Niezależnie od tego, czy jest to zima przy temperaturze -10 °C, środek lata, czy też zmienne ciśnienie w układzie – przyrząd analityczny GA11 firmy WIKA zapewnia stabilne i powtarzalne wyniki pomiarów niezależnie od warunków otoczenia. Jest to możliwe dzięki inteligentnemu połączeniu kompensacji temperatury, korekcji rzeczywistego gazu oraz cyfrowej architektury czujników.
Rozdzielnice wysokiego i średniego napięcia nie są laboratoriami, lecz obiektami eksploatacyjnymi, w których panują rzeczywiste warunki otoczenia. Różnice temperatur wpływają na właściwości czujników wszystkich istotnych parametrów pomiarowych, od czystości i wilgotności po produkty rozkładu. Bez kompensacji pojawiają się odchylenia, które mogą prowadzić do błędnych interpretacji i niepotrzebnej manipulacji gazem SF6. Urządzenie analityczne GA11 stanowi odpowiedź właśnie na to wyzwanie i gwarantuje, że pomiary pozostają wiarygodne, również w rzeczywistych warunkach eksploatacyjnych.
Architektura czujnika o szerokim zakresie kalibracji
Rysunek 1: Porównanie zmierzonych wartości stężenia SO₂ wynoszącego 19,9 ppm przed kompensacją temperatury (u góry) i po niej (u dołu).
Czujnik GA11 jest skalibrowany w zakresie temperatur od -10 °C do +50 °C. Dzięki temu dokładność pomiarowa czujników pozostaje niezawodna i stabilna nawet poza idealnymi warunkami laboratoryjnymi. Czujniki elektrochemiczne do pomiaru SO₂, HF, H₂S i CO są wyposażone w funkcję ciągłej kompensacji temperatury, która pozwala w sposób ukierunkowany wyrównać wpływ temperatury na sygnał pomiarowy.
Rysunek 1 przedstawia przykład działania tej kompensacji temperatury przy użyciu czujnika 20 ppm SO2 w przyrządzie. Ponieważ szybkość reakcji elementów czujników elektrochemicznych wzrasta wraz ze wzrostem temperatury, bez korekcji sygnał pomiarowy również wzrastałby w zależności od temperatury. Zintegrowana kompensacja zapewnia precyzyjne zrównoważenie tego efektu.
Czujnik akustyczny stosowany do określania czystości mieszanek SF6 jest również zależny od temperatury. Mierzy on prędkość dźwięku, a zatem zależy od gęstości mierzonego gazu, która również zmienia się wraz z temperaturą. Czujnik ten jest zatem kompensowany w całym zakresie pracy urządzenia GA11. Każdy czujnik posiada indywidualną tabelę kalibracyjną, aby zapewnić maksymalną precyzję.
Korekcja temperaturowa odbywa się w czasie rzeczywistym i kompensuje konkretnie efekty zależne od temperatury w elementach czujnika – zapewniając wiarygodne wyniki pomiarów we wszystkich warunkach pracy.
Precyzyjny pomiar wilgotności dzięki korekcji uwzględniającej właściwości rzeczywistego gazu
Rysunek 2: Porównanie temperatur topnienia lodu w SF₆ (po lewej) i w powietrzu (po prawej).
Zarówno ciśnienie, jak i temperatura są czynnikami decydującymi o precyzyjnym pomiarze wilgotności. Dlatego też czujnik GA11 mierzy wilgotność bezpośrednio pod ciśnieniem systemowym, uwzględniając rzeczywiste właściwości fizyczne danego gazu.
Rysunek 2 przedstawia porównanie temperatur topnienia warstwy lodu w SF6 i w powietrzu. Podczas gdy temperatura topnienia w powietrzu wynosi 0,01°C, w SF6 przesuwa się ona do zakresu od 5 do 7°C z powodu tworzenia się hydratów. Rysunek przedstawia zdjęcia mikroskopowe powierzchni lustra, które pokazują – od góry do dołu – warstwę lodu, początek procesu topnienia oraz całkowite stopienie.
Kluczową cechą wyróżniającą model GA11 jest jego wielokrotna kalibracja dla N2 (powietrze), SF6 i CO2. Wynika to z faktu, że zachowanie punktu zamarzania i punktu rosy w tych gazach znacznie się różni. We współpracy z partnerem zewnętrznym firma WIKA szczegółowo zbadała te zjawiska – a wyniki zostały zapisane jako wartości korekcyjne bezpośrednio w czujniku.
Połączenie pojemnościowego czujnika wilgotności i korekcji rzeczywistego zachowania gazu w obecności wody zapobiega w ten sposób systematycznym odchyleniom. Mogłyby one wystąpić podczas pomiarów przy ciśnieniu atmosferycznym lub w oparciu o modele idealizowane. Ponadto ta koncepcja pomiarowa umożliwia również niezawodny pomiar wilgotności w alternatywnych gazach izolacyjnych. W tym przypadku klasyczne lustra punktu rosy nie są już odpowiednie ze względu na kondensację poszczególnych składników.
W ten sposób GA11 zapewnia precyzyjne wyniki pomiarów, które realistycznie i powtarzalnie odzwierciedlają rzeczywiste warunki panujące w komorze gazowej.
Stałe wartości pomiarowe w terenie
Kompensacja temperatury działa w połączeniu z architekturą czujników cyfrowych. Zautomatyzowany proces pomiarowy dodatkowo ogranicza wahania, ponieważ oprogramowanie automatycznie wykrywa, kiedy uzyskane wartości pomiarowe osiągną wystarczającą stabilność w trakcie pomiaru. Dzięki temu użytkownicy otrzymują wiarygodne wyniki bez konieczności powtarzania pomiaru.
Solidna podstawa do obsługi, diagnostyki i dokumentacji
Niezależnie od tego, czy chodzi o rutynową konserwację, uruchomienie czy diagnostykę usterek – spójne wartości pomiarowe ułatwiają podejmowanie decyzji technicznych i zmniejszają ryzyko podjęcia zbędnych działań. Operatorzy zyskują dzięki mniejszej liczbie błędnych interpretacji, przejrzystemu wyświetlaniu wartości granicznych oraz kompleksowej dokumentacji. Zapewnia to precyzyjną kontrolę wartości granicznych, zgodnie z wymogami norm takich jak IEC 60376 i 60480.
Wnioski
Urządzenie GA11 pokazuje, jak działa precyzyjna analiza gazów w rzeczywistych warunkach. Kompleksowa kompensacja temperatury oraz uwzględnienie rzeczywistego zachowania gazów to kluczowe elementy zapewniające powtarzalne wyniki pomiarów, niezależnie od pogody, temperatury otoczenia czy stanu pracy systemu.
Uwaga
Więcej informacji o produkcie można znaleźć na stronie internetowej firmy WIKA. W razie jakichkolwiek pytań osoba kontaktowa chętnie udzieli pomocy.
Polecamy również nasze artykuły
GA11 – Pomiar SF6 w instalacjach wysokiego napięcia
Wysoce dokładny pomiar wilgotności SF6 w rozdzielnicach
Rozdzielnice w izolacji gazowej: Znaczenie SF₆