设为首页 加入收藏 联系我们
售后服务
常见问题
技术文章

联系方式

武汉科新电力设备有限公司

公司电话: 027-8679 4713

传真电话: 027-8679 5715

公 司 QQ: 8341019

公司邮箱: kxdl2000@126.com

地址: 武汉市武昌区中北路166号

科新微信

扫描二维码关注科新电力

技术文章
当前位置: 主页 > 技术交流 > 技术文章 >
解析SF6气体密度表和密度继电器的工作原理与结
时间: 2018-11-09 12:21 来源: 未知 作者: 科新电力 点击:
 SF6断路器作为近代发展起来的新型高压电气开关设备,以其优越的性能、安全可靠、维护方便和使用寿命长等优势,在电力系统中得到了广泛的应用,但是有很多同事对SF6断路器的关键部件SF6气体压力表、密度表、密度继电器的知识仍然欠缺,给安装、检修等工作带来一些困难,甚至会影响工作质量,对运行中的设备一些本属于正常状态的现象产生误解。本文主要介绍SF6气体密度表和SF6气体密度继电器的结构、工作原理以及注意事项。
     所谓密度,是指某一特定物质在特定条件下单位体积的质量。SF6断路器中的SF6气体是密封在一个固定不变的容器内的,在20℃时的额定压力下,它具有一定的密度值,在断路器运行的各种允许条件范围内,尽管SF6气体的压力随着温度的变化而变化,但是,SF6气体的密度值始终不变。因为SF6断路器的绝缘和灭弧性能在很大程度上取决于SF6气体的纯度和密度,所以,对SF6气体纯度的检测和密度的监视显得特别重要。如果采用普通压力表来监视SF6气体的泄漏,那就会分不清是由于真正存在泄漏还是由于环境温度变化而造成SF6气体的压力变化。为了能达到经常监视密度的目的,国家标准规定,SF6断路器应装设压力表或SF6气体密度表和密度继电器。压力表或SF6气体密度表是起监视作用的,密度继电器是起控制和保护作用的。
    在SF6断路器上装设的SF6气体密度表,带指针及有刻度的称为密度表;不带指针及刻度的称为密度继电器或密度压力开关;有的SF6气体密度表也带有电触点,即兼作密度继电器使用。它们都是用来测量SF6气体的专用表计。
    SF6气体密度表的结构原理。上图所示的SF6气体密度表主要由弹性金属曲管1、齿轮机构和指针2、双层金属带3等零部件组成,实际上是在弹簧管式压力表机构中加装了双层金属带而构成的。空心的弹性金属曲管1与断路器相连,其内部空间与断路器中的SF6气体相通,弹性金属曲管1的端部与起温度补偿作用的双金属带3铰链连接,双层金属带3与齿轮机构和指针机构2铰链连接。
SF6气体密度表的工作原理
1.当密度表没有安装使用时,如果环境温度是20℃,,指针2指向0MP,但如果环境温度不是20℃时,因为双层金属带3是按照环境温度与20℃的差进行补偿的,所以,当环境温度高于20℃时,双层金属带3伸长,其下端将向5的方向发生位移,带动齿轮机构和指针2向密度或压力指示值减小的方向移动,指针2的读数小于0MP;否则,当环境温度低于20℃时,齿轮机构和指针2将向密度或压力指示值增大的方向移动,指针2的读数大于0MP。
2.当向断路器充SF6气体的过程中,随着气体压力的逐步升高,弹性金属曲管1的端部向4的方向发生位移,双层金属带3始终按20℃进行补偿,也随着向4的方向发生位移,带动齿轮机构和指针2向密度或压力指示值增大的方向移动,其指示值变大。密度表或压力表的指示值不仅与压力有关,而且还与温度有关。在对断路器充SF6气体过程中,由于SF6气体突然膨胀降压,温度一般由环境温度降至0℃以下,双层金属带3始终按20℃进行补偿,而不能对SF6气体的实际温度与环境温度之间的温差进行补偿,所以,在这种情况下,密度表的指示值即不能代表SF6气体的实际温度下的密度或压力值,也不能代表环境温度下的密度或压力值,更不能代表20℃时的密度或压力值。
3.当断路器充入SF6 气体后,等待一段时间,使SF6断路器内部温度升高至与外部环境温度达到平衡后,调整SF6气体至额定密度或压力值,这时,不管SF6气体受环境温度的影响使其压力增大还是减小,由于双层金属带3的温度补偿作用,密度表的指针始终指向20℃时的额定压力或密度值不变。
4.当断路器退出运行后,如果断路器内部SF6气体的温度与外部环境温度达到平衡时,其指示的密度或压力值将不随外部环境温度的变化而变化。当环境温度升高时,断路器内部SF6气体的温度也随着升高,压力也随之增大,弹性金属管1的端部向4的方向移动,有带动指针向密度或压力值增大的方向移动的趋势,但是,由于双层金属带3随环境温度升高而伸长,其下端向5的方向移动,那么,两者的变化量完全抵消,其结果是指针的指示值不变,即:自动折算到20℃时的密度或压力值保持不变,反之,当环境温度降低时,指针的指示值也保持原来的密度或压力值不变。
5.当断路器由于某种原因,如漏气或做试验时取气等,使SF6气体质量减少,压力变小,弹性金属管1的端部向5的方向移动,环境温度引起的压力变化由双层金属带3进行补偿,带动指针2向指示值减小的方向移动,其结果是指针指示的密度或压力值变小。由于密度表带有两对电接点,供SF6气体密度降低时发信号和闭锁断路器用,指针2降到一定的位置就发补气信号或闭锁断路器。
     使用SF6气体密度或压力表的注意事项。密度表只有在SF6断路器退出运行时,而且在断路器内外温度达到平衡之后,才能准确测量出SF6气体的密度或压力值;SF6断路器在运行时,密度表读数误差的大小,取决于断路器的负荷电流和回路电阻所引起的温升的大小。
    SF6气体密度继电器结构原理。SF6气体密度继电器主要是由两个波纹管、标准SF6气体包、微动开关触点、杠杆等组成。C1-L1是作为SF6气体降低时报警的电触点63GA,C2-L2是作为SF6气体降低时闭锁断路器的电触点63GL。
SF6气体密度继电器工作原理
1.它是以密封在波纹管1外侧的与断路器中SF6气体连通的SF6气体包,通过以轴5为支撑点的杠杆6,与密封在波纹管2外侧的标准气体包3进行比较,带动微动开关电触点4动作,实现其发信号和闭锁功能。
2.当断路器退出运行时,而且断路器中SF6气体在额定密度或压力时的温度与外界环境温度相等时,波纹管1外侧SF6气体的状态与波纹管2外侧标准SF6包3的状态相同,以轴5为支撑点的杠杆6保持在某一平衡位置,使微动开关电触点4在打开位置,随着环境温度的变化,两侧的SF6气体的压力同时发生变化,因此,作用在以轴5为支撑点的杠杆仍然保持在某一平衡位置,微动开关电触点4仍然保持在打开位置不变。
3.当断路器退出运行时,而且断路器中SF6气体的温度与外界环境温度相等时,如果断路器泄漏SF6气体,波纹管1外侧SF6气体的压力将会减小,波纹管2外侧的标准SF6气体包3的压力保持不变,杠杆6失去平衡,其结果两端将会发生逆时针转动,达到新的平衡位置,漏气到一定程度时,就会使微动电接点4不同功能的电触点分别闭合,发出不同的指令或信号,实现其不同的功能。
4.当断路器投入运行时,标准SF6气体包3还是在环境温度下,由于负荷电流通过回路电阻时消耗的电功率转化为热能,使断路器内的SF6气体升温,产生压力增量,即:波纹管1外侧SF6气体的压力将会增大,就会推动杠杆6绕轴5顺时针转动,使微动开关电触点4不会闭合。在这种情况下,如果断路器泄漏SF6气体,波纹管1外侧SF6气体的压力将会减小。但是,由于温升的作用,要比断路器退出运行时泄漏更多的SF6气体,才能使微动开关电触点4闭合。
     使用SF6密度继电器的注意事项。SF6气体密度继电器只有在断路器退出运行时,而且在断路器内外温度达到平衡后,才能准确测量出SF6气体的密度值;断路器运行时,如果断路器泄漏SF6气体,由于温升的作用,要比断路器退出运行时泄漏更多的SF6气体,才能够使密度继电器的电触点闭合。
     SF6断路器密度表或密度继电器的校验,就是利用仪器自动折算出20℃时的SF6气体压力值,显示出各种温度和压力下的密度值,与仪器模拟的各种压力进行比较,以观察电触点的接触情况,能否在低压的规定值内发信号或闭锁断路器,来判断SF6断路器密度表或密度继电器的好坏。
     在对SF6断路器的密度表和密度继电器的校验过程中,发现多台断路器的密度继电器不合格,而尚未发现密度表不合格现象,造成密度继电器不合格的原因可能是SF6标准气体包由于带着一根长长的细铜管,在安装或检修过程中,由于铜管的弯折或碰撞等原因造成标准SF6气体包内的压力增大而引起的;也可能是由于密度继电器波纹管损坏,造成密度继电器的标准气体包漏气,当断路器泄漏SF6气体时,C1-L1和C2-L2接点不能接通,致使密度继电器失去作用,严重威胁设备的安全运行甚至是系统安全,建议将密度继电器更换为密度表,一方面可以减少SF6气体管道和接头,即减少SF6气体泄漏的机率;另方面可以提高设备的运行可靠性。
     在现场的实际工作中,给断路器充SF6气体时,经常有人认为多充些SF6气体,可以防止发补气和闭锁信号,确实,如果气体的压力充高些,会减小发补气和闭锁信号的机率,但是会加重断路器的各密封处的负担,有可能使断路器的密封处损坏,发生漏气现象,所以不提倡将SF6气体压力充高现象,应严格控制在标准以内。
     SF6断路器是电力系统中重要的保护和控制元件,如果断路器发生故障,将会造成很大的经济损失,要保证断路器运行的可靠性,就必须经常监视断路器的各项指标,特别是SF6气体,必须到达有关标准的规定,使SF6断路器长期保持良好的工作状态。
武汉科新电力设备公司专业生产试验变压器高压试验变压器串联谐振大电流发生器直流电阻测试仪微机继电保护测试仪GkTJ—8B高压开关测试仪、试油机,绝缘鞋试验装置,大电流发生器,微机北欧表.产品质量经久耐用.优惠电话027-86794713 13971063471
分享到:

Coypright (C) 2014 www.kxdl.net All Rights Reserved 试验变压器_高压试验变压器_串联谐振_微机继电保护测试仪_武汉科新电力