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金屬封閉開關設備及其元件充氣隔室的壓力耐受試驗和氣體狀態測量檢測

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發布時間：2025-10-21 05:57:07 更新時間：2025-10-20 05:57:08

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作者：中科光析科學技術研究所檢測中心

金屬封閉開關設備充氣隔室壓力耐受試驗與氣體狀態測量檢測綜述

金屬封閉開關設備作為電力系統中的核心組件，其安全性與可靠性直接關系到電網的穩定運行。充氣隔室是此類設備的關鍵部分，通常填充有絕緣性能優異的氣體（如SF6或干燥空氣），以保障開關設備的絕緣強度與滅弧能力。為確保充氣隔室在長期運行或極端工況下不發生氣體泄漏、壓力異常或絕緣失效，必須進行嚴格的壓力耐受試驗和氣體狀態測量檢測。這些檢測項目不僅驗證隔室的結構完整性和密封性能，還評估內部氣體的物理化學狀態，從而預防因壓力波動或氣體劣化引發的設備故障。通過系統化的檢測流程，可以及早發現潛在缺陷，指導設備維護與更換，有效提升電力系統的整體安全水平。

檢測項目

充氣隔室的檢測主要包括壓力耐受試驗和氣體狀態測量兩大類項目。壓力耐受試驗側重于評估隔室的機械強度和密封性，具體涉及靜態壓力試驗、動態壓力循環試驗以及泄漏率測試。靜態壓力試驗模擬設備在額定壓力下的長期承載能力，檢查隔室壁和焊縫是否變形或破裂；動態壓力循環試驗則通過反復加壓和減壓，檢驗隔室在溫度變化或操作沖擊下的疲勞耐受性；泄漏率測試用于量化氣體逸散速率，確保隔室密封符合運行要求。氣體狀態測量則關注充氣介質的質量，包括氣體壓力監測、濕度檢測、純度分析以及分解產物檢測。壓力監測驗證氣體是否維持在預設范圍內；濕度檢測防止水分積聚導致絕緣下降；純度分析確保氣體未被空氣或其他雜質污染；分解產物檢測則識別因電弧或過熱產生的有害物質，避免設備性能劣化。

檢測儀器

進行上述檢測需依賴高精度專用儀器。壓力耐受試驗常用設備包括數字壓力表、壓力傳感器、增壓泵和密封性檢測儀。數字壓力表用于實時讀取隔室壓力值，精度可達0.5級；壓力傳感器與數據記錄儀配合，實現壓力變化的連續監測；增壓泵可模擬高壓環境，施加試驗所需壓力；密封性檢測儀（如氦質譜檢漏儀）通過 tracer 氣體法精確測定泄漏點與泄漏量。氣體狀態測量則需使用微水儀、氣體純度分析儀、氣相色譜儀和紅外光譜儀。微水儀測量氣體中水蒸氣含量，靈敏度達ppm級；氣體純度分析儀快速判定SF6或空氣的組分比例；氣相色譜儀和紅外光譜儀用于定性定量分析氣體分解產物，如SO2、HF等，以評估絕緣介質的化學穩定性。

檢測方法

檢測方法需遵循規范操作以確保結果準確。壓力耐受試驗中，靜態壓力試驗通常采用階梯升壓法，逐步增加壓力至額定值的1.5倍并保壓一段時間，觀察隔室有無變形或異常聲響；動態壓力循環試驗則在高低壓間交替進行數百次，記錄壓力衰減曲線；泄漏率測試多使用壓降法或氣體示蹤法，通過監測壓力變化或 tracer 氣體濃度計算泄漏量。氣體狀態測量時，壓力監測通過安裝的壓力表或傳感器直接讀取；濕度檢測需取樣后使用微水儀在恒定溫度下分析；純度分析借助氣體分析儀抽取樣本進行組分比較；分解產物檢測則采集氣體樣品，利用色譜或光譜技術分離并識別特定化合物。所有檢測均需在設備停電并充分放電后進行，確保操作安全，數據需多次測量取平均值以減小誤差。