GIS中六氟化硫分解产物SOF2水解反应的研究.docx

GIS中六氟化硫分解产物SOF2水解反响

的争论

2中国电力工程参谋集团中南电力设计院，湖北武汉430071

摘要：SOF

2

是GIS中一种典型的故障分解产物，其浓度变化对应着GIS中故

障的进展程度。目前的SOF

2

现场快速检测技术只能检测SOF

2

和SO

2

的总浓度。为

了较为准确检测GIS中SOF

2

的浓度，作者提出了一种将SOF

2

水解为SO，通过检

2

测SO

2

浓度，再结合反响当量换算出SOF

2

浓度的快速检测技术。本文深入争论了

SOF

2

的水解反响动力学参数，测定了水解活化能和指前因子，最终给出了SOF的

2

水解反响速率方程。争论说明：SOF

2

水解反响活化能Ea=53.43kJ·mol-1，指前

因子A=6836.29s-1。

关键词：SOF；水解反响；活化能；指前因子

2

引言

局部放电检测是实现电气设备缺陷预警的重要依据和手段[1-3]，常见的GIS局放检测技术分为脉冲电流检测法等电气检测法和分解产物检测法等非电检测法[4-6]。分解产物检测法通过定期检测GIS中特征稳定分解产物的种类和含量推断设备绝缘缺陷类型与程度。分解产物检测法测定的是GIS中PD的累积状况，其

不受局部放电间歇性影响，已成为一种重要且有效的GIS局部放电早期诊断技术。

在SF

6

分解产物中，SOF

2

是一种重要的特征气体，争论说明：在不同类型放

电故障中均会消灭SOF，在微氧和微水存在的条件下，SOF还会进一步生成SO和

2 2 2

HF，因此，可将SOF

2

的消灭视为GIS有故障的重要依据[7]。

本文提出了一种能实现SOF

2

快速现场检测的技术：将SOF

2

在适宜条件下水

解转化为SO，承受较为成熟SO

检测技术检测水解前后的SO

浓度，最终，依据

2 2 2

反响前后SO

2

浓度之差和SOF

2

的水解反响式，换算出反响前SOF

2

的浓度。该技术

的关键是要找出SOF

2

水解反响的最正确参数。本文较为深入争论了SOF

2

水解反响的

活化能和反响动力学等参数，最终得出了水解反响速率方程。

SOF

2

特性及水解反响

SOF

2

是一种无色、具有刺激性气味气体，熔点为-129.5℃，沸点为-43.8℃，

被压缩后保存在钢制气缸中，分子构造模型如图1所示。

图1SOF

2

分子构造模型

在GIS中，SOF

2

主要通过SF

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与O原子、OH原子团和HO分子发生化学反响生

2

成，见式〔1〕~〔3〕；SOF

〔1〕

〔1〕

〔2〕

通过式〔4〕水解反响消耗生成SO

2

和HF[8]。

〔3〕

〔3〕

〔4〕

试验装置

选用聚四氟乙烯材料制作反响器，在反响器两端安装不锈钢法兰以保障试验过程中反响器气密性良好和试验安全，反响器示意图和实物图如图2和图3所示。

图2试验装置示意图

图3试验装置实物图

SOF

2

检测方法

为同时检测SOF

2

及SO

2

含量，选用FPD检测器+GDX-303填充柱检测方案测定

SOF

2

水解反响过程中SOF

2

和SO

2

的浓度变化[9]。GDX-303〔2m×3mm〕填充柱主要

用于硫化物分析，对含硫化合物气体分别效果好。此方案中SO

2

和SOF

2

分别度高，

响应值大，适合本试验使用。图4为1000ppmSOF

2

标样的色谱图，SOF

2

出峰时间

为1.971min。图5为200ppmSO

2

标样的色谱图，SO

2

出峰时间为3.709min。

图4FPD检测器SOF

2

标样色谱图

图5FPD检测器SO标样色谱图

2

此外，通过调试仪器参数，确定用于测定的最优试验条件，具体试验条件设置见表2。

表2气相色谱试验条件设置

设 设置参数

置项

进气压力

氢气0.11MPa、空气0.095MPa、载气0.08MPa

氢气流速

50mL/min

空气流速

45mL/min

柱室温度

100℃

氢焰温度

150℃

工作电压

350V

工 N3000色谱工作站作站

标准曲线的绘制

FPD检测器的响应值与待测样品中硫化物的含量成指数关系[10]，本试验选用

峰面积作为特征响应值。利用标准气体和N

2

按比例配制不同浓度样本气体，对气

体浓度和峰面积取对数，以ln〔气体浓度〕为横坐标，ln〔峰面积〕为纵坐标，绘制标准曲线并进展线性拟合。由于样品浓度范围较宽，承受分段校正方式以削减试验数据偏差。

SOF

2