Малюнок 1. Приклад: тиск водяної пари 0.3 гПа (мбар) і точка роси відповідають мінімальній кількості водяної пари в високовольтному обладнанні з ізоляцією з елегазу.
Хоча обладнання спочатку заповнене сухим газом і знаходиться в повністю замкнутому просторі. Для забезпечення ізоляційних властивостей елегазу і мінімізації утворення корозійних продуктів, одержуваних у результаті розкладання елегазу (SF6), важливо підтримувати високий тиск, без можливості проникнення зовнішнього газу. Велика кількість проникли всередину молекул води можуть збільшити рівень вологості, зокрема прискорити старіння обладнання.
Традиційно рівень вологості підтверджувався методом періодичного взяття проб газу. Але в останні роки системи спостереження включають в себе ряд приладів для проведення узагальнених вимірювань точки роси SF6. Проте, очевидно, що цей спосіб вимірювання повністю відрізняється від тих випробувань, які проводилися за допомогою промислових вимірювань з метою встановлення основних параметрів, таких як точка роси, тиск і температура. Особливо, встановлений метод передбачав використання матеріалів, що застосовуються у вимірювальній системі, і виду з'єднувальних пристроїв для визначення критичних точок роси. Це дозволяло оцінити, чи є вимірювання точними насправді і чи дають вони необхідні дані для управління обладнанням. Крім того, віддалене розташування часто накладає певні вимоги з точки зору стабільної роботи і тривалості експлуатації приладів, які застосовуються для моніторингу обладнання.
Тиск і точка роси водяної пари
Пар всюдисущий і всюди сприяє загальному тиску газу. Наприклад, в атмосферному тиску (барометричному) або у внутрішньому тиску газової ізоляції обладнання (ГЦОС).
Точка роси / інею (Td / f) визначається як температура, при якій парціальний тиск водяної пари (РW) в газі є рівним тиску насиченої пари (PWS). Іншими словами, точка роси - це температура, при якій водяна пара повинен охолодитися до такого стану, що він конденсується з утворенням води або інею.
Точка роси - параметр, незалежний від температури. Його також можна виміряти шляхом попередніх обчислень зразків газу, взятих в цій системі при різних температурах. Він сильно залежимо від тиску, тому важливо переконатися, що всі виміри проводяться при одному і тому ж тиску і об'ємі основного газу. Або потрібно знати точне значення тиску для того, щоб правильно розрахувати перетворення. Наприклад, точка роси при тиску 4 бари або при атмосферному тиску.
дифузія випаровування
Малюнок 2: зовнішня установка з блоком вимірювальних перетворювачів.
У фазі пароутворення (газ) молекули води внаслідок їх малого молекулярного розміру слабо пов'язані між собою і можуть легко переміщатися. Пар має тенденцію балансувати між різними фазами і мігрувати від високого тиску до більш низького через ті ж полімерні матеріали, з яких виконані пломби або сполучні місця металевих поверхонь. Це також відбувається при переході від повного низького тиску газу до більш високого тиску в системі в разі, якщо контрасту навколишнього повітря і елегазу в високовольтному обладнанні. Герметичність тиску не обов'язково означаетчто герметичний пар. Ефект дифузії відбувається дуже повільно і вона може не бути виявлена в ході вимірювання поруч приладів невеликих обсягів статичного газу.
переміщення вологості
Установка на лінії датчика точки роси
При проектуванні вимірювальної лінії для датчика точки роси в обладнанні, ізольованому елегазом, повинні відображатися основні принципи поведінки водяної пари, згадані вище, для того, щоб забезпечити точність вимірювань з метою отримання достовірних даних. Традиційно точка роси в елегазі визначається шляхом взяття проб газу з резервуара, де відбувається постійне переміщення газу. Це рух газу приховує ефект повільної дифузії, і переміщення пара відбувається між газом і твердим матеріалом.
На сьогоднішній день як і раніше дуже поширена установка датчиків точки роси в тому ж блоці, що реле тиску або датчики щільності. Крім того, ці блоки часто не мають безпосереднього з'єднання з резервуаром первинного газу, а з'єднані з ним за допомогою полімерної або металевої труби. Різні точки підключення і система труб можуть привести до дифузії пара і підтримувати механізм передачі вологи. У відносно невеликому обсязі статичного газу ці ефекти будуть грати головну роль. Установка датчика роси таким чином має всі шанси на отримання достовірних даних, необхідних для для управління обладнанням. Щоб забезпечити краще вимір точки роси на лінії, потрібно встановити датчик якомога ближче до основного об'єму газу, краще безпосередньо на стінці резервуара.
Крім того, щоб звести до мінімуму кількість точок підключення, рекомендується уникати використання пластикових або гумових елементів в безпосередній близькості до вимірювального елементу. Якщо це можливо, то слід віддати перевагу металевим з'єднанням.
Відгук системи після установки датчика
Час відгуку при вимірюванні точки роси в газовій ізоляції обладнання, яке зазвичай підраховується протягом декількох секунд або хвилин, визначається не за допомогою датчика. Домінуючим фактором тут є реакція системи після установки. При установці датчика певну кількість вологи з навколишнього повітря знаходиться в точці підключення системи. Беручи до уваги загальний обсяг елегазу, цією кількістю пара можна знехтувати, але з точки зору датчика, розташованого усередині вимірювального елемента, ефект чітко видно і піддається виміру. Отже, потрібно чимало часу для того, щоб внутрішній тиск у відсіку досягло рівноваги з основним об'ємом газу. Навіть якщо датчик розташований в безпосередній близькості до резервуару, датчику може знадобитися кілька годин або навіть днів для досягнення потрібного тиску.
Відгук системи при експлуатації
Можна запитати, як датчик зреагує, коли точка роси обсягу основного газу почне збільшуватися, з огляду на відносно повільну реакцію системи після установки датчика. Домінуючим фактором в уповільненні початкового відгуку буде те, що сушка поверхні твердих матеріалів (пор) в рухомому газі потребують багато часу, і ще більше - в статичному газі. Це явище має лише незначний ефект, виражений в той час, коли вологий газ дифундує з основного резервуара в напрямку більш сухий вимірювальної комірки, де і відбувається вимір точки роси.
Другий фактор, який необхідно враховувати, це великий обсяг елегазу. В результаті підвищення точки роси шляхом дифузії через герметизуючий матеріал і вздовж металевих поверхонь є дуже повільним процесом. Очевидно, що коли точка роси в основному резервуарі починає зростати, вона також починає збільшуватися в вимірювальному елементі і ці збільшення фіксуються датчиком більш-менш синхронно - за умови, що датчик розташований близько до основного резервуару.
Які значення точки роси будуть чи не будуть ідентичні за часом (відгук 100%) - питання насправді не актуальний. Тому що в тенденції до збільшення підкреслюється той факт, що повинні бути проведені коригувальні дії.
Будь-яке швидка зміна в показаннях точки роси вказує на витік, яка повинна бути виявлена шляхом вимірювання тиску.
Щоб переконається в тому, що лінійна система вимірювання є надійною і фактично вказує дійсні точки роси і мінімізує невизначеності, вкрай важливо при проектуванні об'єкта приділяти пильну увагу установці датчиків точки роси. Якість, стабільність і довгостроковість роботи датчика в рівній мірі залежать від критичних чинників. Кращі результати вимірювань будуть отримані при установці датчика безпосередньо на головний газовий резервуар. Як роз'ємів і герметизуючих елементів навколо датчиків повинні застосовуватися тільки високоякісні металеві матеріали. Після установки, коли датчик проведе індикацію точки роси основного обсягу елегазу по фактично досягнутому значенням, можна буде підтвердити, що вся дифузія відбувається через з'єднання та / або їх поведінка не впливає на вимірювання, що отримані дані є надійними і достовірними і в перспективі допоможуть уникнути зайвої тривоги.