SF6氣體密度繼電器在極端溫度下的性能校驗數(shù)據(jù)分析

摘要：SF6氣體密度繼電器主要用來監(jiān)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(dǎo)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(shù)據(jù)進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：SF6氣體密度；繼電器；極端溫度；性能校驗；數(shù)據(jù)分析 文獻(xiàn)標(biāo)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(dāng)前，SF6密度繼電器主要是在常溫下進(jìn)行校驗的，無法對極端條件下繼電器的溫度進(jìn)行準(zhǔn)確平度。當(dāng)環(huán)境溫度降低時，會影響溫度補(bǔ)償性能，致使SF6密度繼電器出現(xiàn)誤操作。北方很多地區(qū)在遇到極低溫度時，經(jīng)常會出現(xiàn)SF6設(shè)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(shù)據(jù)，開發(fā)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(xiàn)的問題

當(dāng)前，我國各大發(fā)電廠、供電公司、大型的工業(yè)廠礦等都逐漸開始重視SF6氣體密度繼電器校驗系統(tǒng)的重要性，并逐漸開始進(jìn)行普及應(yīng)用，在很多供電公司等單位都配置了SF6氣體密度檢測設(shè)備。不過，大多數(shù)SF6氣體儀器檢測設(shè)備只能校驗正常溫度下SF6氣體的密度，當(dāng)遇到極端環(huán)境時，就會出現(xiàn)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(zhì)量存在問題，導(dǎo)致溫度補(bǔ)償錯誤，出現(xiàn)比較大的誤差，并且這總誤差無法在正常溫度下發(fā)現(xiàn)；第二，由于校驗儀器設(shè)計結(jié)構(gòu)不是很完善，在極端低溫的情況下，繼電器會失去其應(yīng)有的作用，這個問題也無法在正常溫度下發(fā)現(xiàn)；第三，由于材料的性能缺乏穩(wěn)定性，隨著時間的不斷變化，會出現(xiàn)零點偏移的情況，尤其是在低溫環(huán)境下，會導(dǎo)致誤差進(jìn)一步加大。

2 氣體密度繼電器在低溫環(huán)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(huán)境下進(jìn)行校驗，需要用恒溫控制箱來創(chuàng)造溫度環(huán)境并且保持溫度的恒定，然后將繼電器放入該環(huán)境中利用校驗臺與繼電器進(jìn)行檢驗工作，最后根據(jù)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(tài)下進(jìn)行數(shù)值的測量，測量內(nèi)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(yīng)進(jìn)行升壓或者降壓操作且過程需平緩進(jìn)行，在接點切換的瞬間進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)器壓力值的讀取；第三，進(jìn)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(jìn)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(guān)技術(shù)參數(shù)的規(guī)定。

3 氣體密度繼電器在低溫環(huán)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(huán)境下進(jìn)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(jìn)行-40℃～+60℃之間的溫度控制，然后進(jìn)行精確的檢驗工作。要想進(jìn)行數(shù)據(jù)之間的連接，就必須將控制箱與平臺兩者之間進(jìn)行聯(lián)用，使其內(nèi)部之間的氣源壓力以及溫度得到有效的調(diào)整。校驗軟件會根據(jù)溫度的不同自動進(jìn)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(guān)系，因此可以用兩者之間的關(guān)系變化進(jìn)行繼電器動作值是否合格的判斷。校驗設(shè)備的技術(shù)特點包括以下三個方面：第一，設(shè)備具有SF6氣體充氣系統(tǒng)，可以方便快捷地幫助密度繼電器試品進(jìn)行氣體補(bǔ)充；第二，設(shè)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(shù)值；第三，與SF6氣體檢測相比，傳統(tǒng)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(shè)備調(diào)試過程應(yīng)注意以下問題：

3.1 保證讀取壓力數(shù)值的精確性

在檢測的過程中發(fā)現(xiàn)，密度繼電器上的數(shù)值與系統(tǒng)所采集到的壓力數(shù)值是不相符的，存在著相當(dāng)大的誤差，造成該問題的原因有：第一，由于其管路的粗細(xì)容易產(chǎn)生較大的變化，因此壓力的傳遞性就相對不穩(wěn)定，從而使得瞬時壓力不夠平衡；第二，如果在低溫環(huán)境下，供氣口近、遠(yuǎn)兩端的密度繼電器壓力指示值不相符，且近端大于遠(yuǎn)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(yuǎn)，因此會產(chǎn)生讀取數(shù)值不及時的現(xiàn)象。

針對這三個問題可以對管路進(jìn)行具體的改良，如：替換密度繼電器的安裝架，調(diào)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(diào)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(shù)值的精確性

調(diào)整高低恒溫控制箱內(nèi)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(jìn)行測試。在檢驗的過程中發(fā)現(xiàn)，調(diào)整后系統(tǒng)所讀取的溫度值為-33℃而非-40℃，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是因為SF6氣體會隨著壓力的上升而產(chǎn)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(diào)整溫度高。為了使實際環(huán)境溫度達(dá)到-40℃，應(yīng)該調(diào)整溫度傳感器的位置使其遠(yuǎn)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(jìn)行密度繼電器的低溫檢驗。出廠所設(shè)定的試驗規(guī)定動作值有兩種：當(dāng)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(dāng)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(shè)備進(jìn)行具體的檢測，結(jié)果如表1：

表1 密度繼電器的校驗結(jié)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(dāng)?shù)牟町?，繼電器A的精準(zhǔn)度完全符合技術(shù)參數(shù)，而繼電器B則在不同溫度的情況下存在著不符合技術(shù)參數(shù)的現(xiàn)象，如在-20℃和-30℃時，精準(zhǔn)度均不滿足標(biāo)準(zhǔn)，針對以上結(jié)果發(fā)現(xiàn)，常規(guī)的檢驗手段在極端的溫度環(huán)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(jìn)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(bǔ)償方式可以按照溫度的不同分為兩種，包括標(biāo)準(zhǔn)腔補(bǔ)償式以及雙金屬補(bǔ)償式，其中準(zhǔn)腔補(bǔ)償采用的SF6氣體進(jìn)行溫度的補(bǔ)償，而標(biāo)準(zhǔn)腔補(bǔ)償則利用環(huán)境溫度與20℃的差進(jìn)行對應(yīng)的補(bǔ)償。

進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)腔補(bǔ)償時，將溫度進(jìn)行重新的調(diào)整使其下降到一定的程度，從而改變標(biāo)準(zhǔn)腔中的SF6氣體狀態(tài)，使其產(chǎn)生液化現(xiàn)象，這樣測量的精準(zhǔn)度就會下降，所以在低溫的環(huán)境條件下一般不建議使用標(biāo)準(zhǔn)腔補(bǔ)償式SF6氣體密度繼電器。與標(biāo)準(zhǔn)腔補(bǔ)償式SF6氣體密度繼電器相比，雙金屬補(bǔ)償式SF6氣體密度繼電器則不存在此類問題，可以在低溫環(huán)境下進(jìn)行使用，但是由于其補(bǔ)償?shù)哪芰Υ嬖谝欢ǚ秶鷥?nèi)的線性變化，因此在使用前必須進(jìn)行低溫校驗，以保證設(shè)備的正常使用。

6 結(jié)語

在極端溫度下對SF6氣體密度繼電器進(jìn)行校驗時，為了可以及時找出平時無法發(fā)現(xiàn)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(wěn)定性，可以使用恒定溫控箱對校驗溫度進(jìn)行控制。另外，在選擇地段溫度下SF6氣體的監(jiān)測設(shè)備時，要使用雙金屬補(bǔ)償式SF6氣體密度繼電器。

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作者簡介：蘇水明（1987-），男，安徽宿松人，云南電網(wǎng)有限責(zé)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(zé)任編輯：周 瓊）