SF6气体密度继电器在极端温度下的性能校验数据分析

摘要：SF6气体密度继电器主要用来监控断路器中SF6气体密度的变化情况。在运行过程中，SF6气体密度继电器在极端温度下气体密度会变差，导致误差增加。所以，研究极端温度下SF6气体密度继电器的性能具有重要意义。基于此，文章对SF6气体密度继电器在极端温度下的性能校验数据进行了分析。

关键词：SF6气体密度；继电器；极端温度；性能校验；数据分析 文献标识码：A

中图分类号：TM586 文章编号：1009-2374（2015）05-0029-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0347

当前，SF6密度继电器主要是在常温下进行校验的，无法对极端条件下继电器的温度进行准确平度。当环境温度降低时，会影响温度补偿性能，致使SF6密度继电器出现误操作。北方很多地区在遇到极低温度时，经常会出现SF6设备闭锁、报警的情况。因此，校验SF6密度继电器极端温度下的数据，开发出合理的校验装置具有重要意义。

1 密度继电器低温校验时出现的问题

当前，我国各大发电厂、供电公司、大型的工业厂矿等都逐渐开始重视SF6气体密度继电器校验系统的重要性，并逐渐开始进行普及应用，在很多供电公司等单位都配置了SF6气体密度检测设备。不过，大多数SF6气体仪器检测设备只能校验正常温度下SF6气体的密度，当遇到极端环境时，就会出现各种各样的问题，常见的问题主要有以下三个方面：第一，由于校验仪器的质量存在问题，导致温度补偿错误，出现比较大的误差，并且这总误差无法在正常温度下发现；第二，由于校验仪器设计结构不是很完善，在极端低温的情况下，继电器会失去其应有的作用，这个问题也无法在正常温度下发现；第三，由于材料的性能缺乏稳定性，随着时间的不断变化，会出现零点偏移的情况，尤其是在低温环境下，会导致误差进一步加大。

2 气体密度继电器在低温环境下的检验

相对于普通的检验方法，SF6气体密度继电器的低温检验主要在于对温度控制的不同，例如在-40℃以下的环境下进行校验，需要用恒温控制箱来创造温度环境并且保持温度的恒定，然后将继电器放入该环境中利用校验台与继电器进行检验工作，最后根据继电器反馈的信息来确定切换差和接点的动作值误差。具体的检验措施为：第一，针对每一组接点的不同，分别在升压和降压状态下进行数值的测量，测量内容包括接通时的压力值和断开时的压力值；第二，在接点切换之前，应进行升压或者降压操作且过程需平缓进行，在接点切换的瞬间进行标准器压力值的读取；第三，进行动作值误差的计算时，需要先将整个压力变化过程中的额定值和压力值进行相互之间的对比，其中包括过压报警、闭锁和低压报警。与此同时还要保证误差和切换差要符合相关技术参数的规定。

3 气体密度继电器在低温环境下检验所需的装置配置

SF6密度继电器的检验装置主要分为两部分，分别为恒温控制箱和校验平台，这两者的运行需要在极端温度环境下进行

可以利用高低恒温控制箱进行-40℃～+60℃之间的温度控制，然后进行精确的检验工作。要想进行数据之间的连接，就必须将控制箱与平台两者之间进行联用，使其内部之间的气源压力以及温度得到有效的调整。校验软件会根据温度的不同自动进行测试值的读取和储存，其中包括接点动作值和接点返回值。由于压力值与温度之间存在着一定的曲线关系，因此可以用两者之间的关系变化进行继电器动作值是否合格的判断。校验设备的技术特点包括以下三个方面：第一，设备具有SF6气体充气系统，可以方便快捷地帮助密度继电器试品进行气体补充；第二，设备同时具有两种传感器，分别为相对压力传感器以及绝对压力传感器。由于SF6气体密度继电器的类型有很多种，因此这两种传感器的作用就是测量不同类型继电器的数值；第三，与SF6气体检测相比，传统的密度继电器校验仪有着一定测量误差，因此在实际操作中一般采用SF6气体检测来提高检测效率以及精确度。设备调试过程应注意以下问题：

3.1 保证读取压力数值的精确性

在检测的过程中发现，密度继电器上的数值与系统所采集到的压力数值是不相符的，存在着相当大的误差，造成该问题的原因有：第一，由于其管路的粗细容易产生较大的变化，因此压力的传递性就相对不稳定，从而使得瞬时压力不够平衡；第二，如果在低温环境下，供气口近、远两端的密度继电器压力指示值不相符，且近端大于远端，就说明4台密度继电器安装位置与供气口位置之间的距离是不相等的；第三，由于密度继电器的位置与压力传感器的位置相隔距离较远，因此会产生读取数值不及时的现象。

针对这三个问题可以对管路进行具体的改良，如：替换密度继电器的安装架，调整位置使继电器位置与供气口位置之间的距离保持相等；调整压力传感器安装的位置，改在继电器的近端附近，提高读取压力值时的时效性和精确度。

3.2 保证读取温度数值的精确性

调整高低恒温控制箱内的温度，控制在-40℃，然后将密度继电器放入其中保持两个小时再进行测试。在检验的过程中发现，调整后系统所读取的温度值为-33℃而非-40℃，产生这种现象的原因是因为SF6气体会随着压力的上升而产生液化，然后释放一定的热量使得气路附近的测试温度比调整温度高。为了使实际环境温度达到-40℃，应该调整温度传感器的位置使其远离气路。

4 实例介绍

选择两个厂家，分别命名为A和B，且工作的温度控制在-40℃～+60℃之间，然后进行密度继电器的低温检验。出厂所设定的试验规定动作值有两种：当温度在20℃时，闭锁动作压力与报警动作压力分别为0.430.010MPa和0.450.010MPa；当温度不是20℃时，闭锁动作压力与报警动作压力分别为0.430.025MPa和0.450.025MPa。之后利用低温校验设备进行具体的检测

密度继电器A和B存在着相当的差异，继电器A的精准度完全符合技术参数，而继电器B则在不同温度的情况下存在着不符合技术参数的现象，如在-20℃和-30℃时，精准度均不满足标准，针对以上结果发现，常规的检验手段在极端的温度环境下是不能鉴定密度继电器是否可以正常运行的，必须先对密度继电器进行低温校验。

5 气体密度继电器在选型方面的考虑

密度继电器的补偿方式可以按照温度的不同分为两种，包括标准腔补偿式以及双金属补偿式，其中准腔补偿采用的SF6气体进行温度的补偿，而标准腔补偿则利用环境温度与20℃的差进行对应的补偿。

进行标准腔补偿时，将温度进行重新的调整使其下降到一定的程度，从而改变标准腔中的SF6气体状态，使其产生液化现象，这样测量的精准度就会下降，所以在低温的环境条件下一般不建议使用标准腔补偿式SF6气体密度继电器。与标准腔补偿式SF6气体密度继电器相比，双金属补偿式SF6气体密度继电器则不存在此类问题，可以在低温环境下进行使用，但是由于其补偿的能力存在一定范围内的线性变化，因此在使用前必须进行低温校验，以保证设备的正常使用。

6 结语

在极端温度下对SF6气体密度继电器进行校验时，为了可以及时找出平时无法发现的SF6继电器问题，提升继电器在极端温度下运行的可靠性和稳定性，可以使用恒定温控箱对校验温度进行控制。另外，在选择地段温度下SF6气体的监测设备时，要使用双金属补偿式SF6气体密度继电器。

参考文献

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[2] 黎斌.SF6高压电器设计[M].北京：机械工业出版社，2000.

[3] 胡健.单片机原理及接口技术[M].北京：机械工业出版社，2005.

作者简介：苏水明（1987-），男，安徽宿松人，云南电网有限责任公司昭通供电局助理工程师，研究方向：供电局热工仪表检修。

（责任编辑：周 琼）