एसएफ₆-भरे जीआईएस और जीआईएल उपकरण में नमी की मात्रा की गणना कैसे करें

एसएफ₆ ओस बिंदु, पीपीएमवी, दबाव, तापमान और जल वाष्प सामग्री को समझना

गैस-इंसुलेटेड स्विचगियर (जीआईएस) और गैस-इंसुलेटेड ट्रांसमिशन लाइनों (जीआईएल) में, सल्फर हेक्साफ्लोराइड (एसएफ₆) का व्यापक रूप से एक इन्सुलेट और आर्क-शमन माध्यम के रूप में उपयोग किया जाता है। विश्वसनीय इन्सुलेशन प्रदर्शन, उपकरण सेवा जीवन और सुरक्षित संचालन के लिए उचित गैस गुणवत्ता बनाए रखना आवश्यक है।

विभिन्न SF₆ गैस गुणवत्ता मापदंडों के बीच,नमी की मात्रा निगरानी के लिए सबसे महत्वपूर्ण कारकों में से एक है.

अत्यधिक नमी गैस के ढांकता हुआ प्रदर्शन को कम कर सकती है और, कुछ शर्तों के तहत, संक्षारक या अपघटन-संबंधी उप-उत्पादों के निर्माण में योगदान कर सकती है। इस कारण से, जीआईएस और जीआईएल निर्माता, कमीशनिंग इंजीनियर और रखरखाव टीमें नियमित रूप से एसएफ₆ ओस बिंदु या नमी एकाग्रता को मापते हैं।

लेकिन एक महत्वपूर्ण प्रश्न अक्सर उठता है:

यदि एक एसएफ₆ विश्लेषक एक निश्चित नमी सांद्रता की रिपोर्ट करता है, तो जीआईएस या जीआईएल डिब्बे के अंदर वास्तव में कितना पानी मौजूद है?

उत्तर के लिए बीच के संबंध की समझ की आवश्यकता हैओस बिंदु, पीपीएमवी, गैस का दबाव, तापमान और गैस की मात्रा.

1. SF₆ नमी सामग्री का क्या मतलब है?

जब एक एसएफ₆ गैस विश्लेषक नमी की रिपोर्ट करता है, तो परिणाम उपकरण और अनुप्रयोग के आधार पर विभिन्न इकाइयों में व्यक्त किया जा सकता है।

सामान्य इकाइयों में शामिल हैं:

• ओसांक (डिग्री सेल्सियस)
• नमी सांद्रता (पीपीएमवी)
• नमी सान्द्रता (मिलीग्राम/घनमीटर)

ये पैरामीटर SF₆ गैस चरण में मौजूद जल वाष्प की मात्रा का वर्णन करते हैं।

उदाहरण के लिए, इसका एक वाचन:

100 पीपीएमवी H₂O

इसका मतलब है कि परिभाषित माप शर्तों के तहत गैस मिश्रण की मात्रा के अनुसार जल वाष्प प्रति मिलियन लगभग 100 भागों में रहता है।

ऐसा होता हैनहींइसका मतलब यह है कि पूरे जीआईएस डिब्बे में परिकलित गैस-चरण पानी के बराबर पानी की केवल एक निश्चित मात्रा होती है।

यह अंतर महत्वपूर्ण है क्योंकि नमी को इन्सुलेट सामग्री, सील और आंतरिक सतहों द्वारा भी अवशोषित या अधिशोषित किया जा सकता है।

2. ओस बिंदु बनाम पीपीएमवी

ओस बिंदु और पीपीएमवी विभिन्न तरीकों से नमी का वर्णन करते हैं।

ओसांक

ओसांकवह तापमान है जिस पर जलवाष्प एक निर्दिष्ट दबाव की स्थिति में संघनित होने लगता है।

कम ओस बिंदु आम तौर पर कम नमी के स्तर का संकेत देता है।

उदाहरण के लिए, -40°C के ओस बिंदु के साथ SF₆, -20°C के ओस बिंदु के साथ SF₆ की तुलना में काफी शुष्क है।

पीपीएमवी

पीपीएमवी (मात्रा के अनुसार प्रति मिलियन भाग)गैस में जलवाष्प की सापेक्ष सांद्रता को सीधे व्यक्त करता है।

हालाँकि, ओस बिंदु और पीपीएमवी को विनिमेय निश्चित मान के रूप में नहीं माना जाना चाहिए।

ओस बिंदु और नमी सांद्रता के बीच का संबंध कारकों पर निर्भर करता हैगैस मिश्रण का दबाव, तापमान और थर्मोडायनामिक गुण.

इसलिए, ओस बिंदु माप को नमी सांद्रता में परिवर्तित करते समय, माप की शर्तों को स्पष्ट रूप से परिभाषित किया जाना चाहिए।

3. जल वाष्प की मात्रा की गणना कैसे करें

यदि नमी की सघनता पीपीएमवी में पहले से ही उपलब्ध है, तो जीआईएस या जीआईएल डिब्बे में जल वाष्प की अनुमानित मात्रा की गणना आदर्श गैस समीकरण का उपयोग करके की जा सकती है।

गैस की कुल मात्रा है:

एन = पीवी/आरटी

कहाँ:

• एन= गैस की कुल मात्रा, मोल
• पी= पूर्ण दबाव, पा
• वी= गैस की मात्रा, m³
• आर= सार्वभौमिक गैस स्थिरांक, 8.314 J/(mol·K)
• टी= पूर्ण तापमान, K

यदि नमी की सघनता हैसी पीपीएमवी, जलवाष्प की अनुमानित मात्रा है:

n(H₂O) = n * C / 1,000,000

संगत जल द्रव्यमान है:

m(H₂O) = n(H₂O) * 18.015 g/mol

यह गैस चरण में निहित जल वाष्प का अनुमान प्रदान करता है।

4. उदाहरण: 1 वर्ग मीटर जीआईएस कम्पार्टमेंट

एक सरलीकृत उदाहरण पर विचार करें.

एक जीआईएस डिब्बे में है:

• गैस की मात्रा:1 वर्ग मीटर
• एसएफ₆ पूर्ण दबाव:0.6 एमपीए
• गैस का तापमान:20°से
• नमी की सघनता:100 पीपीएमवी

सबसे पहले तापमान परिवर्तित करें:

टी = 20 + 273.15 = 293.15 के

का उपयोग करना:

एन = पीवी/आरटी

हम लगभग प्राप्त करते हैं:

एन ≈ 246 मोल

इसलिए जलवाष्प की मात्रा लगभग है:

246 * 100 / 1,000,000 = 0.0246 मोल

पानी के आणविक द्रव्यमान का उपयोग करना:

मी ≈ 0.0246 * 18.015 ≈ 0.44 ग्राम

इसलिए, इन विशिष्ट परिस्थितियों में, गैस चरण में लगभग शामिल हैं:

0.44 ग्राम जलवाष्प

यह उदाहरण एक महत्वपूर्ण बिंदु को दर्शाता है: जब गैस की मात्रा और दबाव महत्वपूर्ण हो तो अपेक्षाकृत छोटी नमी सांद्रता भी पानी की मापनीय मात्रा के अनुरूप हो सकती है।

5. दबाव और तापमान क्यों मायने रखते हैं?

उपरोक्त गणना प्रत्येक जीआईएस या जीआईएल प्रणाली पर सार्वभौमिक रूप से लागू नहीं की जा सकती।

समान गैस की मात्रा और नमी की सघनता के लिए, पूर्ण दबाव बढ़ाने से डिब्बे में मौजूद गैस की कुल मात्रा बढ़ जाती है और इसलिए जल वाष्प की संबंधित मात्रा बढ़ जाती है।

तापमान गैस गुणों, वाष्प दबाव और ओस बिंदु के बीच संबंध को भी प्रभावित करता है।

यही कारण है कि उचित नमी मूल्यांकन में कम से कम रिकॉर्ड किया जाना चाहिए:

• गैस दाब
• गैस का तापमान
• गैस की मात्रा, जब कुल पानी की मात्रा का अनुमान लगाया जा रहा हो
• नमी की सघनता या ओस बिंदु
• माप की शर्तें

व्यावहारिक एसएफ₆ परीक्षण में, विश्लेषक की माप पद्धति और नमूनाकरण स्थितियों पर भी विचार किया जाना चाहिए।

6. क्या परिकलित मूल्य जीआईएस के अंदर के सभी पानी का प्रतिनिधित्व करता है?

नहीं।

एसएफ₆ नमी माप की व्याख्या करते समय यह शायद सबसे महत्वपूर्ण बिंदु है।

परिकलित मान का एक अनुमान दर्शाता हैगैस चरण में मौजूद जल वाष्प.

जीआईएस या जीआईएल प्रणाली में निम्नलिखित से जुड़ी नमी भी हो सकती है:

• ठोस इन्सुलेशन सामग्री
• आंतरिक धातु की सतहें
• सीलिंग सामग्री
• सोखी हुई सतह की नमी
• विनिर्माण या स्थापना के दौरान आने वाली अवशिष्ट नमी

ये सामग्रियां धीरे-धीरे नमी को SF₆ गैस में छोड़ सकती हैं।

परिणामस्वरूप, कमीशनिंग, गैस भरने, निकासी या सुखाने के संचालन के बाद नमी की रीडिंग बदल सकती है।

उदाहरण के लिए, जीआईएस शुरू में सूखने के बाद अपेक्षाकृत कम नमी रीडिंग दिखा सकता है, लेकिन बाद में मूल्य बढ़ सकता है क्योंकि अवशिष्ट नमी आंतरिक सामग्रियों से एसएफ₆ गैस में स्थानांतरित हो जाती है।

इसलिए, नमी परीक्षण केवल एक बार की गणना नहीं है।रुझान की निगरानी और उचित कमीशनिंग प्रक्रियाएं समान रूप से महत्वपूर्ण हैं।

7. अभ्यास में SF₆ नमी को कैसे मापा जाता है?

क्षेत्र में, इंजीनियर आमतौर पर मापदंडों को मापने के लिए SF₆ गैस विश्लेषक का उपयोग करते हैं जैसे:

• एसएफ₆ शुद्धता
• ओसांक/नमी
• SO₂
• विश्लेषक विन्यास के आधार पर अन्य अपघटन उत्पाद

नियमित जीआईएस और जीआईएल कमीशनिंग और रखरखाव के लिए, पोर्टेबल विश्लेषक इंजीनियरों को पूरे गैस चार्ज को हटाए बिना उपकरण से सीधे माप लेने की अनुमति देते हैं।

एक बहुक्रियाशील विश्लेषक विशेष रूप से उपयोगी हो सकता है क्योंकि गैस की गुणवत्ता शायद ही कभी केवल नमी से निर्धारित होती है।

उदाहरण के लिए, KSTONE'sKS30-3 SF₆ गैस विश्लेषकनियमित SF₆ गैस गुणवत्ता परीक्षण के लिए डिज़ाइन किया गया है, जो एक उपकरण में SF₆ शुद्धता, ओस बिंदु और SO₂ जैसे मापों का संयोजन करता है।

विभिन्न गैस-गुणवत्ता मापदंडों की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए,KS30 मॉड्यूलर SF₆ गैस विश्लेषक श्रृंखलाग्राहक की परीक्षण आवश्यकताओं के अनुसार कॉन्फ़िगर किया जा सकता है।

8. नमी मापने से लेकर गैस गुणवत्ता प्रबंधन तक

नमी नियंत्रण को व्यापक एसएफ₆ गैस प्रबंधन रणनीति का हिस्सा माना जाना चाहिए।

एक विशिष्ट जीआईएस/जीआईएल गैस-गुणवत्ता वर्कफ़्लो में शामिल हो सकते हैं:

गैस भरना → कमीशनिंग माप → आवधिक निरीक्षण → गैस पुनर्प्राप्ति → गैस गुणवत्ता परीक्षण → उपचार या शुद्धिकरण → पुन: उपयोग

इन प्रक्रियाओं के दौरान, सटीक नमी माप इंजीनियरों को यह निर्धारित करने में मदद करता है कि क्या SF₆ गैस निरंतर उपयोग के लिए उपयुक्त है या आगे के उपचार की आवश्यकता है।

जब एसएफ₆ रिकवरी और गैस हैंडलिंग उपकरण के साथ जोड़ा जाता है, तो नमी विश्लेषण अधिक व्यवस्थित गैस प्रबंधन का समर्थन करने और अनावश्यक एसएफ₆ नुकसान को कम करने में भी मदद कर सकता है।

निष्कर्ष

एसएफ₆-भरे जीआईएस और जीआईएल उपकरण में नमी की गणना करने के लिए एक विश्लेषक से केवल एक संख्या पढ़ने से कहीं अधिक की आवश्यकता होती है।

ओस बिंदु, पीपीएमवी, दबाव, तापमान और गैस की मात्रा निकटता से संबंधित हैं, और प्रत्येक पैरामीटर गैस की स्थिति के बारे में अलग-अलग जानकारी प्रदान करता है।

यदि नमी की सघनता पीपीएमवी में ज्ञात है, तो गैस चरण में जल वाष्प की मात्रा का अनुमान लगाने के लिए आदर्श गैस समीकरण का उपयोग किया जा सकता है। हालाँकि, इस गणना मूल्य को संपूर्ण जीआईएस या जीआईएल प्रणाली में निहित नमी की कुल मात्रा के साथ भ्रमित नहीं किया जाना चाहिए।

विश्वसनीय एसएफ₆ गैस प्रबंधन के लिए, सटीक माप, लगातार नमूनाकरण की स्थिति और परिणामों की उचित व्याख्या आवश्यक है।

KSTONE जीआईएस, जीआईएल और अन्य एसएफ₆-इंसुलेटेड विद्युत उपकरणों के लिए एसएफ₆ गैस विश्लेषक और गैस हैंडलिंग उपकरण प्रदान करता है, जो इंजीनियरों का समर्थन करता है।एसएफ₆ गैस गुणवत्ता परीक्षण, पुनर्प्राप्ति, उपचार और पुन: उपयोग.