Figura 1. Exemplu: apă sub presiune de vapori 0,3 hPa (mbar) și punctul de rouă corespunde cantitatea minimă de vapori de apă în echipamente de înaltă tensiune cu izolație hexafluorură de sulf.
Deși echipamentul este inițial umplut cu gaz uscat și se află într-un spațiu complet închis. Pentru a asigura proprietățile izolatoare ale gazului SF6 și a minimiza formarea de produse corozive rezultate din descompunerea gazului SF6, este important să se mențină o presiune înaltă, fără posibilitatea de penetrare a gazului extern. Un număr mare de molecule de apă care au pătruns în interior pot crește nivelul de umiditate, în special, accelerează îmbătrânirea echipamentului.
În mod tradițional, nivelul de umiditate a fost confirmat de metoda de eșantionare periodică a gazului. Dar, în ultimii ani, sistemele de supraveghere au inclus un număr de instrumente pentru efectuarea măsurătorilor generalizate pentru punctul de rouă SF6. Cu toate acestea, este evident că această metodă de măsurare este complet diferită de testele care au fost efectuate cu ajutorul măsurătorilor industriale pentru stabilirea principalilor parametri cum ar fi punctul de rouă, presiune și temperatură. În special, metoda stabilită pentru utilizarea materialelor utilizate în sistemul de măsurare și tipul de dispozitive de conectare pentru determinarea punctelor de condensare critice. Acest lucru a permis evaluarea măsurătorilor corecte și furnizarea datelor necesare pentru controlul echipamentului. În plus, locația la distanță impune adesea anumite cerințe în ceea ce privește funcționarea stabilă și durata de funcționare a dispozitivelor utilizate pentru monitorizarea echipamentelor.
Presiunea și punctul de condensare al vaporilor de apă
Aburul este omniprezent și pretutindeni contribuie la presiunea generală a gazului. De exemplu, în presiunea atmosferică (barometrică) sau în presiunea internă a izolării cu gaz a echipamentelor (GESC).
Punctul de rouă / îngheț (Td / f) este definit ca temperatura la care presiunea parțială a vaporilor de apă (Pw) din gaz este egală cu presiunea saturată a vaporilor (PWS). Cu alte cuvinte, punctul de rouă este temperatura la care vaporii de apă trebuie să se răcească într-o astfel de stare încât să se condenseze pentru a forma apă sau îngheț.
Punctul de rouă este un parametru independent de temperatură. De asemenea, poate fi măsurată prin calcule preliminare ale probelor de gaze luate în acest sistem la temperaturi diferite. Este foarte dependent de presiune, deci este important să se asigure că toate măsurătorile se efectuează la aceeași presiune și volum a gazului principal. Sau trebuie să cunoașteți valorile presiunii exacte pentru a calcula corect conversia. De exemplu, punctul de rouă la o presiune de 4 bari sau la presiune atmosferică.
Diffusion de evaporare
Figura 2: Instalare externă cu unitatea de transmițător.
În faza de vaporizare (gaz), moleculele de apă, datorită mărimii lor moleculare mici, sunt cuplate liber și se pot mișca ușor. Aburul tinde să echilibreze între diferitele faze și să migreze de la presiune înaltă la coborâre prin aceleași materiale polimerice din care sunt realizate sigiliile sau punctele de legătură ale suprafețelor metalice. Acest lucru se întâmplă de asemenea atunci când se schimbă de la o presiune a gazului total scăzută la o presiune mai mare în sistem în cazul unui contrast între aerul înconjurător și gazul SF6 în echipamentele de înaltă tensiune. Etanșeitatea presiunii nu înseamnă neapărat că vaporii sunt strânși. Efectul de difuzie este foarte lent și nu poate fi detectat în timpul măsurării unui număr de dispozitive statice cu volum mic.
Deplasarea umidității
Instalarea punctului de condensare pe linia senzorului
La proiectarea unei linii de măsurare pentru un senzor de punct de rouă în echipamentul izolat SF6, principiile de bază ale comportamentului vaporilor menționați mai sus ar trebui să fie reflectate pentru a asigura acuratețea măsurătorilor pentru a obține date fiabile. În mod tradițional, punctul de rouă din gazul SF6 este determinat prin prelevarea de probe de gaz din rezervor, unde are loc o mișcare constantă a gazului. Această mișcare a gazului ascunde efectul difuziei lente, iar mișcarea vaporilor are loc între gaz și materialul solid.
Până în prezent, instalarea senzorilor de punct de rouă în aceeași unitate ca și întrerupătoarele de presiune sau senzorii de densitate este încă foarte frecventă. În plus, aceste unități adesea nu au o legătură directă cu rezervorul de gaz primar, dar sunt conectate la acesta printr-un tub de polimer sau metal. Diferitele puncte de conectare și un sistem de țevi pot conduce la difuzarea aburilor și pot menține un mecanism de transfer al umidității. Într-un volum relativ mic de gaz static, aceste efecte vor juca un rol major. Instalarea unui senzor de rouă în acest mod are toate șansele de a obține date fiabile necesare pentru gestionarea echipamentului. Pentru a asigura o măsurare mai bună a punctului de rouă pe linie, este necesar să instalați senzorul cât mai aproape posibil de volumul principal al gazului, de preferință direct pe peretele rezervorului.
În plus, pentru a minimiza numărul de puncte de conectare, se recomandă evitarea utilizării elementelor din plastic sau cauciuc în imediata apropiere a elementului de măsurare. Dacă acest lucru este posibil, atunci compușii metalici ar trebui să fie preferați.
Răspunsul sistemului după instalarea senzorului
Timpul de răspuns pentru măsurarea punctului de rouă în izolația gazelor a echipamentului, care este de obicei calculat în câteva secunde sau minute, nu este determinat de senzor. Factorul dominant aici este răspunsul sistemului după instalare. La instalarea senzorului, o anumită cantitate de umiditate din aerul ambiental se află la punctul de conectare al sistemului. Luând în considerare volumul total al gazului SF6, această cantitate de abur poate fi neglijată, dar din punctul de vedere al senzorului situat în interiorul elementului de măsură, efectul este vizibil și măsurabil. În consecință, este nevoie de un timp considerabil pentru ca presiunea internă din compartiment să atingă echilibrul cu volumul principal al gazului. Chiar dacă senzorul este situat în imediata apropiere a rezervorului, senzorul poate dura mai multe ore sau chiar zile pentru a atinge presiunea dorită.
Răspunsul sistemului în timpul funcționării
Se poate întreba modul în care senzorul reacționează atunci când punctul de rouă al volumului de gaz în vrac începe să crească, având în vedere reacția relativ lentă a sistemului după instalarea senzorului. Factorul dominant în încetinirea răspunsului inițial este că uscarea suprafeței materialelor solide (pori) într-un gaz mobil va dura mult timp și chiar mai mult într-un gaz static. Acest fenomen are doar un efect slab, exprimat într-un moment în care gazul umed difuzează de la rezervorul principal spre celula de măsurare uscată, unde se măsoară punctul de rouă.
Al doilea factor care trebuie luat în considerare este volumul mare de gaz SF6. Ca rezultat, creșterea punctului de rouă prin difuzie prin materialul de etanșare și de-a lungul suprafețelor metalice este un proces foarte lent. Este evident că atunci când punctul de rouă din rezervorul principal începe să crească, acesta începe să crească și elementul de măsurare, iar aceste mărimi sunt fixate de senzor mai mult sau mai puțin sincron, cu condiția ca senzorul să fie situat aproape de rezervorul principal.
Valorile punctului de rouă vor fi sau nu identice în timp (răspuns 100%) - întrebarea nu este cu adevărat relevantă. Deoarece tendința de creștere accentuează faptul că trebuie întreprinse acțiuni corective.
Orice modificare rapidă a citirii punctului de rouă indică o scurgere care trebuie detectată prin măsurarea presiunii.
Pentru a vă asigura că sistemul de măsurare liniar este fiabil și de fapt indică deviațiile reale și minimizează incertitudinile, este extrem de important atunci când proiectați un obiect să acordați o atenție deosebită instalării senzorilor punctului de rouă. Calitatea, stabilitatea și performanța pe termen lung a senzorului depind de factorii critici. Cele mai bune rezultate ale măsurătorilor vor fi obținute prin instalarea senzorului direct pe rezervorul principal de gaz. Ca conectori și elemente de etanșare în jurul senzorilor, ar trebui folosite numai materiale metalice de înaltă calitate. După instalare, atunci când senzorul va afișa punctul de rouă al volumului principal de hexafluorură de sulf la valoarea obținută real va fi posibil să se confirme că întreaga difuzia are loc prin conexiuni și / sau comportamentul lor nu afectează măsurătorile că datele sunt fiabile și precise, și potențial de ajutor pentru a evita excesive alarma.