开旋塞，让干燥空气以 250mL/min 的流速通过吸收系统，持续 15min，关闭活塞，拆下 A1、A2、A3管，并用氯丁橡胶盖子盖好管口。用柔软而干燥的布或麂皮仔细把干燥管擦干净，并把它们放到天平室。为了保持干净，再去操作时就必须用干燥的夹子或戴上手套或麂皮指套等。这些管子在天平室放置 20min，管子的胶塞应暂时取下，分别称重，精确到 0.1mg。按操作步骤反复进行，直到每一个干燥管在两次连续称重之间的重量差小于 0.2mg 为止。用热风干燥取样管，然后用六氟化硫冲洗取样管。重新将干燥管 A1、

25、A2、A3接到吸收系统上。记下气量计数及其温度和大气压力。打开吸收系统的活塞，每分钟 250mL 的流速，使 50100L 的六氟化硫气体通过吸收系统。假如用的是湿式气量计，则指示的是干燥气体的体积，需加上在气量计处的温度和压力下的饱和水蒸气体积。关上钢瓶阀和针形阀，关上吸收系统的活塞，记下气量计的读数，以及气量计的温度和大气压力。这时再用干燥空气通过吸收系统将干燥剂管的六氟化硫换出来，从吸收系统上拆下干燥管 A1、A2、A3并将口塞住。如前面的操作一样，擦净，干燥并称重。假如在一次测量中，A2管重量的增加大于 A1重量增加的 10%，则这两个管子都应重新充入干燥剂重复试验。在整个测试过程中

26、A2管不应增加重量，如果增量则需重新充装干燥剂，并重复检测。8.1.1.4 计算 在 20和 101 325Pa 时经过校正的六氟化硫体积 Vc按式(3)计算。VppttVVc 325273+12=+12293101121221()()()(3)式中 p1、p2气量计在开始时和终了时的大气压力，Pa；t1、t2气量计在开始时和终了时的温度，；V1、V2开始时和终了时的气量计读数，L。因此含水量是以 ppm 表示(重量比)是：()().mmmmVxaybc+6161000 (4)式中 ma干燥处理后 A1管的重量，mg；mb干燥处理后 A3管的重量，mg；mx测量结束时 A1的重量，mg；my测

27、量结束时 A3的重量，mg；Vc在 20和 101 325Pa 时所用六氟化硫的体积，L。8.1.2 电解法 电解法的原理如下：电解湿度计的原理就是让含水气体通过一个电解池，电解池装有两个铑电极，电极卷在一个绝缘或框架内侧或外侧。两极之间除一层五氧化二磷薄膜，两极之间加上直流电压后，只要五氧化二磷是完全干燥的，就没有电流通过。待分析的气体通过电解池接触到五氧化二磷，五氧化二磷可吸收存在于气体中的水分。同时，电流通过薄膜，将吸收的水电解而产生氢和氧，从法拉第定律可知，所需的电量是所吸入的水量的度量。假如气体的流速是稳定的，并准确地知道这一流速，当已经达到稳定状态时流过的电流就是衡量气体中含水量的

28、度 量。该电流可用灵敏的电流计测得。8.1.3 露点法 8.1.3.1 露点法原理 气体中杂质的冷凝温度，就在气体的露点。利用气体试样通过一个密闭的槽，在槽内有一个暴露的表面(多为金属镜面)，镜面温度可人为控制，当这一表面的温度足够低时，气体中的杂质，如水或水加上其他物质，就在镜面上冷凝形成明显的雾或“露”，或者在低温时形成结晶的“霜”，当冷凝保持稳定状态，也就是说，不随时间延长而有增加或减少时，这个表面温度，在实际应用上就是该气的露点。然而必须强调指出，一般绝缘气体露点较低，冷凝稳定时的真实露点温度明显高于初次观测的冷凝温度(其实际差别随所用的仪器和许多其他因素而异，因而起始出现冷凝时的温度

29、不能用来确定露点)。一种绝缘气体测定的露点不一定就是含水量的指示。然而，在某些情况下，可以方便地得到一个对应于给定露点的纯水浓度的数据。在附录 A 中列举了纯凝结水的饱和蒸汽压、绝对湿度和六氟化硫中水以重量计的 ppm 数值，这些数据指出了在一个给定的露点下能够存在的纯水最低浓度。8.1.3.2 露点仪器 测定露点的仪器可以分成两大类：a.自动测定的仪器，大多数是设计成用光电管来监测凝结水的量，其输出被用来控制镜面温度以便保持一个稳定的凝结水量；镜面温度因此也就能自动保持在所要求的露点上，这个露点可用热电偶等测量镜面温度而获得。b.手动测定的仪器，有多种不同的设计，但都有共同的特点，即镜面的冷

30、却是根据凝结水的出现或消失，而用手动控制的。它在现场使用很方便，可以避免操作上的困难，没有什么经验的人也能很容易使用它，同时还具有高准确度。露点槽：设计应确保在冷镜面与环境空气之间有高的热阻，使漏到镜面的热量很小，这就保证了在镜面各处温度相等，并和温度计的插孔的温度是一样的。冷镜面是用铜制成的，表面镀镍并且经过抛光。温度测定：选用一支量程合适的玻璃液体温度计，通常从露点仪器温度计插孔内测定温度是最方便的方法。使用的温度计是能测量室温至-60之间的温度，并且准确度至少为0.5。这种温度计必须在浸没 3cm(杆在空气中)以上经过校准或校正，而它的最低刻度至少应在离(温度计)球的底部 14cm 处；

31、球和杆的最大直径是 7mm。冷却剂：在冷却槽盛有乙醇或丙醇，采用固体二氧化碳(干冰)作为致冷剂。8.1.3.3 方法 被测气体流量固定下来，在气体流过槽至少 35min 后，把小块固体二氧化碳投入到杯中，注意温度计和冷点。指示温度将稳步下降直到每一块固体二氧化碳蒸发完毕为止；在先投入的那块挥发完以前，不要再向杯内投入二氧化碳 块。继续冷却，冷凝的沉积物看来似乎是转成了白色为止。记下发生这个变化的温度，这时不再加入更多的固体二氧化碳。同时也记下达到的最低温度。让温度又回升，并记下沉积物消失时的温度。槽中气体的露点是在初次出现沉积物时和沉积物消失时的温度之间。这次结果应该当作是一次试测，而既然所要

32、求的露点已被初步确定，就应重新冷却，并进一步读数。槽内冷却每次不得超过 2，直到看见有沉积物时为止，这时不要再加固体二氧化碳了。因为大致是一块像豌豆那样大小的固体二氧化碳，将使杯冷却 12。这时也不要搅拌丙酮。按照以下的顺序记录温度 t1、t2和 t3。a.首次出现的温度 t1 在绝大多数情况下，首先出现的形式是在冷凝点的整个表面上同时全部布上白雾，因此冷凝点非常急骤地转成白色。这是在低于真正的露点时产生的，在前述的气体流速下，露点在 0和-20之间时，它大约在低于真正的露点 0.51时产生，但当露点更低时，它大约在低于真正的露点 0.51时产生，但当露点更低时，这个差别就变得更重要了(在-4

33、0时直到杯的温度低于真正的露点 3，通常是看不到首次出现的白色转变的)。b.达到的最低温度 t2 借助于上述的逐步冷却的方法，一当观察到 t1马上就中断冷却，杯的温度比首次观察到出现沉积物时的温度不会低过 0.51。然后温度逐渐回升。特别在露点低于大约-20时，沉积物像是从一个普遍的明显雾状变成许多非常小的冰晶，不要把这同沉积物的消失现象搞错了。c.消失温度 t3 细心地记下沉积物完全消失的温度。如果正确地按上述方法进行，这个温度将不会比达到的最低温度(t2)高过 68。8.1.3.4 露点的计算 露点由达到的最低温度 t2和沉积物最后完全消失时的温度 t3之间的平均值计算而得的。核对一个首先

34、出现(白色)的温度 t1，它是一个略低于这个平均值的温度(按照以上所述)。而首先看到的沉积物的减少则在稍高于这个计算平均值的温度时发生。重复观察以核对所得到的平均值的重现性(重现性为1.0是符合要求的)。如果得不到重现性数值，就应对系统彻底地冲洗，并作一系列新的观察。如果仍然得不到重现性数值，而系统又是根据所推荐的资料制成的，则应怀疑可能有漏气的地方。8.1.3.5 试验报告 报告应包括：a.有效测量的平均值。b.每个有效测量的 t1、t2和 t3的数值。c.大气压。8.2 四氟化碳、空气(氧、氮)的测定 8.2.1 方法原理 利用气相色谱法，也就是气固色层分离法分析六氟化硫气体。空气的浓度(

35、或它的组分氧、氮)，以及四氟化碳、二氧化碳的浓度，可以用各组分的峰面积乘以被试化合物对检测器响应的校正因子，用归一化法求得。8.2.2 仪器 气相色谱仪。检测结果用记录仪记录(满量程最好为 1mV)或用积分仪记录。如图 5 所示。图 5 气相色谱流程示意图 8.2.3 载气 氢气或氦气。8.2.4 分离柱 a.测定空气、四氟化碳、二氧化碳的分离柱，柱长 2m，内装 80100 目的 401 担体。新柱使用前应先通载气，同时加热到 180200，处理 68h。b.测定空气和四氟化碳的分离柱，柱长 2m，用涂敷 2%3%癸二酸二异辛脂硅胶柱；硅胶粒度 4060 目。新柱使用前在通载气的情况下，应加

36、热到 120，持续 46h。c.测定氧、氮的分离柱，柱长 1m，用 6080 目 13X 分子筛，分子筛在高温炉中灼烧，温度为 500550，活化 23h。8.2.5 操作方法 气相色谱仪根据制造厂的说明书操作，六氟化硫气体进样，要使用定量进样阀。用聚四氟乙烯管连接钢瓶与定量进样阀，最初在连接管路中间加一个压力表连通稳流阀及一个针形阀，以便控制稳定的流速。用被分析钢瓶中六氟化硫气体，冲洗管道中的空气，然后打开进入色谱仪的注入阀，气体进入色谱系统经分析后在记录仪或积分仪上显示各成分峰的峰形或峰面积。8.2.6 计算 记录下来的不同峰的面积，与混合物中相应的重量浓度成正比。由于热导检测器对各种成分

37、响应存在差异，可利用相应校正因子乘不同成分的峰面积，用归一化法计算。日常分析中可采用 IEC 标准的校正因子：fSF61.0 f()ON22+=0.4 fCF40.7 归一化法是常用的一种准确、简便的方法。操作条件、进样量、载气流速的变化，对计算结果影响比较小。计算公式：WA SA SA SA Snn1111122100%=+.(5)式中 W1样品中被计算成分的百分含量；S1，S2，Sn各组分重量的校正因子；A1，A2An各组分的峰面积。8.3 酸度的测定 8.3.1 原理 分析方法采用酸碱滴定法。气体中的酸和酸性产物组分由稀标准氢氧化钠溶液吸收，过量的碱用标准硫酸液回滴，根据硫酸的消耗量计算

38、出酸度值。8.3.2 仪器装置 a.微量滴定管 刻度精确到 0.010.02mL。b.洗气瓶 容量 250mL 左右，其中一个采用特制的分散沙板。c.气体流量计 采用湿式流量计，其精确度为2%，并配以秒表或以六氟化硫气体定标的浮子流量计来测定流速。d.减压装置 用带有微调的减压阀或用 YHYX-11 浮标式氧气吸入器等。8.3.3 试剂 a.溴甲酚紫指示剂溶液 称取 1g 溴甲酚紫溶于 100mL 乙醇(95%，分析纯)中，摇匀，待用。b.0.01N(mol/L)标准氢氧化钠溶液。c.0.01N 标准硫酸溶液，应标定其当量浓度。8.3.4 操作步骤 a.将 8001000mL 的蒸馏水或去离子

39、水煮沸 5min，迅速冷却至室温，加入十几滴溴甲酚紫作指示剂，由微量滴定管滴入 0.01N 氢氧化钠溶液或 0.01N 硫酸溶液，中和上述水，放入储存瓶密封，待用。图 6 SF6酸度吸收装置 1钢瓶；2减压阀；3带塞玻璃三通；4、6带有 玻璃泡或弯钩的洗气瓶；5带有分散沙板的(孔径 90 130m)洗气瓶；7湿式气体流量计 b.酸度吸收装置如图 6 所示，将六氟化硫钢瓶倾斜，在液相下取样。各部分连接要紧密，管路尽量短。然后用样气冲洗管道 510min。c.取蒸馏水或去离子水 100mL，分别加到洗气瓶 5、6 中，然后各加入 2mL0.01N 的氢氧化钠溶液，通入气样，并准确控制流速在 0.5

40、L/min。为了提高灵敏度及精确度。通入样气的总气量建议用 50L。d.记下通气时初始及终止的室内大气压(Pa)及室温()。e.待通气毕，将洗气瓶 5、6 中的吸收液分别倒入两个 300mL 左右的三角瓶中，并用 50mL蒸馏水或去离子水洗涤洗气瓶，再倒入到这两个三角瓶内。同时量取 150mL 水两份于另两个三角瓶内，各加 2mL0.01N 氢氧化钠溶液，用于空白试验。用 0.01N 标准硫酸溶液滴定试样和空白，当溶液由紫蓝色变为黄色即可结束，记下滴定数据。注意：蒸馏水或去离子水暴露在空气中有吸附二氧化碳的可能，所以需要在同一环境下进行空白与样品的滴定，操作要迅速。如果酸度以重量计，高于约 5

41、ppmHF，上述流速和洗液中氢氧化钠浓度将导致气体流通时间过短，在这种情况下可将气体流速减至 0.1L/min，或者为取得更高的精确度，可采用更高浓度的洗液，例如 0.002N 的洗液，使气体流过时间在 540min 范围内。8.3.5 计算 计算公式：HF(ppm)H SOc24=+NVVVVV()().010220000616 (6)式中 HF(ppm)以氟化氢表示的试样的酸度，以重量 ppmHF 表示；NH SO240.01N 标准硫酸溶液经标定后的当量浓度；V0滴定空白时消耗硫酸液的平均 mL 数；V1，V2分别滴定两个三角瓶中样品时，消耗硫酸溶液的 mL 数；Vc20，101 325

42、Pa 时的校正体积，L；VVptc 325(273+=293101)(7)V通气时气样的体积，L；p通气时室内初始及终止的平均大气压，Pa；t通气时初始及终止的平均室温，；6.16六氟化硫气体在 101 325 Pa 和 20时的密度，g/L。8.4 可水解氟化物的测定 8.4.1 原理 如图 7 所示向装有稀氢氧化钠溶液的吸气管中，冲入分析气体，所产生的氟离子用镧-茜素络合试剂显色，以比色法测定。图 7 六氟化硫可水解氟化物测定装置图 1钢瓶；2减压阀；3玻璃带塞三通；4、7带有弯钩的气体洗气瓶；5 带有 3 号沙板烧结玻璃的气体洗气瓶；6带有 1 号沙板烧结玻璃的气体洗气瓶；8湿式气体流量

43、计 8.4.2 装置 容量为 1L 的吸气管，其上有一开口短管，短管上盖一个乳胶盖。10mL 的皮下注射器。水银密封液。光度计(比色池 2cm 或 4cm)8.4.3 试剂 a.茜素氟蓝(3 氨基甲基茜素-N N-二乙酸)。b.密度为 0.880g/mL 的氢氧化铵溶液。c.乙酸铵溶液，20%(重量/体积)。d.无水乙酸钠。e.冰乙酸。f.丙酮。g.氧化镧。h.盐酸 0.1N。i.2M 盐酸：把 17.2mL 的盐酸(密度为 1.18g/mL)用水稀释到 100 mL。j.氟化钠。k.氢氧化钠溶液；0.1N。l.镧-茜素络合试剂。把 0.048g 茜素氟蓝溶液加在 0.1mL 的氢氧化钠溶液、

44、1mL 乙酸铵溶液和几毫升水的混合液中，溶液经瓦特曼 1 号滤板滤入一个 250mL 容量瓶中，该容量瓶装有 8.2g 的无水乙酸钠和溶于足量水中的 6.0mL 冰乙酸，用少量水洗涤滤板，然后在搅拌下缓慢加入 100 mL丙酮。将 0.041g 氧化镧溶于 2.5mL 的 2M 盐酸中，缓慢加热，以助溶解。把热溶液和丙酮水溶液在容量瓶中混合，并用水把溶液稀释至 250mL，溶液完全混合并待其冷却后，将其体积调整到 250mL，该试剂在一周内是稳定的。m.氟化钠储备液，1mg 氟化钠/mL。把 2.210g 干氟化钠溶解于含有 1mL 的 0.1N 氢氧化钠溶液的 50mL 水中，并用水稀释至1

45、L。储存在聚乙烯瓶中。n.标准氟化钠溶液，10g 氟化钠/mL。把氟化钠储备液稀释 100 倍，需要当天配制。8.4.4 步骤 把吸气管抽空，将气体取样点与一个 T 形管连接，T 形管的一头接到水银密封中，打开取样阀门，让气体以稳定的流速通过密封液面发泡，小心地打开旋塞，使气体流入取样吸气管，观察密封液，确保不把水银吸进吸气管。当气体在密封液中再次发泡，说明吸气管全部吸满了，拆下吸气管，迅速地开关旋塞使压力达到大气压，用皮下注射器，注入 10mL0.1N 的氢氧化钠溶液到吸气管中，每隔 5 min摇动 1 min，摇动 1h。将该溶液从吸气管中移入小烧杯中，加 0.1N 盐酸溶液(将 pH 值

46、调节到 5，再倒入 100mL的容量瓶中，加入 10mL 镧-茜素络合试剂)，用水稀释至刻度，混合后避光静置 30min，再将溶液倒入 2cm 或 4cm 的比色池中，在 600nm 的波长处测量溶液的光密度，以试剂空白为参比(包括 10mL 的 0.1N 氢氧化钠溶液)，从校正曲线读出氟含量。最好是每天都画出新的校正曲线。8.4.5 校正曲线 分别将 0，0.5，1，1.5 和 2mL 含量为 10g/mL 的标准氟化钠溶液加到 10mL 的 0.1N氢氧化钠中，用 0.1N 盐酸溶液将 pH 值调节到 5，再倒入 100mL 的容量瓶中，然后按上述步骤操作。8.4.6 计算结果 计算可水解

47、的氟化物含量，以 HF 的 ppm 计(重量比)：HF 000325(ppm)=+2019616101293273nVpt.(8)式中 n以氟化物形式出现的氟含量，g；V吸气管的体积，mL；p大气压力，Pa；t环境温度，。8.5 矿物油的测定 8.5.1 原理 采用红外光谱法。用一定量的六氟化硫气体通过四氯化碳溶液，气样中的矿物油被四氯化碳溶液吸收，然后用红外分光光度计测定在 2930cm-1(波数)处溶液中矿物油(相当于石蜡烃中甲基，次甲基的特征峰)的百分透过率，从吸光度公式换算出 2930cm-1处的吸光度，根据朗伯-比耳定律，吸光度与浓度呈线性关系，利用标准溶液吸收曲线定量求出六氟化硫气

48、体中矿物油的含量。8.5.2 仪器装置 红外分光光度计或者用红外油分浓度计。8.5.3 试剂 a.四氯化碳(分析纯)，使用前需重蒸。b.压缩机油用 30 号机油，亦可用制造厂使用的同类机油。8.5.4 操作步骤 a.吸收六氟化硫气体中的矿物油 按照图 8 装置的取样线和吸收系统，取重蒸四氯化碳 30mL 分别放入洗气瓶 5、6 中，并取 10mL 放入洗气瓶 7 中，洗气瓶均放在冰浴中冷却。通六氟化硫气体，先经洗气瓶 4 放空，然后以每小时 10L 的流速流经洗气瓶 5、6、7，通气量为 3050L。通气毕，将洗气瓶5、6、7 内溶液并入 50mL 容量瓶中，再用重蒸的四氯化碳洗涤气瓶，用洗涤

49、液将容量瓶稀释至刻度 Vf。吸收时分别记下室内初始及终止的大气压(Pa)及温度()。图 8 SF6矿物油吸收装置 1六氟化硫气体钢瓶；2减压阀；3玻璃三通；4洗气瓶；5、6带有 烧结沙板的 125mL 洗气瓶；7弯钩 125mL 洗气瓶；8湿式气体流量计；9 冰浴 b.绘制标准吸收曲线 用 30 号机油加入到重蒸的四氯化碳溶液中，配制若干个系列的标准溶液，其浓度为2.515mg/L。用红外分光光度计测出在 2930cm-1处各溶液的百分透过率 T，再以百分透过率 T 与吸光度 A 的换算表查出相应的吸光度 A，以吸光度 A 为纵坐标，以浓度 a 为横坐标作标准吸收曲线。c.用红外分光光度计测量

50、样品的百分透过率 T，由换算表查出相对应的吸光度 A，再从标准吸收曲线上，由吸光度 A 查出相对应的浓度。8.5.5 计算 计算公式：CaVV=fc6.16 (9)式中 C气样中的矿物油，以重量 ppm 计；Vf通气时气样的体积，L；a四氟化碳中矿物油浓度，mg/L；Vc为 20101 325Pa 时的校正体积，L；VVptc 325(273+=293101)(10)V通气时气样的体积，L；p通气时室内初始及终止的平均大气压，Pa；t通气时初始及终止的平均室温，；6.16六氟化硫气体在 101 325Pa 和 20时的密度，g/L。8.6 六氟化硫气体毒性生物试验 8.6.1 试验条件 每次试