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        SF6密度表和密度繼電器原理研究與探討

        發布時間:2019-07-25

        [SF6密度表和密度繼電器原理研究與探討]:所謂密度,是指某一特定物質在特定條件下單位體積的質量。SF6斷路器中的SF6氣體是密封在一個固定不變的容器內的,在20℃時的額定壓力下,它具有一定的密度值,在斷路器運行的各種允許條件范圍內,盡管SF6...

          所謂密度,是指某一特定物質在特定條件下單位體積的質量。SF6斷路器中的SF6氣體是密封在一個固定不變的容器內的,在20℃時的額定壓力下,它具有一定的密度值,在斷路器運行的各種允許條件范圍內,盡管SF6氣體的壓力隨著溫度的變化而變化,但是,SF6氣體的密度值始終不變。因為SF6斷路器的絕緣和滅弧性能在很大程度上取決于SF6氣體的純度和密度,所以,對SF6氣體純度的檢測和密度的監視顯得特別重要。如果采用普通壓力表來監視SF6氣體的泄漏,那就會分不清是由于真正存在泄漏還是由于環境溫度變化而造成SF6氣體的壓力變化。為了能達到經常監視密度的目的,國家標準規定,SF6斷路器應裝設壓力表或SF6氣體密度表和密度繼電器。壓力表或SF6氣體密度表是起監視作用的,密度繼電器是起控制和保護作用的。

          在SF6斷路器上裝設的SF6氣體密度表,帶指針及有刻度的稱為密度表;不帶指針及刻度的稱為密度繼電器或密度壓力開關;有的SF6氣體密度表也帶有電觸點,即兼作密度繼電器使用。它們都是用來測量SF6氣體的專用表計。

          1— 彈性金屬曲管;2—齒輪機構和指針;3—雙層金屬帶;4—壓力增大時的運動方向;5—壓力減小時的運動方向。

          圖 SF6氣體密度表的結構

          SF6氣體密度表的結構原理。上圖所示的SF6氣體密度表主要由彈性金屬曲管1、齒輪機構和指針2、雙層金屬帶3等零部件組成,實際上是在彈簧管式壓力表機構中加裝了雙層金屬帶而構成的??招牡膹椥越饘偾?與斷路器相連,其內部空間與斷路器中的SF6氣體相通,彈性金屬曲管1的端部與起溫度補償作用的雙金屬帶3鉸鏈連接,雙層金屬帶3與齒輪機構和指針機構2鉸鏈連接。

          SF6氣體密度表的工作原理

          1.當密度表沒有安裝使用時,如果環境溫度是20℃,,指針2指向0MP,但如果環境溫度不是20℃時,因為雙層金屬帶3是按照環境溫度與20℃的差進行補償的,所以,當環境溫度高于20℃時,雙層金屬帶3伸長,其下端將向5的方向發生位移,帶動齒輪機構和指針2向密度或壓力指示值減小的方向移動,指針2的讀數小于0MP;否則,當環境溫度低于20℃時,齒輪機構和指針2將向密度或壓力指示值增大的方向移動,指針2的讀數大于0MP。

          2.當向斷路器充SF6氣體的過程中,隨著氣體壓力的逐步升高,彈性金屬曲管1的端部向4的方向發生位移,雙層金屬帶3始終按20℃進行補償,也隨著向4的方向發生位移,帶動齒輪機構和指針2向密度或壓力指示值增大的方向移動,其指示值變大。密度表或壓力表的指示值不僅與壓力有關,而且還與溫度有關。在對斷路器充SF6氣體過程中,由于SF6氣體突然膨脹降壓,溫度一般由環境溫度降至0℃以下,雙層金屬帶3始終按20℃進行補償,而不能對SF6氣體的實際溫度與環境溫度之間的溫差進行補償,所以,在這種情況下,密度表的指示值即不能代表SF6氣體的實際溫度下的密度或壓力值,也不能代表環境溫度下的密度或壓力值,更不能代表20℃時的密度或壓力值。   

          3.當斷路器充入SF6 氣體后,等待一段時間,使SF6斷路器內部溫度升高至與外部環境溫度達到平衡后,調整SF6氣體至額定密度或壓力值,這時,不管SF6氣體受環境溫度的影響使其壓力增大還是減小,由于雙層金屬帶3的溫度補償作用,密度表的指針始終指向20℃時的額定壓力或密度值不變。

          4.當斷路器退出運行后,如果斷路器內部SF6氣體的溫度與外部環境溫度達到平衡時,其指示的密度或壓力值將不隨外部環境溫度的變化而變化。當環境溫度升高時,斷路器內部SF6氣體的溫度也隨著升高,壓力也隨之增大,彈性金屬管1的端部向4的方向移動,有帶動指針向密度或壓力值增大的方向移動的趨勢,但是,由于雙層金屬帶3隨環境溫度升高而伸長,其下端向5的方向移動,那么,兩者的變化量完全抵消,其結果是指針的指示值不變,即:自動折算到20℃時的密度或壓力值保持不變,反之,當環境溫度降低時,指針的指示值也保持原來的密度或壓力值不變。

          5.當斷路器由于某種原因,如漏氣或做試驗時取氣等,使SF6氣體質量減少,壓力變小,彈性金屬管1的端部向5的方向移動,環境溫度引起的壓力變化由雙層金屬帶3進行補償,帶動指針2向指示值減小的方向移動,其結果是指針指示的密度或壓力值變小。由于密度表帶有兩對電接點,供SF6氣體密度降低時發信號和

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