1、六氟化硫在线湿度测量装置校验 静态法六氟化硫在线湿度测量装置校验 静态法编制说明（征求意见稿）国网江苏省电力公司电力科学研究院二0一七年二月合同编号 ：能源20150397项目承担单位 ：国网江苏省电力公司电力科学研究院项目参加单位 ：国网安徽省电力公司电力科学研究院、国网浙江省电力公司电力科学研究院项目起讫日期 ：2015年08月-2017年5月项目负责人 ： 朱洪斌主要工作人员 ： 报告编写人 ： 张晓琴报告校阅人 ： 朱洪斌审 核 ： 张建国批 准 ： 目 录1 任务来源2 制定意义和依据3 制定过程4 制定原则5 主要制定内容及说明6 湿度测量换算公式7 饱和水蒸气压表摘 要本文对六氟
2、化硫湿度校验 静态法的制定起草过程做了说明，主要介绍了标准制定的任务来源、制定意义和依据、制定过程、制定原则和采用标准、制定内容及说明等。关键词：六氟化硫 湿度校验 静态法1 任务来源本标准是根据国家能源局国能科技2015283号文，“关于下达2015年能源领域行业标准制（修）订计划的通知”下达的任务，项目序号能源20150397的要求制定“六氟化硫在线湿度测量装置校验 静态法”。由国网江苏省电力公司电力科学研究院、国网安徽省电力公司电力科学研究院、国网浙江省电力公司电力科学研究院负责起草。2 制订意义和依据随着超特高压变电站建设的大规模展开，充气设备的状态监控愈发重要，主要包含湿度在线监测、
3、密度在线监测以及局部放电在线监测等，而SF6湿度在线测量装置是SF6在线监测装置中使用最为广泛的一种。充气设备的SF6湿度是影响其运行安全的关键指标，确保SF6设备湿度在线测量装置的准确可靠至关重要。目前，我国使用SF6设备湿度在线测量装置采用阻容法原理，以吸湿聚合物膜作为介质填充于一对电极间，气体中的水分被吸湿膜吸附并达到平衡，此时吸湿膜的介电常数发生变化，通过测量电极间的阻抗值或电容值的变化达到测量气体中含水量的目的。此类技术广泛应用于气体湿度的测量，具有装置简单、体积小、量程宽、价格低等优点，但由于原始物理测量对象是阻抗或电容，所以对测量环境温度要求高，必须具备温度补偿功能，另外气体中的
4、水分被吸湿膜吸附并达到平衡的系数与气体的运动状态有很大关系。此类湿度传感器的标定和校验，采用的是标准湿度气体流动的模式结合标准露点仪进行，而SF6设备内部的气体处于静止状态，造成标定系数错误引用，并且响应时间大幅度延长，SF6设备湿度在线测量装置起不到正确反映设备内部湿度变化的作用。国内外没有采用静态法进行校验的方法，制定以静态方法校验SF6设备湿度在线测量装置的标准，对保证SF6设备湿度在线测量装置的准确性和可靠性十分必要。本标准主要参考DL/T 506 六氟化硫电气设备中绝缘气体湿度测量方法、JJG 499 精密露点仪检定规程，并结合实际应用现状和需求进行制定。3 制定过程2015年9月，
5、根据电气化学标委会和标准编制计划要求，由国网江苏、安徽电科院成立了标准编写组。2015年10月至2016年8月，编写组认真分析国内外研究现状，江苏电科院研发了六氟化硫湿度在线静态校验装置，安徽电科院研制了一套可在压力状态下使用的标准湿度发生器，并编制了六氟化硫湿度校验 静态法的初稿。2016年8月至9月开展了协同试验，验证了六氟化硫湿度静态校验方法的有效性。2016年10月至11月，编写组对标准初稿进行初步评审和多次小范围讨论，着重对六氟化硫湿度校验方法的仪器与材料、准备工作、标准仪性能指标、试验步骤、报告等方面进行了研讨和修改，形成标准讨论稿。2016年12月，编写组邀请国网山东、浙江、上海
6、、湖北等电科院专家，在南通召开了标准初稿评审会。2017年1月至2月，编写组根据专家意见进一步修改标准初稿形成征求意见稿。2017年3月，标准征求意见稿上报到电气化学标委会。，电气化学标委会发文对标准进行征求意见。，收集、整理回函意见，提出征求意见汇总处理表，根据反馈意见完成标准修改，形成送审稿。，标准的送审稿上报到电气化学标委会。，由电气化学标委会在 主持召开了标准送审稿审查会，对六氟化硫湿度校验 静态法送审稿进行了评审。4 制定原则4.1 本标准按照GB/T 1.1-2009标准化工作导则 第1部分：标准的结构和编写规定的格式进行编写。4.2 以规范六氟化硫在线湿度测量装置的静态校验方法、
7、保证六氟化硫在线湿度测量装置检测数据的准确性为目的进行编写。5 主要制定内容及说明5.1 标准适用范围本节规定了本标准的适用范围。确定本标准适用于六氟化硫在线湿度测量装置的校验，其它类型在线湿度测量装置可参照本标准进行校验。5.2 规范性引用文件本节列出了与本标准内容相关的标准。引用的原则为：对与本规范内容有关的主要GB、JJG以及DL标准均逐条列出。5.3 方法原理对基于静态法的六氟化硫湿度在线测量装置校验原理进行了描述，列出了校验原理图。5.4 材料与仪器材料部分主要对氮气、空气和聚四氟乙烯管的技术要求进行了规定。仪器部分主要对标准湿度发生器、阻容式露点湿度仪、冷镜式露点仪、压力传感器、外
8、置循环泵的技术要求进行了规定。5.5 校验条件对校验过程的环境温度和湿度要求进行了规定。5.6 校验方法规定了校验前应开展的准备工作，包括检查待校装置的测量范围、输入输出信号，气路接口、针阀、插头等是否牢固。规定了湿度测量装置的校验步骤，将被校验湿度测量装置放入校验腔内，湿度标准发生器内生成定压定湿气体后注入校验腔内，校验腔内置有湿度标准传感器、温度标准传感器以及压力标准传感器；校准时，分别读取湿度标准传感器、温度标准传感器、压力标准传感器以及被校验湿度测量装置等仪器示值，完成校验；对于无法内置的被校验湿度测量装置，利用聚四氟管、循环泵等附件，将校验腔和被校验湿度测量装置组成闭式循环通路，校验
9、过程中保持校验腔和被校验湿度测量装置内气体充分流动，减少死体积对校验的影响。5.7 校验结果表达阐述了标准大气压力下露点值的换算方法，提供了被校验装置在每个校验点下修正值的计算公式。6 湿度测量换算公式对气体中湿度进行测量时可以用个测量单位来表达。如露点、饱和水蒸气压、体积比、重量比、绝对湿度、相对湿度。用测得的露点可以进行测量单位之间的换算。6.1 符号和意义ed在测量露点下的饱和水蒸气压，单位为（Pa）；注：当露点低于0时，如果露点传感器表面上的冷凝物为过冷却水，取过冷却水面上的饱和水蒸气压；如果露层传感器表面上的冷凝物为冰晶，取冰面上的饱和水蒸气压。pt测量系统的总压力，单位为帕（Pa）
10、；Vr体积比，单位为微升/升（L/L）；Wr重量比，单位为微克/克（g/g）；Mw水蒸气的相对分子质量；Mt测试气体的相对分子质量；es测量温度下水的饱和水蒸气压，单位为帕（Pa）；U相对湿度，单位为百分数（%）；Ta气样温度，单位为开（K）；dv绝对湿度，单位为克/升（g/L）；SVP0测量压力下的饱和水蒸气压，单位为帕（Pa）；SVPa大气压力下的饱和水蒸气压，单位为帕（Pa）；p0设备中的绝对工作压力，单位为帕（Pa）；pa大气压力，单位为帕（Pa）；6.2 各种测量单位之间的换算6.2.1 气体湿度的体积比 （L/L）6.2.2 气体湿度的重量比 （g/g）6.2.3 相对湿度6.2.
11、4 绝对湿度 （g/L）6.2.5 测量压力下的饱和水蒸气压 （Pa）7 饱和水蒸气压表7.1 过冷却水和冰的饱和水蒸气压如表1和表2所示。表1 过冷却水的饱和水蒸气压（0-50）温度0.00.10.20.30.40.50.60.70.80.90611.21606.79602.39598.02593.67589.36585.07580.81576.58572.38-1568.20564.05559.93555.83551.76547.72543.70539.71535.74531.81-2490.14524.00520.14516.31512.49508.71504.95501.21497.5
12、0493.81-3527.89486.50482.89479.30475.73472.1846866465.17461.69458.24-4454.81451.41448.02444.66441.32438.01434.72431.44428.19424.97-5421.76418.58415.41412.27409.15406.05402.97399.91396.88393.86-6390.86387.89384.93382.00379.08376.18373.31370.45367.61364.79-7362.00359.22356.46353.71350.99348.29345.6034
13、2.93340.29337.66-8335.04332.45329.87327.31324.77322.25319.74317.25314.78312.33-9309.89307.47305.07302.68300.31297.96295.62293.30291.00288.71-10286.44284.18281.94279.72277.51275.32273.14270.98268.83266.70-11264.58262.48260.39258.32256.26254.22252.19250.18248.18246.19-12244.22242.27240.32238.39236.482
14、34.58232.69230.82228.96227.11-13225.28223.96221.65219.85218.07216.30214.55212.81211.08209.36-14207.65205.96204.28202.61200.96199.31197.68196.06194.46192.86-15191.27189.70188.14186.59185.05183.53182.01180.51179.01177.53-16176.06174.60173.15171.71170.29168.87167.46166.07164.68163.31-17161.94160.59159.
15、24157.91156.58155.27153.96152.67151.38150.11-18148.84147.59146.34145.10143.87142.66141.45140.25139.06137.87-19136.70135.54134.48133.24132.10130.97129.85128.74127.64126.54-20125.46124.38123.31122.25121.20120.15119.12118.09117.07116.05-21115.06114.05113.06112.08111.11110.14109.18108.23107.29106.05-221
16、05.42104.50103.59102.68101.78100.89100.0099.1298.2597.39-2396.5395.6894.8393.9993.1692.3491.5290.7189.9089.11-2488.3187.5386.7585.9785.2184.4583.6982.9482.2081.46-2580.7380.0179.2978.5877.8777.1776.4775.7875.1074.42-2673.7473.0872.4171.4671.1070.4669.8269.1868.5567.92-2767.3066.6966.0865.4764.8764.2
17、863.6963.1062.5261.95-2861.3860.8160.2559.6959.1458.5958.0557.5156.9856.45-2955.9255.4054.8954.3753.8753.3652.8652.3751.8851.39-3050.9150.4349.9649.4949.0248.5648.1047.6547.2046.75-3146.3145.8745.4345.0044.5844.1543.7343.3142.9042.49-3242.0941.6841.2840.8940.5040.1139.7239.3438.9638.59-3338.2137.853
18、7.4837.1236.7636.4036.0535.7035.3535.01-3434.6734.3334.0033.6633.3333.0132.6932.3732.0531.73-3531.4231.1130.8130.5030.2029.9029.6129.3229.0328.74-3628.4528.1727.8927.6227.3427.0726.8026.5326.2726.00-3725.7425.4925.2324.9824.7324.4824.2323.9923.7523.51-3823.2723.0322.8022.5722.3422.1121.8921.6721.452
19、1.23-3921.0120.8020.5920.3820.1719.9619.7619.5519.3519.15-4018.9618.7618.5718.3818.1918.0017.8117.6317.4517.27-4117.0916.9116.7316.5616.3916.2116.0515.8815.7115.55-4215.3815.2215.0614.9114.7514.5914.4414.2914.1413.99-4313.8413.6913.5513.4013.2613.1212.9812.8412.7112.57-4412.4412.3012.1712.0411.9111.
20、7911.6611.5311.4111.29-4511.1611.0410.9310.8110.6910.5710.4610.3510.2310.12-4610.019.909.809.699.589.489.389.279.179.07-478.978.878.788.688.588.498.398.308.218.12-488.037.947.857.777.687.597.517.437.347.26-497.187.107.026.946.866.796.716.636.566.49-506.416.346.276.206.136.065.995.925.855.79注：本表根据IAP
21、WS（The International Association for the Properties of Water and Steam）参照90国际温标（ITS-90）于1997年发布的方程式延伸至负温区计算（Release on The IAPWS Industrial Formulation 1997 for the Thermodynamic Properties of Water and Steam）。表2 冰的饱和水蒸气压（0-60摄氏度）温度0.00.10.20.30.40.50.60.70.80.90611.154606.140601.163596.224591.33258
22、6.456581.627576.834572.078567.357-1562.671558.021553.405548.825544.279539.767535.290530.846526.436522.059-2517.716513.405509.128504.882500.669496.488492.339488.222484.136480.081-3476.057472.063468.101464.168460.266456.394452.552448.738444.955441.200-4437.474433.777430.109426.469422.857419.273415.716
23、412.187408.686405.211-5401.764398.343394.949391.581388.240384.924381.635378.371375.132371.919-6368.731365.568362.430359.316356.227353.162350.121347.104344.111341.141-7338.195335.272332.372329.495326.640323.809320.999318.212315.447312.705-8309.983307.284304.606301.949299.314296.699294.105291.533288.9
24、80286.448-9283.937281.445278.974276.522274.090271.678269.285266.911264.556262.221-10259.904257.606255.326253.066250.823248.598246.392244.203242.033239.879-11237.744235.626233.525231.441229.374227.324225.291223.275221.275219.291-12217.324215.373213.438211.518209.615207.727205.855203.998202.157200.331
25、-13198.520196.724194.942193.176191.424189.687187.964186.256184.561182.881-14181.215179.563177.925176.300174.689173.091171.507169.936168.378166.833-15165.302163.783162.27160.783159.303157.834156.378154.935153.504152.084-16150.677149.282147.898146.527145.167143.818142.481141.156139.842138.538-17137.24
26、7135.966134.696133.437132.189130.951129.724128.508127.302126.106-18124.921123.746122.581121.427120.282119.147118.022116.907115.801114.705-19113.618112.541111.473110.415109.366108.326107.295106.273105.260104.256-20103.260102.274101.296100.32699.36598.412797.468796.532995.605494.6861-2193.774992.871891.97691.089490.21089.338488.474687.618486.769985.9289-2285.095484.269383.450582.639181.83581.038080.248279.465478.689777.9209-2377.159076.403975.655774.914274.179473.451172.729572.014471.305770.6035
