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六氟化硫SF6气体​状态参数曲线及应用-约泰电力

发表时间:2021-09-09 08:23作者:约泰电力/yuetaipower

SF6气体临界常数。在一定温度下,实际气体压力与体积的关系曲线称为实际气体的等温线。实际气体的等温线平直部分正好缩成一点时的温度称为临界温度,表示气体可被液化的最高温度。在临界温度时,使气体液化所需的最小压力称为临界压力。SF6气体的临界压力和临界温度较高,临界压力为3.84MPa,临界温度为45.54℃,此时的密度是7.3g/L。


状态参数曲线及应用。由于SF6气体分子量大,分子间作用力强,理想气体状态方程的计算结果与实际偏差较大。为便于工程应用,通常把SF6气体状态变化的温度、压力和密度间的关系绘成状态参数曲线图,查阅图中曲线可求出SF6气体参数。图11为SF6气体状态参数曲线图,电气设备常用的温度为50~+100℃,压力范围为200~1000kPa,通常只取其工作部分。


图1 SF6气体状态参数曲线图

M—熔点,tM=50.8℃,pM=0.23MPa;B—沸点,tB=63.8℃,pB=0.1MPa


应用图1,当其中两个参数已知时,可方便地计算出SF6气体的状态参数,并求取其液化或固化的温度。

1)计算断路器内SF6气体的充气体积。【例1】某SF6气体断路器,在20℃时工作压力为0.45MPa(表压),SF6气体充装量为31kg,求断路器内部充气体积。解:绝对压力=0.45+0.10=0.55(MPa);查图1可知,SF6气体密度ρ=35(kg/m3);

计算得到断路器内部充气体积V=31/35=0.886(m3)。


2)求SF6气体断路器充气工作压力随环境温度变化的允许范围。

【例2】在20℃时,充气工作压力为0.45MPa的SF6气体断路器,环境温度在10~30℃变化时,若保持密度ρ=35kg/m3不变,求SF6气体断路器的充气工作压力变化的允许范围。

解:由图11可知:当密度ρ=35kg/m3时,温度为10℃时,绝对压力为0.49MPa;温度为30℃时,绝对压力为0.58MPa。结果表明,环境温度为10~+30℃时,扣除大气压0.1MPa,SF6气体断路器的充气工作压力(表压)的允许范围可选择0.39~0.48MPa。3)求取不同工作压力下的SF6气体液化温度。


【例3】SF6气体的温度为20℃,在压力为550kPa时,求SF6气体的液化温度。

解:SF6气体的压力为表压,绝对压力=0.55+0.1=0.65(MPa);

根据绝对压力查图11可知,相应的密度值为44g/mL,其液化点与AMB线的交点对应于横轴的温度为液化温度,其值为24℃。由图11可知,SF6气体的温度不变,压力上升时,液化温度升高;当SF6气体压力增加到某个值时,可能在常温液化,所以电气设备的SF6气体压力不能充装过高。同时,若SF6气体温度太低,也容易液化,因此在高寒地区,SF6电气设备要采取保温措施。

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