Testeur complet de SF6 : Guide de diagnostic combiné multi-paramètres de gaz et d'identification des modes de défaut internes

Un défaut latent de GIS bloqué par l'analyse des composants gazeux malgré un test de tenue en tension « réussi »

Lors des tests de réception sur de nouveaux équipements GIS dans une certaine sous-station, le test de tenue en tension s'est déroulé sans problème et les contrôles d'isolation de routine n'ont révélé aucune anomalie. Cependant, lors de l'étape de test des gaz, les techniciens ont constaté que les niveaux de SO2 et de H2S dans un compartiment de gaz étaient significativement plus élevés que dans les autres compartiments, et du HF a également été détecté. L'équipement a été immédiatement suspendu de mise en service et ouvert pour inspection, ce qui a finalement révélé des marques de décharge partielle causées par une bavure d'assemblage à l'intérieur de ce compartiment. Si l'équipement avait été mis en service sur la seule base du résultat du test de tenue en tension, cette décharge latente de faible énergie se serait développée lentement pendant le fonctionnement et aurait pu entraîner un accident majeur.

Ce cas révèle un aperçu clé des tests d'équipement SF6 : le test de tenue en tension examine si l'équipement peut actuellement supporter la tension, tandis que l'analyse des composants gazeux enregistre ce qui s'est passé et se passe actuellement à l'intérieur de l'équipement. En lisant le gaz, on peut lire le véritable état interne de l'équipement.

Pourquoi un seul paramètre ne suffit pas : les trois paramètres forment un « forfait de contrôle de santé du gaz des équipements SF6 »

Le test de gaz SF6 comprend trois dimensions, chacune répondant à une question différente, et toutes sont indispensables :

Un seul instrument réalise les trois tests avec une seule connexion. Cela permet non seulement d'économiser du gaz SF6 et de réduire la charge de travail sur site, mais surtout de garantir que les trois ensembles de données proviennent du même compartiment de gaz au même moment, rendant ainsi possible le diagnostic combiné.

Fondamentaux de la chimie de décomposition du SF6 : d'où proviennent les gaz caractéristiques

Le SF6 pur est chimiquement extrêmement stable et très inerte. Cependant, lorsque des arcs électriques, des étincelles, des décharges partielles ou une surchauffe à haute température se produisent à l'intérieur de l'équipement, le SF6 se décompose en SF4, SF2 et en fluorures inférieurs de soufre et de fluor. Ces produits primaires réagissent davantage en présence de traces d'humidité et d'oxygène, et interagissent avec les contacts, les matériaux métalliques et les matériaux d'isolation solides pour produire des composants caractéristiques d'importance diagnostique :

Le SF4 et le SOF2 réagissent avec l'eau pour générer du SO2 et du HF ; le soufre réagit avec l'oxygène pour générer du SO2.

Les réactions avec les matériaux de contact/boîtier tels que le cuivre et l'aluminium génèrent des poudres de fluorure métallique (par exemple, fluorure de cuivre, fluorure d'aluminium).

Lorsque le défaut implique une isolation solide organique telle que la résine époxy et le PTFE, du CO, du CO2 et du CF4 sont produits.

Le H2S apparaît souvent en même temps que des processus de décharge/arcs électriques plus importants.

Le type, la concentration et le rapport des produits de décomposition « enregistrent » conjointement le niveau d'énergie du défaut, les matériaux impliqués et son processus de développement. Les décharges partielles/étincelles de faible énergie se décomposent en petites quantités et s'accumulent lentement, mais elles sont les plus facilement manquées par les tests de routine – précisément l'objet des tests de gaz sous tension.

Principes de mesure des trois paramètres

Humidité : un capteur d'humidité de haute précision importé mesure la température du point de rosée du gaz et la convertit automatiquement en teneur en humidité (µL/L, c'est-à-dire PPM) ; réponse rapide et bonne stabilité.

Pureté : un capteur de conductivité thermique avec compensation de température mesure le pourcentage volumique de SF6 en fonction de la différence de conductivité thermique entre le SF6 et les gaz de fond tels que l'air.

Produits de décomposition : des capteurs électrochimiques importés d'Europe détectent séparément le SO2, le H2S, le CO et le HF, avec une limite de détection aussi basse que 0,1 ppm (CO à 1 ppm).

L'instrument dispose d'une calibration automatique du zéro de la sonde, qui élimine automatiquement les erreurs système dues à la dérive du zéro, garantissant ainsi la précision de la mesure à chaque fois.

Matrice des paramètres techniques et de la capacité de diagnostic

Testeur complet de SF6, structure à poignée portable, écran tactile de 7 pouces ; le panneau est équipé d'une entrée de gaz, d'une vanne de régulation et d'un interrupteur d'alimentation.

Pureté du SF6 (méthode de conductivité thermique)

Humidité (point de rosée / teneur en humidité)

Produits de décomposition (électrochimique)

Instrument et environnement

Procédure d'exploitation de diagnostic combiné en sept étapes

Connexion sur site : connectez l'extrémité filetée du tube de mesure au connecteur de l'interrupteur de l'équipement et serrez-la avec une clé ; fermez la vanne de régulation de débit sur le panneau de l'hôte ; connectez une extrémité du raccord rapide à l'entrée du détecteur de produits de décomposition et connectez le tube d'échappement à la sortie.

Auto-étalonnage à la mise sous tension : allumez l'appareil ; l'instrument s'initialise et calibre automatiquement le point zéro ; vérifiez l'indicateur de batterie dans le coin supérieur droit, et chargez d'abord si la batterie est faible (la mesure peut se poursuivre pendant la charge).

Mesure du point de rosée / teneur en humidité : ouvrez d'abord la vanne à aiguille du tube de mesure, puis utilisez la vanne de débit du panneau pour réguler le débit à environ 0,5 SLM ; la première mesure prend 5 à 10 minutes en raison de l'air résiduel dans le tubing, tandis que les mesures ultérieures sur l'équipement prennent 3 à 5 minutes.

Mesure de pureté : régulez le débit à environ 0,2 SLM et lisez le pourcentage de SF6.

Mesure des produits de décomposition : à un débit d'environ 0,2 SLM, lisez le SO2, le H2S, le CO et le HF ; lorsque les concentrations dépassent anormalement la limite, il est recommandé de mesurer deux fois pour confirmation.

Interprétation combinée : combinez les trois paramètres, la température et l'humidité ambiantes, et la ligne de base historique de l'équipement, comparez avec le tableau des modes de défaut pour un jugement complet, et décidez s'il faut suivre, re-tester ou ouvrir l'équipement pour inspection.

Sauvegarder, archiver et terminer : entrez le numéro de test pour sauvegarder les données (imprimables) ; après le test, fermez d'abord la vanne à aiguille, puis déconnectez le tubing de l'équipement et de l'instrument en séquence ; après avoir mesuré un équipement à forte concentration, nettoyez le tubing avec de l'azote/air propre ; éteignez l'instrument une fois tout le travail terminé.

Identification des gaz caractéristiques et des modes de défaut