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1、SF6气体密度继电器现场检验有关问题毕玉修Bi Yu Xiu（江苏省电力试验研究院 南京 210036）摘要：摘要：本文简要介绍了 SF6气体密度继电器的作用、检验周期、项目和要求，阐明了开展 SF6气体密度继电器检验的重要性，分析了目前现场密度继电器与设备检本体连接的几种方式，提出在进行检验时必须注意的事项。关键词：关键词：密度继电器 工作原理 检验要求 注意事项SF6气体具有优越的绝缘性能、灭弧特性和稳定的化学性能，广泛应用于高压开关设备。而 SF6气体的密度和纯度直接关系到设备的性能和可靠运行，例如，SF6气体的泄漏就会导致其密度下降，并且可能使设备内气体的含水量上升，从而影响到设备的绝
2、缘性能和开断性能。为监视 SF6气体密度，高压开关设备都配置有气体密度继电器（也有称密度监视器、密度控制器、密度表等）。在工程实践中，直接测量 SF6气体的密度比较困难，常常以20时的气体压力来量度其密度。所以，密度继电器实质上也就是监测设备内归算至 20的气体压力的变化，并以相对于 20额定气体压力的下降多少作为报警值和闭锁值。当气体密度下降到规定的报警压力值时，发出报警信号，以便及时进行补气。当 SF6气体密度继续下降到闭锁压力值时，发出闭锁信号，相应的断路器等设备就不允许进行操作，以保证设备和系统安全。新型产品将 SF6气体密度继电器和压力表合而为一，可供随时进行压力监测。由于多种原因，
3、SF6气体密度继电器长期运行中，性能可能发生变化，甚至失去监护作用。例如长期不动作后，出现动作卡涩或不灵活、触点接触不良等现象。也有的还会出现温度补偿性能变差，当环境温度变化时，可能导致 SF6气体密度继电器误动作。因而，适时进行校验是十分必要的。GB 50150-1991电气装置安装工程电气设备交接试验标准、DL/T 596-1996电力设备预防性试验规程等标准都规定了对 SF6气体密度继电器进行检测校验的要求。国电公司发布的防止电力生产重大事故二十五项重点要求中，也明确要求做好运行设备的SF6压力表和密度继电器的定期校验工作。由于多种原因，例如对密度继电器的动作性能及其检测要求、方法不太了
4、解，或者对其定期校验工作认识和重视不够，多年不进行检验的现象比较普遍，给设备的安全运行留下隐患。一、气体密度继电器工作原理气体密度继电器的结构形式比较多，按原理分有机械式和非机械式。机械式气体密度继电器按结构分又有波纹管式和弹簧管式，从功能上分有不带压力显示的和带压力显示的（带温度补偿压力表）。典型机械式气体密度继电器的工作原理示于图 1。图 1 机械式气体密度继电器原理图图中的预充气室内充有额定压力的 SF6气体，考虑到该气室体积小密封面少，可以忽略其所发生的气体泄漏，作为一个标准气室对待，也可称之为标准气包。该气室通过金属波纹管与被监测的气室相连接。如被监测气室发生气体泄漏的情况，金属波纹
5、管在内外压力差的作用下即被压缩，并通过设有双金属片的传动机构或者直接带动微动开关运动。当被监测气室气体泄漏到规定值时，使微动开关触点接通，再驱使信号继电器动作，发出报警（补气）或闭锁信号。密度继电器在结构设计以及在安装上，使整个预充气室紧临被监测的 SF6气室。因而认为，温度变化对预充气室和被监测气室中 SF6气体压力的影响相同，不会在金属波纹管内外侧产生压力差，即密度继电器具有温度自动补偿作用。高压 SF6电气设备在正常运行时，由于负荷电流而有一定的温升，可能会使密度继电器动作值发生误差。通常该继电器安装处离一次导电回路较远，运行经验证明，这种误差在工程上是可以忽略的。另外，非机械式 SF6
6、气体密度继电器（数字式密度监视器）也得到了开发和使用，这是基于 SF6气体分子具有极强的负电性，气体中的离子流对气体密度很敏感的原理。这种密度继电器采用数字式，可以将归算至 20的 SF6气体等效压力值以及设备表面温度等参数以数字形式显示，并可通过接口与计算机连接，为实现设备状态检修提供条件。二、现场进行密度继电器检验的必要性密度继电器检验可以在现场也可在试验室进行，两种方法各有优缺点，适用的场合不尽相同。在试验室检验密度继电器，相对而言较易实现，且精度较高，适合于生产厂家作为出厂试验项目。对于运行设备，在现场检验密度继电器更合适，因为要将压力表或 SF6气体密度继电器从设备上拆下，送到试验室
7、检验，至少存在以下几个问题。1）拆装密度继电器可能破坏原有的气体密封，不容易保证原有的密封性能。2）密度继电器经过长途运输颠簸，可能影响其准确性和稳定性。3）现场安装检修时间一般较紧，要从设备上拆下再送到试验室检验，需要较长的时间。根据我们的经验，通常采用在现场进行 SF6气体密度继电器和压力表检验的方法，效果良好。三、现场检验所使用的仪器检验 SF6气体密度继电器应以 SF6气体作为检测介质，不能使用其他气体，更不能使用绝缘油作介质。因此，要求检验仪器能自带 SF6气罐，并且能方便精确地调节压力。另外，应要求仪器具有对现场测量结果自动进行温度换算等功能。多年来，我们采用的是 JMD-1A 型
8、 SF6气体密度继电器校验台，该校验台系上海珂利电气有限公司生产，附带有 SF6气瓶和压力调节装置。校验时将开关设备本体气路与密度继电器气路隔离，采用校验台内的 SF6气体进行校验，并将测量值自动换算成 20时的压力值。气体密度继电器校验台为检验设备，不是计量校验仪器，其精度为 0.5 级，根据GB1226、GB1227 等标准对试验方法中标准仪表的要求：“仪表检验用的标准仪器的绝对误差应不大于被检仪表绝对值的 1/3”，而现场开关设备上密度继电器精度均低于 1.5 级。按规定，JMD-1A 型 SF6气体密度继电器校验台还应每年返厂进行一次校验，以确保检验精度。因此，能保证其校验精度和可靠性
9、。四、密度继电器检测实践1、检测周期及检测要求根据上述国标和行业标准的规定，对 SF6电气设备的检测周期和要求如下：1）新投运的 SF6电气设备要求进行气体密度继电器检测。2）对运行中 SF6电气设备密度继电器的检测周期规定为：交接时、运行中 13 年、在大修后、必要时。3）气体密度继电器动作值，应符合产品技术条件的规定或按制造厂规定。压力表指示值的误差及其变差，均应在产品相应等级的允许误差范围内。有很多国外产品的说明书涉及这方面的内容，作为每 510 年的维修项目，要总结密度继电器的动作情况，对密度继电器的整定值进行一次核验，并可在充气过程中核对并记录密度继电器的闭锁值。2、检测项目现场对
10、SF6气体密度继电器检测的主要项目有：1）报警（补气）启动压力值。2）闭锁启动压力值。3）闭锁返回压力值。4）报警（补气）返回压力值。5）SF6气体密度继电器带有压力表时，应对压力表的显示数值进行检验。所检测的动作压力值应符合制造厂的技术要求，并要求动作接点的启动和返回值的压力差应小于 0.02MPa（均应换算到 20时的压力值进行比较）。同时，应同时记录检验时的环境温度和相应的压力值。对压力表的显示数值进行检验时，检验点通常应不少于 5 个，并较均匀地分布在整个量程范围内。检测时通常需进行 2 个升、降压的行程循环，压力缓慢平稳地按预先选定的检测点逐点升压，然后逐点降压读数，取 2 次测量中
11、压力示值误差最大的作为该仪表的压力示值误差。3、气体密度继电器与 SF6开关设备本体的连接方式气体密度继电器与开关设备本体之间有多种连接方式，有的密度继电器与设备本体之间有阀门，在必要时可以将气路隔离开，典型的如图 2 中的阀门 FA。有的密度继电器与设备本体之间设有逆止阀，拆下密度继电器后，设备本体与外界大气由该逆止阀自动密封隔离，临时可起到阀门的作用。也有密度继电器与设备本体之间直接连通，既没有阀门也没有逆止阀。这后一种连接方式，结构上不太合理，如果密度继电器和压力表损坏，必须及时对设备停电检修，进行抽充气处理，同时对密度继电器和压力表进行检验和更换。运行中要对密度继电器和压力表进行校验，
12、也必须进行抽充气工作。因此，在设备大修时对这种连接方式应进行改造，在密度继电器与设备本体之间加装阀门。综上所述，只要在气体回路中设有阀门或逆止阀，就可以方便地实现密度继电器的现场检验。图 2 密度继电器与设备本体连接示意图4、密度继电器校验台与各种 SF6气体密度继电器的连接目前，在电力系统中运行的 SF6开关设备种类很多，额定气体压力也有多种，配置有各种型号的 SF6密度继电器。而且，气体管道接头各不相同，甚至同一厂家产品的管道接头也有不同。在检验前，必须要了解密度继电器与设备本体的连接方式及其管道接头的型式，应提前准备好相应型式的过渡接头。具体检验操作步骤要根据现场条件来决定。5、现场校验
13、工作注意事项1）必须做好安全措施，制定相应的检验规程和操作步骤。2）检验工作一般应在设备停电后进行，检验前必须切断与密度继电器连接的控制电源，并将报警和闭锁接点的对应连线从端子排上断开，防止其与二次回路和采样信号线构成回路影响检验，并确保不影响其他设备的正常运行。3）注意保护好管道接头的密封面，密封垫圈校验后应更换，并进行漏气检测。4）重视校验前、后管道接头的清洁工作，避免杂质和不合格气体进入本体。必要时用少量合格的 SF6气体进行冲洗。5）注意设备本体与密度继电器气路之间的隔离阀门，校验后必须恢复，并经复查确认。6）JMD-1A 型 SF6气体密度继电器校验台显示的压力值为相对压力值，当被检
14、验的密度继电器用绝对压力值表示时，应统一换算到相对压力值。例如 ABB 公司的 LTB145D 断路器的密度继电器，其报警及闭锁压力值就是以绝对压力值表示的。也有的开关设备的 SF6气体压力以巴（bar）表示，1 巴等于 0.1MPa。五、结束语密度继电器是保证 SF6电气设备安全运行的重要部件，其性能的好坏，直接影响电气设备的安全运行。因此，定期检验其可靠性和准确性是十分必要的，密度继电器检验的周期、项目和要求应按有关规程和标准进行。我们多年的实践经验表明，检验中应结合设备的实际情况，遵守有关的安全规程，制定切实可行的 方法和步骤，注意相关事项，就能保证设备的安全和检验工作的正确。作者简介姓名：毕玉修 出生年份：1948 年 性别：男 籍贯：北京 职称：高级技师当前主要从事的工作：电气试验及江苏省六氟化硫监督检测中心主要从事六氟化硫气体监督检测工作
