Comment tester le gaz SF6

Il est important de tester le gaz SF6 à l'intérieur du GIE (Gas Insulated Equipment) car il assure la sécurité de l'opérateur et protège l'équipement des dommages. Lorsqu'un échantillon de gaz SF6 est prélevé sur un équipement, il est comparé aux spécifications du fabricant afin de vérifier si le gaz et l'équipement se trouvent dans une plage de santé acceptable. Si vous ne savez pas si l'équipement contient ou non des contaminants, il est plus sûr de supposer que c'est le cas. Tout événement d'arc (générant de la chaleur > 380°F) créera des sous-produits, par conséquent tous les opérateurs travaillant sur le GIE qui a été précédemment installé doivent suivre toutes les précautions de sécurité recommandées.

Méthodes de test du gaz SF6

Il existe trois méthodes couramment utilisées pour tester le gaz : tests sur site à l'aide d'un analyseur sur le terrain, analyse en laboratoire et surveillance en ligne. Spécifications du fabricant, exigences gouvernementales/organisationnelles, et d'autres facteurs détermineront la méthode utilisée. Chaque méthode présente différents degrés de précision, d’efficacité et de coûts, ce qui rend important le choix de la bonne méthode. Pour les besoins de cet article, nous nous concentrerons sur l'utilisation d'un analyseur de niveau champ.

Éviter les contaminants

Avant d’aborder la manière d’effectuer un test, il est important de prendre un peu de recul et d’examiner comment gérer correctement le SF6 analysé. N'oubliez pas que la qualité des résultats de l'analyse dépend de l'échantillon que vous fournissez à l'appareil de mesure. Étant donné que presque tout ce avec quoi nous travaillons contient de l’eau, l’accent sera mis en grande partie sur l’évitement de ce contaminant.

L’utilisation des bons matériaux est essentielle pour obtenir un échantillon d’humidité précis. D'une manière générale, les matériaux normalement utilisés pour manipuler le SF6 n'ont pas d'impact sur la pureté ou sur l'échantillonnage des sous-produits de l'arc. Bien qu'il soit acceptable de manipuler du SF6 avec des pièces contenant du caoutchouc, telles que des tuyaux, il constitue une source majeure de contamination par l'humidité pour les petits volumes de SF6 utilisés pour l'analyse et DOIT être évité. Les tuyaux d'échantillonnage sont généralement fabriqués à partir d'un matériau de type téflon avec des raccords en acier inoxydable. Il est également important que les régulateurs utilisés contiennent des membranes en acier inoxydable, en Hastelloy ou en laiton. Certaines erreurs de manipulation courantes peuvent également avoir un impact négatif. Ceci comprend:

• Mauvaise manipulation de l'équipement d'échantillonnage, des tuyaux et des raccords. La sueur des doigts de quelqu'un qui pénètre sur la surface d'un raccord peut provoquer une forte augmentation de l'humidité.
• Une fuite sur un tuyau ou un raccord peut également introduire de l'humidité dans un échantillon. Sur certains appareils, cela peut également entraîner une diminution de la pureté du gaz.
• Effectuer des tests lorsque les températures ambiantes sont trop basses peut conduire à de fausses lectures de séchage.

Avant de commencer, votre appareil fonctionne-t-il correctement ?

Qu'il s'agisse de consulter les brochures de nouveaux appareils ou d'essayer de vérifier que les unités existantes fonctionnent correctement, il est très important de comprendre les spécifications de chaque type de capteur utilisé par un analyseur. Les tolérances pour chaque type indiquent ce qui est attendu lors d'une mesure par rapport à une valeur connue. Nos « valeurs connues » sont gaz certifiés qui sont utilisés pour vérifier le bon fonctionnement des équipements de test de toute nature. Il convient de noter que ces gaz ont également une tolérance. Sur la plupart des certificats, vous verrez « Résultat(s) analytique(s) » et + 2% à 10% du résultat affiché. Reportez-vous à la fiche d'exemple ci-dessous :

Examinons quelques exemples de tolérances de capteur annoncées et ce que devrait donner la lecture résultante sur l'appareil lors d'une mesure par rapport à un gaz d'étalonnage :

Pourcentage de volume de gaz (%)

Tolérance annoncée du capteur : + 0.5%

• Exemple d'essai : Bouteille de gaz d'étalonnage certifiée par un SF₆ Pourcentage volumique de 98,00 %. Les lectures sur l'appareil doivent être comprises entre 97,5% et 98,5%. Si les lectures sont en dehors de cette plage, votre capteur doit être réparé.
  

Produits de décomposition (SO2, HF, CF4, H2S, CO, etc.) (ppmV)

Tolérance annoncée du capteur : + Lecture pleine échelle 2%, plage 0-500 ppmV

• Exemple d'essai : Bouteille de gaz d'étalonnage certifiée à 200 ppmv SO2. À 2% (sur 500), la tolérance de votre capteur est de ±10 ppmV. Ainsi, si vous testez le capteur avec ce gaz d'étalonnage et qu'il ne lit pas entre 190 et 210 ppmV, le capteur est hors tolérance.

H2O (Point de rosée °C)

Tolérance annoncée du capteur : + 2°C avec une plage de -60ºC à ±20ºC

• Exemple d'essai : Bouteille de gaz d'étalonnage certifiée à -36ºC. Votre analyseur doit lire entre -34ºC et -38ºC. S'il ne lit pas dans ces limites, le capteur est hors tolérance.
  
  
  *Note que de nombreux analyseurs utilisent le ppmV au lieu du point de rosée. Ces deux unités partagent une relation non linéaire, et vous pouvez utiliser le graphique ci-dessous pour convertir entre les deux :

Tests au GIE

Une fois que vous avez confirmé que votre analyseur fonctionne correctement, il est temps de vous connecter au compartiment gaz du GIE et d'effectuer un test. Voici un extrait gratuit de notre la formation en ligne qui montre comment faire fonctionner correctement un analyseur SF6 :

Test d'une bouteille de gaz SF6

Alors que les méthodes de test de SF₆ Les cylindres et les disjoncteurs sont les mêmes, le comportement de l'humidité dans chacun est radicalement différent. Dans un disjoncteur, le gaz est toujours sous forme de vapeur, les lectures auront donc tendance à être assez stables et répétables. Par contre, dans un cylindre, c’est l’inverse. Les bouteilles contiennent généralement du liquide et de la vapeur. La partie vapeur au-dessus du gaz liquéfié est appelée tête ou espace vapeur.

L’humidité a tendance à rester dans l’espace libre à l’intérieur des bouteilles. C'est la raison principale pour laquelle il existe deux normes différentes pour le SF6 en bouteilles, une pour le liquide (ASTM) et une autre pour les phases vapeur (CIGRE). Les appareils sur le terrain ne peuvent pas tester à partir de la phase liquide, c'est pourquoi les normes s'appliquant à l'espace libre doivent être utilisées.

Lors du test de l’espace vapeur, le premier test sera normalement le plus humide. Chaque test effectué ensuite en séquence sera plus sec à chaque test. Cela se produit pour deux raisons : 1) SF sec₆ vaporise et dilue les niveaux d’humidité. 2) une énorme perte d'énergie se produit lorsque SF₆ se vaporise, provoquant une chute de température qui fait que l'humidité se condense puis gèle.

Conseils généraux

Analyseurs de gaz avec systèmes de pompage :

• La fonction de pompage ne fonctionne que jusqu'à un maximum de 145 psig
• Il ne peut pas être réinjecté dans des cylindres contenant du SF6 liquéfié.
• Les régulateurs n’autorisent l’écoulement du gaz que dans un sens. Il n'est pas possible de pomper à travers un régulateur.
• Avant de réinjecter le gaz échantillon dans un disjoncteur, assurez-vous qu’aucun test supplémentaire n’est nécessaire ce jour-là. Un nouveau test du SF6 après un retour de pompe entraînera une lecture d'humidité incorrecte, normalement une forte augmentation. Ce n’est qu’une petite quantité d’humidité introduite, mais il faut du temps pour que le gaz se réhomogénéise. Attendez au moins 24 heures.
• Les analyseurs avec fonction de pompage contiennent 2 à 3 échantillons. Si des tests supplémentaires sont nécessaires sur le même volume de gaz, disposez d'un sac de récupération de gaz dans lequel vider l'appareil avant de pomper à nouveau.

Autres remarques générales :

• N'utilisez pas de Loctite/produit d'étanchéité liquide pour filetage sur les raccords utilisés pour l'échantillonnage du SF6. Les dégagements de gaz chimiques peuvent encrasser l'équipement de test.
• Il est normal que les valeurs d'humidité diminuent sur les cylindres lors de la réalisation de plusieurs tests consécutifs. Ceci est dû au refroidissement du gaz pendant la vaporisation et au gaz très sec entrant dans l’espace vapeur.
• Assurez-vous toujours que votre appareil est chargé avant de vous rendre sur un chantier.
  
  
  Confus? Besoin de matériel, de formation ou de conseils ? Contactez-nous à ventes@gasquip.com pour que nous puissions vous aider !