Augsburg 2006 – wissenschaftliches Programm

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P: Plasmaphysik

P 2: Niedertemperaturplasmen / Plasmatechnologie 1

P 2.5: Vortrag

Montag, 27. März 2006, 16:00–16:15, 1002

Anwendbarkeit der Massenspektrometrie zur quantitativen Analyse von Schaltergasen — •C. M. Franck, M. Bender und V. Choy — ABB Schweiz AG, Corporate Research, CH-5405 Baden

SF6-Gas-Leistungsschalter sind das zentrale Schutzelement in heutigen Hochspannungsnetzen. Die Schalter bestehen im Wesentlichen aus einem mechanisch angetriebenen System von Metallkontakten, zwischen denen sich während der Öffnungsphase ein Lichtbogen ausbildet. Der Lichtbogen ist das eigentlich Schaltelement, weil sich seine elektrische Leitfähigkeit innert kürzester Zeit um mehrere Grössenordnungen durch Abkühlung verringern lässt.

Das Plasma des Lichtbogens weist nicht nur einen sehr hohen Ionisierungsgrad, sondern insbesondere auch eine starke Dissoziation auf. Während des Abkühlens kommt es zu einer Vielzahl von möglichen chemischen Verbindungen, insbesondere in Kombination mit den Abbrandprodukten der Teflondüsen, den Wolfram-Kupfer-Kontakten und evtl. eingelagertem Wasser. Eine Vielzahl der chemischen Produkte ist stark korrosiv oder sehr toxisch (SF4, SOF2, HF, WF6, ...).

Eine sehr genaue, aber auch zeitaufwändige Methode zur quantitativen Bestimmung der Schaltergase ist die FTIR-Spektroskopie. Die Massenspektrometrie hat den Vorteil nur eine geringe Gasmenge zu benötigen und sehr schnell zu sein. Nachteil ist aber, dass viele der zu untersuchenden Gase die gleichen Fragmentierungsmoleküle und -atome besitzen. Die Arbeit stellt den Rahmen dar (Art der Moleküle, prozentuale Zusammensetzung, Genauigkeit der Messung, ...), in dem sich die Massenspektrometrie zur quantitativen Analyse von Schaltergasen eignet.