【摘要】簡述六氟化硫氣體密度繼電器的結構原理，具體分析陽光輻射對氣體密度繼電器的影響，總結氣體密度繼電器運行中的注意事項。

　　【關鍵詞】機電工程論文范文,期刊征稿,環境溫度,密度,壓力,密度繼電器

　　隨著電力工業的發展和科學技術的進步，電力系統的在線運行設備也在更新換代，六氟化硫氣體設備已經逐步取代了過去的充油設備。六氟化硫(SF6)電氣設備以絕緣和滅弧性能優良的SF6氣體作為介質，不僅提高了可靠性，還使結構簡單化，尤其是全封閉組合電器，其體積明顯的縮小，大大節約了變電站的占地面積。SF6氣體以其優異的絕緣性能、熄弧性能和穩定的化學性能對電力系統的安全運行起著十分關鍵的作用。

　　SF6氣體的密度對設備的絕緣和熄弧功能的實現起著至關重要的作用，氣體密度的增加，減少了電子的平均自由行程，從而減少游離，提高了氣體的擊穿場強。由于泄露導致SF6電氣設備氣體壓力下降，將降低設備的性能導致其失去應有的功能。由于壓力和環境溫度有一定的關系，是一個變化的量，壓力的變化并不能準確反映氣體的泄露情況，而設備內氣體的密度則是一個能反映氣體泄漏情況的量，因此SF6電氣設備必須安裝氣體密度繼電器。根據幾年來密度表在冬夏季的統計分析結果得出，負荷電流越大，誤差越大，誤差最大可達20%。當對類似這種情況不能正確理解時，往往會懷疑密度表質量差、指示不準確等，而當成缺陷處理，要求更換密度表。本文主要討論一下環境溫度對氣體密度繼電器及運行中的注意事項。

　　一、氣體密度繼電器的工作原理

　　首先，我們了解一下氣體密度繼電器的工作原理。氣體密度繼電器是一種帶溫度補償的壓力控制器，它的主要作用是檢測電氣設備中SF6氣體密度的變化，并發出報警和閉鎖的信號，從而實現對SF6電氣設備安全運行的保護。密度繼電器的結構原理見圖1。當SF6設備內部氣體有泄漏造成壓力下降時，金屬膨脹器2向下收縮，帶動微動開關的接點閉合，發出信號或使斷路器進行低氣壓閉鎖。當設備內部氣體無泄漏只是由于氣體溫度偏離標準溫度20℃而導致氣體壓力變化時，雙金屬溫度補償裝置將補償金屬膨脹器的伸縮，保持微動開關的位置不變。因此，密度繼電器只是在發生氣體泄漏密度降低時才發出信號，真實反映氣體的泄露情況。

　　二、具體分析陽光輻射對氣體密度繼電器的影響

　　由于強烈的陽光輻射使密度繼電器金屬外殼溫度大大高于環境溫度，在夏季高溫季節，預計外殼表面溫度可達60℃，這樣高溫的金屬外殼會使密度繼電器容積很小的氣室內的SF6氣體溫度升高很多。相對于斷路器氣室的較大容積，在相同壓力下密度繼電器氣室內的氣體與斷路器本體氣室內氣體的通過細長連接管道的對流是可以忽略的。因此密度繼電器內SF6氣體的溫度高于斷路器本體氣室的溫度，與20℃的標準壓力存在較大的誤差。下表中的數據分別為使用同樣的校驗儀對同一設備的密度繼電器在不同情況下所測得試驗數據，進行對比一下，很容易發現陽光輻射對密度繼電器的影響。

　　通過比較發現，在消除了陽光輻射的影響后，密度繼電器的動作壓力值為合格。從以上分析可以看出，陽光的強烈輻射使密度繼電器氣室的溫度大于設備本體氣室的溫度，這樣將使密度繼電器內的雙金屬補償裝置處于一種過補償的狀態，使密度繼電器的動作壓力較環境溫度下的正常的動作壓力提高，這樣會造成誤報警或提前閉鎖，影響設備的正常運行。因此，在安裝氣體密度繼電器時必須選擇合適的安裝位置，盡可能地消除陽光輻射的影響，比如將密度繼電器安裝在受陽光輻射較弱的地方，同時應在其外圍安裝一個可以遮陽的圍殼進一步遮斷陽光，保證其動作的可靠性。

　　三、氣體密度繼電器運行中的注意事項。

　　(一) 氣體密度繼電器的主要作用是監視SF6氣體是否漏氣，只有在SF6設備退出運行后，而且在設備內外溫度達到平衡后，才能準確測量出SF6氣體的密度(或壓力)值，才能根據密度(壓力)讀數的變化，進行判斷是否漏氣。

　　(二) 密度繼電器起溫度補償作用的雙金屬片，只能夠補償由于環境溫度變化引起密度(或壓力)值的變化，而不能夠補償由于設備內部溫升引起的密度(或壓力)值的變化。

　　(三) 當斷路器投入運行后，由于斷路器的負荷電流通過導電回路的導體電阻和接觸電阻使消耗的電功率將全部轉換為熱能，加熱SF6氣體而產生溫升，進而產生壓力增量，密度(或壓力)表的讀數就會偏大，這是這種密度(或壓力)表的正常現象。如果此時表的讀數偏小，那么就要對設備是因為漏氣還是本身氣體充入質量少兩種情況進行判斷。

　　(四) 根據密度繼電器(表)配置在斷路器的位置不同，其讀數也有偏差。SF6設備的密度繼電器應安裝在受陽光輻射影響較弱的位置，同時應在其外圍安裝一個可以遮陽的圍殼遮斷陽光，保證其動作的可靠性，而且應避免在安裝加熱器的機構箱內安裝密度繼電器。

　　(五) 在運行中的巡視檢查時，既需要記錄SF6氣體的密度(或壓力)

　　值和環境溫度，又需要記錄SF6電氣設備的負荷電流和溫升情況，只有通過與過去的記錄進行比較，可以大概判斷出內部的溫度是否過高，是否超過標準規定的溫度允許值，進而判斷出導電回路的接地電阻是否超標。

　　(六) 在SF6斷路器停電的情況下，可以根據SF6氣體“壓力—溫度曲線”修正 后的壓力值，大概可以判斷出斷路器是否存在漏氣的現象。

　　四、結束語

　　為使SF6氣體密度繼電器如實反映電氣設備氣體的密度值，必須加強SF6氣體密度繼電器的管理，使密度繼電器所用的溫度傳感器與斷路器本體處于同樣環境溫度。

　　參考文獻：

　　【1】 國家電網公司氣體絕緣金屬封閉開關設備技術標準

　　【2】 國家電網公司預防交流開關事故措施

　　【3】 山西省電力公司六氟化硫氣體使用監督管理規定