摘要：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。
关键词：SF6气体；密度；继电器；极端性能；分析
1导言
SF6气体以其高绝缘强度和优良灭弧特性,已成为当今高电压设备发展的首选绝缘、灭弧介质,可以使原有高压开关设备的体积减小,断路器的开断能力大大增加。为了保障SF6高压设备安全运行,必须定期对SF6气体的密度参数进行严格监测,如果发生泄漏,SF6气体密度降低,则将会产生开关设备耐压强度降低、断路器开断容量下降等严重后果。因此,高压设备的SF6密度值是一个必须受到严格监视的重要参数。在现场校验时,由于直接测量密度参数难度较大,在实际中通常采用软测量的方法,即利用难于直接测量物理参数和易测物理参数间的关系,通过数学计算和估计,完成待测量的测量。系统中密度参数就是由易测量的温度和压力参数计算得到的。
2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。
3 SF6气体密度继电器常规校验方法
目前工程上SF6气体密度继电器的校验方法主要有以下几种。（1）利用SF6设备充气过程对密度继电器进行校验。该方法主要用于现场，存在以下问题：温度影响大，很难保证准确度；利用SF6贮气瓶上的相对压力表与密度继电器的读数相对比进行校验，精确度很差；对于绝对压力密度继电器，在海拔高的地区可能产生较大误差；SF6密度继电器实际应用于降压过程，而用充气过程来校验，与实际应用情况不完全相符，影响校验准确性。（2）利用SF6设备放气过程对密度继电器校验。该方法也存在方法（1）中前2个问题，并且放气时要对SF6气体进行回收，需要用专门的SF6气体回收装置，很不方便。（3）在恒温室校验。该校验方法在恒温环境中进行，消除了温度对校验带来的误差，因此校验的准确度较高。但用这种方法校验时间长，需要建立专门的恒温实验室，增设专职工作人员，增大了现场的工作难度，既不经济也不方便，在现场中应用是不现实的。（4）采用SF6气体密度继电器校验仪进行校验。这些校验装置，都存在着同样的缺陷：常规的SF6气体密度继电器校验仪只能在常温状态下进行检验，不能反映密度继电器在极端温度范围内的质量问题；另外这些SF6气体密度继电器校验装置都是采用测量相对压力值的方法来进行校验，在测试绝对压力密度继电器时，需要对测试结果进行人工修正，在海拔高的地区就可能产生较大的误差，在很多存在气压随季节变化的地方，也可能会产生较大的误差，严重影响测试准确性。因此，研发精度高、校验可信度高的极端温度范围SF6气体密度继电器校验装置非常必要。由于以往的运行情况显示，密度继电器出现误报警、闭锁大多发生在极端低温条件下，本文主要就极端低温条件下的校验进行介绍。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
4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。
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。
5 SF6气体密度继电器选型建议
SF6密度继电器按温度补偿方式不同,可分为双金属补偿式和标准腔补偿式2种：（1）双金属补偿的SF6气体密度继电器按照环境温度与20℃的差进行补偿，通过双层金属带的温度补偿作用来如实监控SF6的密度；（2）标准腔补偿的SF6密度继电器利用SF6气体作为温度补偿，用于监测设备内折算至20℃的SF6气体压力的变化，并以相对于20℃额定气体压力的下降值作为报警值和闭锁值。对于标准腔补偿式SF6密度继电器，当环境温度下降到一定程度时会造成标准腔中的SF6气体液化，导致测量精度下降，所以低温环境下一般不选用此类密度继电器。双金属补偿式SF6气体密度继电器不存在标准腔补偿式密度继电器的SF6气体液化问题，可以在低温下使用。但是双金属补偿式SF6气体密度继电器的双层金属温度补偿能力存在一定的线性变化范围，当实际温度超出线性变化范围时，也会出现补偿能力不足，从而在一定程度上导致测量精度不够，发生误报警或误闭锁，影响电气设备的正常运行。因此在异常低温环境下建议选用双金属补偿式SF6气体密度继电器，并且必须进行低温校验。
7结论
在SF6气体密度对其绝缘和熄弧功能的实现起着至关重要的作用。泄漏导致SF6气体压力下降，将降低设备性能甚至使其失去应有功能，因此SF6气体绝缘电气设备必须安装气体密度继电器，监测SF6气体密度的变化，继电器的性能直接影响到SF6电气设备的安全运行。在极低温下必须对SF6密度继电器进行校验，可利用恒定温控箱控制校验温度，以发现在常温校验下不能发现的SF6密度继电器问题，有效提高其在低温下运行的可靠性。此外，在极低温度下监测SF6电气设备，应选用双金属补偿式SF6气体密度继电器。
参考文献：
[1]吴胜,罗沙,蒲道杰.ZMJ-1型SF_6气体密度继电器故障分析[J].安徽电气工程职业技术学院学报,2012,17(01):1-3.[2017-09-11].
[2]李志刚,蔡巍,邓春,李帆.SF_6气体密度继电器在极端温度下的性能校验[J].中国电力,2012,45(10):73-76.[2017-09-11].
[3]周启义,高明贵,贾凤鸣,庄建煌,岳帅,贝海译,彭彦军,贺兵,金海勇.一种无油抗振型SF_6气体密度继电器的研制[J].高压电器,2017,53(05):154-158.(2017-05-27)[2017-09-11].
[4]苏水明.SF6气体密度继电器在极端温度下的性能校验数据分析[J].中国高新技术企业,2015,(05):29-30.[2017-09-11].
[5]秦业,袁海文.SF_6气体密度继电器校验系统的设计[J].工业计量,2010,20(05):1-4.[2017-09-11].
论文作者:刘志国
论文发表刊物:《电力设备》2017年第27期
论文发表时间:2018/1/14
标签：继电器论文; 密度论文; 气体论文; 温度论文; 低温论文; 误差论文; 测量论文; 《电力设备》2017年第27期论文;