近兩年和電力系統從事SF6泄漏檢測的工作人員接觸過(guò)程中經(jīng)常會(huì )聽(tīng)到如下疑問(wèn):為什么靈敏度1ppm價(jià)值十幾萬(wàn)甚至二十幾萬(wàn)的SF6定量檢漏儀在現場(chǎng)測試的時(shí)候還不如價(jià)值幾千元的5750A定性檢漏儀?其實(shí)該疑問(wèn)的核心涉及到如下幾個(gè)概念:傳感器響應時(shí)間和系統響應時(shí)間、靜態(tài)靈敏度和動(dòng)態(tài)靈敏度。
SF6檢漏儀的系統響應時(shí)間由兩部分組成:氣流通過(guò)傳感器的時(shí)間和傳感器本身的響應時(shí)間。氣流通過(guò)傳感器的時(shí)間是指SF6氣體通過(guò)導管到達傳感器的時(shí)間,該時(shí)間取決于管路的長(cháng)度和抽氣泵的功率,一般2米長(cháng)的管路配1升/分的氣泵氣流通過(guò)傳感器的時(shí)間是1秒。傳感器本身的響應時(shí)間是指傳感器可以準確測量SF6氣體濃度所需要的時(shí)間,不同原理的傳感器響應時(shí)間有很大差別,范圍從毫秒級到分鐘級。
很多儀器在宣傳靈敏度是1ppm或0.1ppm的時(shí)候其實(shí)指的是在實(shí)驗室標定的靈敏度,也就是用氮氣和SF6的混合氣體來(lái)標定的靈敏度,這個(gè)靈敏度應該是靜態(tài)靈敏度。所以靜態(tài)靈敏度是不考慮檢漏儀的響應時(shí)間也不考慮周?chē)h(huán)境各種干擾氣體的影響的靈敏度。實(shí)際在現場(chǎng)測量SF6泄漏時(shí),檢漏儀的探頭是移動(dòng)的,速度大約在1厘米/秒-3厘米/秒。正常情況下泄漏點(diǎn)周?chē)鶶F6氣體的濃度是呈梯度分布的,既越靠近漏點(diǎn)SF6氣體濃度越高。對于靜態(tài)靈敏度相同的兩臺儀器,若系統響應時(shí)間不同,當探頭以同樣速度經(jīng)過(guò)泄漏點(diǎn)時(shí),響應時(shí)間快的儀器測量結果更準確,響應時(shí)間慢的測量結果偏小。同一臺儀器,當探頭以不同速度移動(dòng)經(jīng)過(guò)泄漏點(diǎn)時(shí),同樣的泄漏在儀器上檢測出的結果也是不同的的,移動(dòng)速度越快讀數越小,移動(dòng)速度越慢測量結果越準確。有些傳感器是廣譜的,不僅對SF6氣體敏感,還對空氣中的其它氣體或水蒸汽敏感,所以實(shí)際測試周?chē)h(huán)境的干擾氣體會(huì )大大降低某些SF6檢測儀器的靈敏度。所以所謂動(dòng)態(tài)靈敏度是考慮周?chē)蓴_氣體的影響,也考慮系統響應時(shí)間的影響后在測試狀態(tài)下儀器可達到的靈敏度。動(dòng)態(tài)靈敏度取決于靜態(tài)靈敏度、系統響應時(shí)間和傳感器的選擇性??傊挥徐o態(tài)靈敏度高、響應時(shí)間快、傳感器選擇性好的檢漏儀動(dòng)態(tài)靈敏度才會(huì )高。
高壓實(shí)驗室做如下對比實(shí)驗、選用了三款SF6檢漏儀,關(guān)鍵技術(shù)指標如下表:
某進(jìn)口紅外原理的SF6檢漏儀 5750A
測量結果 定量 定量 定性
系統響應時(shí)間 1.5秒 5秒 小于1秒
靜態(tài)靈敏度 0.001ppm 1ppm 大約50ppm
同樣規格的SF6標準氣體六瓶,濃度如下1ppm,5ppm,10ppm,50ppm,100ppm,200ppm。通過(guò)減壓閥和流量表使各瓶子SF6氣體流出的速度盡可能一致。三種檢漏儀以1厘米/秒的速度經(jīng)過(guò)各個(gè)SF6氣體標準瓶泄漏口,測量結果如下表
LLD-100 某進(jìn)口紅外原理SF6檢漏儀 5750A
1ppm 0.913ppm 0ppm 無(wú)反應
5ppm 4.531ppm 0ppm 無(wú)反應
10ppm 9.125ppm 1ppm 無(wú)反應
50ppm 47.03ppm 13ppm 有輕微反應
100ppm 93.04ppm 24ppm 有反應
200ppm 191.5ppm 58ppm 有反應
因試驗條件限制,傳感器移動(dòng)的速度無(wú)法保持完全一致,氣體泄漏的量也不一定完全一致,但實(shí)驗結果基本能看出以下結論:
1、即使靜態(tài)靈敏度高達0.001ppm、響應時(shí)間小于1.5秒、選擇性良好的采用激光光聲光譜檢測技術(shù)的LLD-100其動(dòng)態(tài)檢測靈敏度也就1ppm
2、靈敏度1ppm響應時(shí)間5秒的紅外檢漏儀測試結果遠小于實(shí)際值,因此現場(chǎng)檢測時(shí)很容易錯過(guò)小于50ppm的泄漏點(diǎn)。
3、5750A檢測靈敏度很低,但響應時(shí)間快,所以現場(chǎng)測試效果和價(jià)值二十幾萬(wàn)的紅外檢漏儀差不多。
以上實(shí)驗也解釋了現場(chǎng)測試人員的疑問(wèn),因此建議用戶(hù)在選擇檢漏儀時(shí)要特別關(guān)注如下技術(shù)指標:靜態(tài)靈敏度、響應時(shí)間、傳感器的選擇性。
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