SF6氣體密度繼電器在極端溫度下的性能校驗數據分析

摘要：SF6氣體密度繼電器主要用來監控斷路器中SF6氣體密度的變化情況。在運行過程中，SF6氣體密度繼電器在極端溫度下氣體密度會變差，導致誤差增加。所以，研究極端溫度下SF6氣體密度繼電器的性能具有重要意義。基于此，文章對SF6氣體密度繼電器在極端溫度下的性能校驗數據進行了分析。

關鍵詞：SF6氣體密度；繼電器；極端溫度；性能校驗；數據分析 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM586 文章編號：1009-2374（2015）05-0029-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0347

當前，SF6密度繼電器主要是在常溫下進行校驗的，無法對極端條件下繼電器的溫度進行準確平度。當環境溫度降低時，會影響溫度補償性能，致使SF6密度繼電器出現誤操作。北方很多地區在遇到極低溫度時，經常會出現SF6設備閉鎖、報警的情況。因此，校驗SF6密度繼電器極端溫度下的數據，開發出合理的校驗裝置具有重要意義。

1 密度繼電器低溫校驗時出現的問題

當前，我國各大發電廠、供電公司、大型的工業廠礦等都逐漸開始重視SF6氣體密度繼電器校驗系統的重要性，并逐漸開始進行普及應用，在很多供電公司等單位都配置了SF6氣體密度檢測設備。不過，大多數SF6氣體儀器檢測設備只能校驗正常溫度下SF6氣體的密度，當遇到極端環境時，就會出現各種各樣的問題，常見的問題主要有以下三個方面：第一，由于校驗儀器的質量存在問題，導致溫度補償錯誤，出現比較大的誤差，并且這總誤差無法在正常溫度下發現；第二，由于校驗儀器設計結構不是很完善，在極端低溫的情況下，繼電器會失去其應有的作用，這個問題也無法在正常溫度下發現；第三，由于材料的性能缺乏穩定性，隨著時間的不斷變化，會出現零點偏移的情況，尤其是在低溫環境下，會導致誤差進一步加大。

2 氣體密度繼電器在低溫環境下的檢驗

相對于普通的檢驗方法，SF6氣體密度繼電器的低溫檢驗主要在于對溫度控制的不同，例如在-40℃以下的環境下進行校驗，需要用恒溫控制箱來創造溫度環境并且保持溫度的恒定，然后將繼電器放入該環境中利用校驗臺與繼電器進行檢驗工作，最后根據繼電器反饋的信息來確定切換差和接點的動作值誤差。具體的檢驗措施為：第一，針對每一組接點的不同，分別在升壓和降壓狀態下進行數值的測量，測量內容包括接通時的壓力值和斷開時的壓力值；第二，在接點切換之前，應進行升壓或者降壓操作且過程需平緩進行，在接點切換的瞬間進行標準器壓力值的讀??；第三，進行動作值誤差的計算時，需要先將整個壓力變化過程中的額定值和壓力值進行相互之間的對比，其中包括過壓報警、閉鎖和低壓報警。與此同時還要保證誤差和切換差要符合相關技術參數的規定。

3 氣體密度繼電器在低溫環境下檢驗所需的裝置配置

SF6密度繼電器的檢驗裝置主要分為兩部分，分別為恒溫控制箱和校驗平臺，這兩者的運行需要在極端溫度環境下進行，如圖1：

圖1 校驗裝置

如圖1所示，可以利用高低恒溫控制箱進行-40℃～+60℃之間的溫度控制，然后進行精確的檢驗工作。要想進行數據之間的連接，就必須將控制箱與平臺兩者之間進行聯用，使其內部之間的氣源壓力以及溫度得到有效的調整。校驗軟件會根據溫度的不同自動進行測試值的讀取和儲存，其中包括接點動作值和接點返回值。由于壓力值與溫度之間存在著一定的曲線關系，因此可以用兩者之間的關系變化進行繼電器動作值是否合格的判斷。校驗設備的技術特點包括以下三個方面：第一，設備具有SF6氣體充氣系統，可以方便快捷地幫助密度繼電器試品進行氣體補充；第二，設備同時具有兩種傳感器，分別為相對壓力傳感器以及絕對壓力傳感器。由于SF6氣體密度繼電器的類型有很多種，因此這兩種傳感器的作用就是測量不同類型繼電器的數值；第三，與SF6氣體檢測相比，傳統的密度繼電器校驗儀有著一定測量誤差，因此在實際操作中一般采用SF6氣體檢測來提高檢測效率以及精確度。設備調試過程應注意以下問題：

3.1 保證讀取壓力數值的精確性

在檢測的過程中發現，密度繼電器上的數值與系統所采集到的壓力數值是不相符的，存在著相當大的誤差，造成該問題的原因有：第一，由于其管路的粗細容易產生較大的變化，因此壓力的傳遞性就相對不穩定，從而使得瞬時壓力不夠平衡；第二，如果在低溫環境下，供氣口近、遠兩端的密度繼電器壓力指示值不相符，且近端大于遠端，就說明4臺密度繼電器安裝位置與供氣口位置之間的距離是不相等的；第三，由于密度繼電器的位置與壓力傳感器的位置相隔距離較遠，因此會產生讀取數值不及時的現象。

針對這三個問題可以對管路進行具體的改良，如：替換密度繼電器的安裝架，調整位置使繼電器位置與供氣口位置之間的距離保持相等；調整壓力傳感器安裝的位置，改在繼電器的近端附近，提高讀取壓力值時的時效性和精確度。

3.2 保證讀取溫度數值的精確性

調整高低恒溫控制箱內的溫度，控制在-40℃，然后將密度繼電器放入其中保持兩個小時再進行測試。在檢驗的過程中發現，調整后系統所讀取的溫度值為-33℃而非-40℃，產生這種現象的原因是因為SF6氣體會隨著壓力的上升而產生液化，然后釋放一定的熱量使得氣路附近的測試溫度比調整溫度高。為了使實際環境溫度達到-40℃，應該調整溫度傳感器的位置使其遠離氣路。

4 實例介紹

選擇兩個廠家，分別命名為A和B，且工作的溫度控制在-40℃～+60℃之間，然后進行密度繼電器的低溫檢驗。出廠所設定的試驗規定動作值有兩種：當溫度在20℃時，閉鎖動作壓力與報警動作壓力分別為0.430.010MPa和0.450.010MPa；當溫度不是20℃時，閉鎖動作壓力與報警動作壓力分別為0.430.025MPa和0.450.025MPa。之后利用低溫校驗設備進行具體的檢測，結果如表1：

表1 密度繼電器的校驗結果

編號 接點位置 動作值

20℃ 0℃ -20℃ -30℃

A 報警 0.451 0.447 0.443 0.445

閉鎖 0.431 0.429 0.423 0.421

B 報警 0.448 0.443 0.422 0.420

閉鎖 0.427 0.423 0.403 0.401

由表1顯示可以得出，密度繼電器A和B存在著相當的差異，繼電器A的精準度完全符合技術參數，而繼電器B則在不同溫度的情況下存在著不符合技術參數的現象，如在-20℃和-30℃時，精準度均不滿足標準，針對以上結果發現，常規的檢驗手段在極端的溫度環境下是不能鑒定密度繼電器是否可以正常運行的，必須先對密度繼電器進行低溫校驗。

5 氣體密度繼電器在選型方面的考慮

密度繼電器的補償方式可以按照溫度的不同分為兩種，包括標準腔補償式以及雙金屬補償式，其中準腔補償采用的SF6氣體進行溫度的補償，而標準腔補償則利用環境溫度與20℃的差進行對應的補償。

進行標準腔補償時，將溫度進行重新的調整使其下降到一定的程度，從而改變標準腔中的SF6氣體狀態，使其產生液化現象，這樣測量的精準度就會下降，所以在低溫的環境條件下一般不建議使用標準腔補償式SF6氣體密度繼電器。與標準腔補償式SF6氣體密度繼電器相比，雙金屬補償式SF6氣體密度繼電器則不存在此類問題，可以在低溫環境下進行使用，但是由于其補償的能力存在一定范圍內的線性變化，因此在使用前必須進行低溫校驗，以保證設備的正常使用。

6 結語

在極端溫度下對SF6氣體密度繼電器進行校驗時，為了可以及時找出平時無法發現的SF6繼電器問題，提升繼電器在極端溫度下運行的可靠性和穩定性，可以使用恒定溫控箱對校驗溫度進行控制。另外，在選擇地段溫度下SF6氣體的監測設備時，要使用雙金屬補償式SF6氣體密度繼電器。

參考文獻

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[2] 黎斌.SF6高壓電器設計[M].北京：機械工業出版社，2000.

[3] 胡健.單片機原理及接口技術[M].北京：機械工業出版社，2005.

作者簡介：蘇水明（1987-），男，安徽宿松人，云南電網有限責任公司昭通供電局助理工程師，研究方向：供電局熱工儀表檢修。

（責任編輯：周 瓊）