Отклонение от максимально допустимых примесных уровней при повторном использовании
Различают 4 типа примесей, а именно:
- инертные газы;
- химически активные газы (токсичные и/или коррозионные);
- Влага (водяной пар);
- Конденсированные загрязняющие примеси (масло, пыль).
Выбор максимально допустимых примесных уровней при повторном использовании основывается на:
· Максимально допустимые уровнив оборудовании, т.е. уровни примесей, выше которых функции оборудования начинают ухудшаться или возникает опасность для здоровья. Эти уровни взяты из Таблицы 9 Приложения 1 и представлены в колонке 4 Таблицы 1.
· Чувствительность обнаружения примесей,т.е. уровни, которые можно выявить с помощью соответствующего оборудования. Эти уровни представлены в колонке 6 Таблицы 1.
· Предотвращение избыточных конструктивных технических характеристик,что привело бы к увеличению стоимости газотехнологических операций
Нетоксичные и коррозионностойкие газыприемлемы в оборудовании до 3 % vol (см. Приложение 1). Уровень при повторном использовании выбирается равным этому значению, в связи с тем, что запас прочности не требуется.
Для химически активных(токсичных и коррозионных) газов наиболее острой является проблема токсичности. Суммарная концентрация всех токсичных газов определяется с коэффициентом запаса прочности два для самого худшего случая (наличие только токсичных газов в большом количестве).
Для влаги, основными являются только три основных уровня, а именно,
- Уровень содержания влаги, выше которого возникает конденсация жидкости, и который, в единицах парциального давления водяного пара составляет 611 Па [1.16].
- Максимально допустимый уровень в оборудованиисогласно МЭК 60694, выбранный для предотвращения конденсации жидкости. Он определяется точкой росы -5 °C,
что соответствует давлению водяного пара 400 Па [1.16], составляющему приблизительно две третьих от уровня конденсации жидкости PH20 = 611 Па.
- Основной уровень содержания влаги в оборудовании,который обычно колеблется в диапазоне 100 ...300 Па [1.15].-Этот уровень устанавливается в результате процессов сорбции-десорбции на внутренних поверхностях оборудования и адсорбере, и таким образом, является характеристикой конструктивного исполнения и состояния оболочки. Его нельзя понизить путем заполнения сухим газом, т.к. поверхности и адсорбер содержат приблизительно на два порядка большее количество влаги, чем могло бы быть внесено водонасыщенным газом. (см. Приложение 4, раздел) 4).
Поэтому, критерием повторного использования считается величина давления водяного пара, не превышающая 150 Па, что соответствует точки росы -15 °C [1.16]. Этот уровень обеспечивает запас прочности с коэффициентом 2.7 относительно максимально допустимого уровня в оборудовании (400 Па) и запас с коэффициентом 4 относительно уровня, выше которого может возникнуть конденсация жидкости. (611 Па).
На фиг. 1 показаны рассмотренные выше уровни влаги в рекомендованных единицах ppmv, а также рабочее давление p.
Рис. 1: Уровни влаги [ppmv] в зависимости от давления газа p. Верхняя кривая: предел конденсации влаги (611 Па, Td = 0 °C). Средняя кривая: Максимальная концентрация в оборудовании согласно МЭК 60694 (400 Па, Td = -5 °C). Нижняя кривая: Предложенный максимально допустимый уровень для повторного использования (150 Па, Td = - 15 °C). Ступенчатая кривая: различие между низким (< 200 кПа) и полным (< 750 kPa) диапазонами давлений при повторном использовании.
 |
Так как значения ppmv получены как отношение давления водяного пара pH20 к давлению газовому p, то они обратно пропорционально зависят от давления газа p. Шкала ppmv позволяет непосредственно снимать показания запаса прочности между этими тремя кривыми конденсации жидкости, МЭК 60694 и предложенного максимального примесного уровня при повторном использовании. На рис. также показан базисный диапазон основного уровня содержания влаги (заштрихованная область).
На практике определение уровней ppmv при повторном использовании для каждого давления отдельно считается трудоемким процессом. Поэтому, предлагается упростить критерий влагоемкости при повторном использовании,путем определения диапазона низких давлений повторного использования внутри полного диапазона давлений повторного использования, показанного ступенчатой линией:
- Полный диапазон давлений повторного использования элегазаниже 750 кПа относится как к изоляционным системам высокого и среднего напряжения, так и ко всем выключателям. Необходимое универсальное оборудование для регенерации должно подвергать элегаз сжатию до сжижения.
- Диапазон низких давлений повторного использования элегазаниже 200 кПа предназначен только для изоляционных систем среднего напряжения. Имеются и могут использоваться недорогие устройства для регенерации, так как отсутствует необходимость подвергать элегаз сжатию до сжижения и, следовательно, применение таких устройств более экономично.
Критерии повторного использования для обоих диапазонов давлений выбраны такими, что предельная кривая, соответствующая давлению водяного пара 150 Па, построена при самом высоком давлении повторного использования в диапазоне, а именно, 200 кПа для диапазона низкого давления и 750 кПа для полного диапазона давлений.
Для твердых загрязняющих веществ предельные концентрации до настоящего времени не определены. Однако, практический опыт показал, что мелкопористые пылеулавливающие фильтры могут эффективно поглощать эти загрязняющие вещества. Поэтому, в Таблице 1 вместо максимально допустимых примесных уровней, дано условие, что пылеулавливающий фильтр с размером пор 1 mм должен поглощать твердые загрязняющие вещества.
Точно так же предельные концентрации не определены и для масляных загрязнений. Поэтому рекомендуется избегать таких загрязнений, за счет сокращения или исключения использования в оборудовании с элегазовой изоляцией масла для смазки, и применять работающее без смазки оборудование для выполнения газотехнологических операций и регенерации. Если наличие масла исключить невозможно, необходимо установить в регенератор специальный масляный фильтр. Практический опыт показывает, что такой фильтр снижает содержание масла до менее 1 мг/м3. Более подробно см. Приложение 1.
Таблица 1: Вещества, загрязняющие элегаз; основные источники, ухудшающие эффекты, максимально допустимые пределы в оборудовании, предполагаемые максимально допустимые уровни загрязнений при повторном использовании регенерированного элегаза и практические чувствительности обнаружения загрязнений.
| Загрязнение | Основной источник | Ухудшающий эффект | Максим. допустимые уровни заг-рязнений в обо-рудовании | Предполагаемые макси-мально допу-стимые уров-ни загрязне-ний при повторном использова-нии | Практическая чувствительность обнаружения загрязнений |
| Химически не активные газы: Воздух CF4 | Газотехнологические опе-рации Коммутация | Снижение коммутацион-ной спо- собности Ухудшение изоляционных свойств | 3%vol | 3%vol total | <1%vol |
| Химически ак-тивные газы или пары: SF4, WF6 SOF4, SO2F2 SOF2, S02, HF | Дуговой раз-ряд ЧР Повторные реакции | Токсичность Разрушение изоляционной поверхности | 100ppmv 2000ppmv | 50 ppmvtotal1) | ~ 10 ppmvtotal |
| Влага | Десорбция с поверхностей и полимеров | Ухудшение изоляционной поверхности за счет конденсации жидкости | pH20< 400 Па 2) | pH20 < 150 Па (Td<-15°C) 750 ppmv при p < 750 kPa 3) 200ppmv при p < 750 kPa 3) | < 10 Па 4) |
| Масло | Насосы, смазка, вводы в оборудова-ние с масля-ной изоляцией | Ухудшение изоляционной поверхности за счет обугливания | Не определено | 10mg/m3 5) | < 1 mg/m3 |
| Пыль Сажа Пыль/частицы | Дуговой раз-ряд, ЧР Сборка, механический износ | Ухудшение изоляционной поверхности из-за проводя-щих отложе- ний, ухудшение газовой и поверхнос-тной изоляции | Не определено | Необходимо удалять с помощью пылеулавливающего фильтра с размерами пор < 1 mм |
1) или, эквивалентно, 12 ppmv SO2 + SOF2, см. Приложение 2, раздел 2
2) на базе МЭК 60694 и соответствует точке росы Td = -5°C.
3) в пределах полного диапазона давлений повторного использования p < 750 kPa, во всех случаях, (ВН и системы изоляции на среднее и высокое напряжение, а также все выключатели), диапазон низких давлений повторного использования p < 200 kPa был определен, чтобы выделить системы изоляции низкого давления (обычно используемые при распределении среднего напряжения).
4) соответствует точке росы Td = -45 °C
5) соответствует 0.3 ppmw в чистом SF6 при 500 кПа