一种六氟化硫气体中硫酰氟组分含量的检测方法技术

本发明专利技术公开了一种六氟化硫气体中硫酰氟组分含量的检测方法，其方法是将气体组分浓缩装置连接至气相色谱质谱联用仪后，从气体组分浓缩装置的进样口进一定体积的含低浓度硫酰氟的六氟化硫气体样品，样品经浓缩装置三级冷阱的浓缩、富集和解析后，会自动进入气相色谱质谱联用仪，经气相色谱质谱联用仪采集、分析和数据处理后，得出样品的谱图和含量。试验结果表明，将含0.5μL/L硫酰氟的六氟化硫气体样品经浓缩装置的浓缩富集后，气相色谱质谱联用仪检测出硫酰氟组分峰效果明显，响应值得到很大提高。该方法有效提高了待测样品的进样浓度，进而提高了检测仪器的检出限。本发明专利技术具有操作简便、效率高、灵敏度高等优点，具有很高的推广价值。

【技术实现步骤摘要】
一种六氟化硫气体中硫酰氟组分含量的检测方法
本专利技术属于气体组分检测领域，尤其涉及一种六氟化硫气体中硫酰氟组分含量的检测方法。
技术介绍
纯净的六氟化硫气体无色、无味、无臭、不燃，在常温下化学性能稳定，属惰性气体，具有绝缘油所无法比拟的优势，因而广泛应用于电气设备中。众多的研究和实践发现，当六氟化硫电气设备出现局部放电、火花放电和电弧放电等情况时，六氟化硫气体在高温电弧等的作用下会分解成多种低氟硫化物。这些化学上活泼的低氟硫化物可以与环境中存在的空气(主要是氧气)、水分接触到的绝缘材料等反应，产生多种衍生物，其中准确地检测各典型放电特征分解物硫酰氟组分的含量，可初步判定设备中的放电形式，从而达到诊断电气设备潜伏性故障的目的。然而典型放电特征分解产物硫酰氟含量一般都很低(从零点几到几十个PPM)，远低于六氟化硫的含量，采用常规的气相色谱质谱联用仪难以有效检测，且低含量六氟化硫分解物在取样过程中会吸附在管路和容器内壁而造成更大的误差。为此，急需开发一种操作简便、效率高和灵敏度高的六氟化硫气体中硫酰氟组分含量的检测方法。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种操作简便、效率高和灵敏度高的六氟化硫气体中硫酰氟组分含量的检测方法。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种六氟化硫气体中硫酰氟组分含量的检测方法，包括以下步骤：步骤一：气体样品经过三级冷阱气体组分预浓缩装置进行浓缩、富集和解析进样；所述气体样品经过三级冷阱气体组分预浓缩装置进行浓缩、富集和解析进样包括：待测气体样品先经过第一级冷阱进行制冷，一级冷阱模块M1区域的条件如下：一级冷阱模块M1冷却捕集温度为-60～-40℃，一级冷阱模块M1的接头温度为10～40℃，去除气体样品中水分，一级冷阱模块M1解析温度为5～20℃，使样品解吸并转移至二级冷阱模块M2，一级冷阱模块M1的烘烤温度为200～240℃；2)待测的气体样品经过第二级冷阱模块区域M2，二级冷阱M2内填充TenaxTM-TA材料，其条件如下：二级冷阱模块M2冷却捕集温度为-20～-5℃，二级冷阱模块M2的接头温度为10～50℃，解吸附温度为200～240℃，二级冷阱模块M2的烘烤温度为200～240℃；3)待测的气体样品经过第三级冷阱模块区域M3，三级冷阱M3为富集阱，富集目标物，其条件如下：三级级冷阱模块M3的冷却捕集温度为-170～-130℃，三级级冷阱模块M3的解析进样温度为60～100℃，解析出来的样品自动传输至气相色谱质谱联用仪进样，进样传输管路温度100～140℃，进样温度为100～140℃，气体样品的进样量为50mL，进样速率0.5～2mL/s；步骤二：采用气相色谱质谱联用仪对从预浓缩装置解析出来的气体样品进行定性、定量分析。所述气相色谱质谱联用仪为EI离子源、四级杆质量检测器，色谱柱为CP-Sil5CB毛细管柱，长度为60m，膜厚为8μm，内径为0.32mm。所述气相色谱质谱联用仪从三级冷阱浓缩出来的硫酰氟气体进行组分定性、定量分析的条件为：1)色谱分析条件如下：载气为纯度不低于99.9999％的高纯氦气，进样体积为1mL；柱箱温度为40～60℃，恒温保持10min；进样口温度为100～140℃；色谱柱流量为0.8～1.2mL/min；隔垫吹扫流量为2.0～4.0mL/min；2)质谱分析条件如下：离子源温度设定为200～240℃；四级杆温度设定为140～160℃；溶剂延迟为4.65min；EMV模式为增益因子，增益因子为1；采用选择离子扫描模式采集硫酰氟气体组分的离子峰，采集硫酰氟气体组分的质荷比为67、83、102的离子峰。所述质谱分析条件还包括：采用保留时间和参考离子识别目标化合物硫酰氟组分，提取信号开始和结束的时间分别为4.409min和5.409min，目标离子相应值为相对响应值；标识方法为定性离子符合，最佳保留时间。在气相色谱质谱分析过程中，硫酰氟的出峰时间4.4min～5.5min。所述的气体样品中的目标硫酰氟组分的定量计算采用外标法，建立“浓度——峰面积响应值”对应的标准曲线，标准曲线的线性拟合为线性回归，线性回归的数据点加权为等量加权；根据积分计算出峰面积响应值，再由标准曲线计算出目标硫酰氟组分浓度值。所述气体样品经过三级冷阱气体组分预浓缩装置进行浓缩、富集和解析进样包括：待测气体样品先经过第一级冷阱进行制冷，一级冷阱模块M1区域的条件如下：一级冷阱模块M1冷却捕集温度为-58℃，一级冷阱模块M1的接头温度为30℃，去除气体样品中水分，一级冷阱模块M1解析温度为10℃，使样品解吸并转移至二级冷阱模块M2，一级冷阱模块M1的烘烤温度为220℃；待测的气体样品经过第二级冷阱模块区域M2，二级冷阱M2内填充TenaxTM-TA材料，其条件如下：二级冷阱模块M2冷却捕集温度为-10℃，二级冷阱模块M2的接头温度为30℃，解吸附温度为220℃，二级冷阱模块M2的烘烤温度为220℃；待测的气体样品经过第三级冷阱模块区域M3，三级冷阱M3为富集阱，富集目标物，其条件如下：三级级冷阱模块M3的冷却捕集温度为-150℃，三级级冷阱模块M3的解析进样温度为80℃，解析出来的样品自动传输至气相色谱质谱联用仪进样，进样传输管路温度120℃，进样温度为120℃，气体样品的进样量为50mL，进样速率1mL/s。所述气相色谱质谱联用仪从三级冷阱浓缩出来的硫酰氟气体进行组分定性、定量分析的条件为：1)色谱分析条件如下：载气为高纯氦气，所述氦气纯度不低于99.9999％，进样体积为1mL；柱箱温度为50℃，恒温保持10min；进样口温度为120℃；色谱柱流量为1.0mL/min；隔垫吹扫流量为3.0mL/min；2)质谱分析条件如下：离子源温度设定为230℃；四级杆温度设定为150℃；溶剂延迟为4.65min；EMV模式为增益因子，增益因子为1；采用选择离子扫描模式采集硫酰氟气体组分的离子峰，采集硫酰氟气体组分的质荷比为67、83、102的离子峰。相比于现有技术，本实施例所提供的六氟化硫气体中硫酰氟组分含量的检测方法，有效提高了待测样品的进样浓度，进而提高了检测仪器的检出限。本专利技术具有操作简便、效率高、灵敏度高等优点，具有很高的推广价值。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为专利技术实施例中的六氟化硫气体中硫酰氟组分含量的检测方法流程图；图2是本专利技术实施例中的采用浓缩进样法得到的含有0.5μL/L硫酰氟的六氟化硫气体样品气相色谱质谱联用测试图谱。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种六氟化硫气体中硫酰氟组分含量的检测方法，其特征在于：包括以下步骤：/n步骤一：气体样品经过三级冷阱气体组分预浓缩装置进行浓缩、富集和解析进样；所述气体样品经过三级冷阱气体组分预浓缩装置进行浓缩、富集和解析进样包括：待测气体样品先经过第一级冷阱进行制冷，一级冷阱模块M1区域的条件如下：一级冷阱模块M1冷却捕集温度为-60～-40℃，一级冷阱模块M1的接头温度为10～40℃，去除气体样品中水分，一级冷阱模块M1解析温度为5～20℃，使样品解吸并转移至二级冷阱模块M2，一级冷阱模块M1的烘烤温度为200～240℃；2)待测的气体样品经过第二级冷阱模块区域M2，二级冷阱M2内填充TenaxTM-TA材料，其条件如下：二级冷阱模块M2冷却捕集温度为-20～-5℃，二级冷阱模块M2的接头温度为10～50℃，解吸附温度为200～240℃，二级冷阱模块M2的烘烤温度为200～240℃；3)待测的气体样品经过第三级冷阱模块区域M3，三级冷阱M3为富集阱，富集目标物，其条件如下：三级级冷阱模块M3的冷却捕集温度为-170～-130℃，三级级冷阱模块M3的解析进样温度为60～100℃，解析出来的样品自动传输至气相色谱质谱联用仪进样，进样传输管路温度100～140℃，进样温度为100～140℃，气体样品的进样量为50mL，进样速率0.5～2mL/s；/n步骤二：采用气相色谱质谱联用仪对从预浓缩装置解析出来的气体样品进行定性、定量分析。/n...

【技术特征摘要】
1.一种六氟化硫气体中硫酰氟组分含量的检测方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：气体样品经过三级冷阱气体组分预浓缩装置进行浓缩、富集和解析进样；所述气体样品经过三级冷阱气体组分预浓缩装置进行浓缩、富集和解析进样包括：待测气体样品先经过第一级冷阱进行制冷，一级冷阱模块M1区域的条件如下：一级冷阱模块M1冷却捕集温度为-60～-40℃，一级冷阱模块M1的接头温度为10～40℃，去除气体样品中水分，一级冷阱模块M1解析温度为5～20℃，使样品解吸并转移至二级冷阱模块M2，一级冷阱模块M1的烘烤温度为200～240℃；2)待测的气体样品经过第二级冷阱模块区域M2，二级冷阱M2内填充TenaxTM-TA材料，其条件如下：二级冷阱模块M2冷却捕集温度为-20～-5℃，二级冷阱模块M2的接头温度为10～50℃，解吸附温度为200～240℃，二级冷阱模块M2的烘烤温度为200～240℃；3)待测的气体样品经过第三级冷阱模块区域M3，三级冷阱M3为富集阱，富集目标物，其条件如下：三级级冷阱模块M3的冷却捕集温度为-170～-130℃，三级级冷阱模块M3的解析进样温度为60～100℃，解析出来的样品自动传输至气相色谱质谱联用仪进样，进样传输管路温度100～140℃，进样温度为100～140℃，气体样品的进样量为50mL，进样速率0.5～2mL/s；
步骤二：采用气相色谱质谱联用仪对从预浓缩装置解析出来的气体样品进行定性、定量分析。


2.如权利要求1所述的六氟化硫气体中硫酰氟组分含量的检测方法，其特征在于：所述气相色谱质谱联用仪为EI离子源、四级杆质量检测器，色谱柱为CP-Sil5CB毛细管柱，长度为60m，膜厚为8μm，内径为0.32mm。


3.如权利要求1所述的六氟化硫气体中硫酰氟组分含量的检测方法，其特征在于：所述气相色谱质谱联用仪从三级冷阱浓缩出来的硫酰氟气体进行组分定性、定量分析的条件为：
1)色谱分析条件如下：载气为纯度不低于99.9999％的高纯氦气，进样体积为1mL；柱箱温度为40～60℃，恒温保持10min；进样口温度为100～140℃；色谱柱流量为0.8～1.2mL/min；隔垫吹扫流量为2.0～4.0mL/min；
2)质谱分析条件如下：离子源温度设定为200～240℃；四级杆温度设定为140～160℃；溶剂延迟为4.65min；EMV模式为增益因子，增益因子为1；采用选择离子扫描模式采集硫酰氟气体组分的离子峰，采集硫酰氟气体组分的质荷比为67、83、102的离子峰。


4.如权利要求3所述的六氟化硫气体中硫酰氟组分含量的检测方法，其特征在于：所述质谱分析条件还包括：采用保留时间和...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗宗昌，韩方源，唐彬，梁沁沁，胡梦竹，刘陈瑶，
申请(专利权)人：广西电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：广西;45