CN201117559Y - 一种新型sf6气体密度继电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高压输变电设备上用的SF₆气体密度继电器。一种新型SF₆气体密度继电器，含有带有温度补偿元件的机械式电接点压力表组件以及与表壳连接的接线盒，在表壳内安装有和表接头的气体进口管连通的温度和压力检测远传装置，所述温度和压力检测远传装置的电源线和信号线连接至接线盒内的接线柱上。本实用新型SF₆气体密度继电器，在现有密度继电器的基础上增加了温度和压力传感器，不但具备传统密度继电器的全部功能，而且可以输出标准4～20mA电流信号或者通过CAN总线输出数字信号，便于主控室实时监控。本实用新型SF₆气体密度继电器，远传部分组成独立的系统，与机械部分互不干扰，增加了SF₆气体密度监测的可靠性，进一步保障了生产安全。

Description

一种新型SF6气体密度继电器

一、技术领域：

本实用新型涉及一种气体密度继电器，尤其是涉及一种高压输变电设备上用的SF₆气体密度继电器。

二、背景技术：

SF₆气体是一种优良的气体绝缘材料。SF₆气体具有很高的电气绝缘强度、较强的灭弧能力、良好的热传导性和优异的热稳定性，因此被广泛地应用于高压断路器、避雷器、互感器、变压器以及管道母线等高压电器作为绝缘和灭弧介质。电器元件在充有SF₆气体的密闭容器内工作，SF₆气体的密度值对电器元件的电气性能有着直接的影响，特别是绝缘和灭弧能力。因此，对SF₆气体密度的监测和控制是确保电力设备安全运行的重要研究方向。

在没有泄漏的理想情况下，高压电器内的SF₆气体的质量是恒定不变的，即密度值是不变的。根据气体状态方程的推导，密闭容器内任何气体的密度的函数为ρ＝f(p，T)值，也就是说密度是其压强(压力)和温度的函数。因此，欲监测密度，必须同时考虑压强(压力)和温度。

目前，高压电器设备上普遍采用指针式SF₆气体密度继电器来监视SF₆气体密度的变化。这种密度继电器实际上就是一种改进型的电接点压力表。它主要是由波登管式压力表组件(包括接头、波登管和齿轮传动机构等)、温度补偿元件、电接点、指示装置(包括刻度盘和指针)和接线盒等元件组成。当波登管由于SF₆气体随温度变化而热胀冷缩导致指针指示压力变化时，温度补偿元件则按照相反的方向把这个压力变化量补偿回来，其温度补偿量的大小与不同调试压力下的SF₆气体的p-T曲线(即等容线)有关，温度补偿以20℃时的调校压力为基准。这样，经过短暂的温度补偿过程后，指针的指示值基本上回到20℃时的额定压力大小的位置。因此，所谓的密度实际上是实际压力与补偿压力折算后的压力值。当SF₆气体泄漏到设定值时，指示装置带动电接点发出补气或闭锁信号。

随着电网运行对变电站设备工作的安全性、可靠性、免维护性特别是智能化的要求逐步提高，这种密度继电器就逐渐显现出以下不足之处：1、不能实时地将密度值直接传送到主控室，为值班维护带来麻烦；2、当环境温度变化时，温度补偿元件的形变需要一定的周期，不能完全同步，存在一定的偏差；3、有些密度继电器的安装位置特殊，如安装位置过高或过于分散，不便于维护人员现场观察；4、电站运行中密度继电器的巡视记录非常不方便。

三、实用新型内容：

本实用新型针对传统机械式密度继电器只能进行现场气体密度的测量与显示的缺陷，提出一种新型SF₆气体密度继电器，具有远传信号输出功能，便于实现对多个分散的测量点的实时集中监控。

本实用新型所采用的技术方案：

一种新型SF₆气体密度继电器，含有带有温度补偿元件的机械式电接点压力表组件以及与表壳连接的接线盒，在表壳内安装有和表接头的气体进口管连通的温度和压力检测远传装置，所述温度和压力检测远传装置的电源线和信号线连接至接线盒内的接线柱上。

所述的新型SF₆气体密度继电器，所述温度和压力检测远传装置包括温度和压力传感器以及线路板，温度和压力传感器芯体通过设在表接头上与SF₆气体进口管连通的与其匹配的连接件与表接头连接，线路板固定在表壳内部，温度和压力传感器以及线路板通过导线连接，线路板通过导线连接至接线盒内。

所述的新型SF₆气体密度继电器，温度和压力传感器可以采用PC10系列中的任意一种，压力和温度传感器的芯体与表接头连通连接安装，通过线路板上的处理电路把由温度和压力表征的SF₆气体密度信号转换为标准4～20mA电流信号或CAN总线形式的数字信号通过接线盒引出。

本实用新型的有益积极效果：

1、本实用新型SF₆气体密度继电器，在现有密度继电器的基础上增加了温度、压力传感器，不但具备传统密度继电器的全部功能，而且可以输出标准4～20mA电流信号或者通过CAN总线输出数字信号，便于主控室实时监控。

2、本实用新型SF₆气体密度继电器，远传部分组成独立的系统，与机械部分互不干扰，增加了SF₆气体密度监测的可靠性，进一步保障了生产安全。

四、附图说明：

图1为本实用新型气体密度继电器的主视结构示意图。

图2为图1的A-A向剖视图。

图3为图2的B-B向视图。

五、具体实施方式：

实施例：本实用新型SF₆气体密度继电器，含有带有温度补偿元件的机械式电接点压力表组件以及与表壳连接的接线盒，其与现有传统SF₆气体密度继电器不同的是：通过在表壳内安装和表接头的气体进口管连通的温度和压力检测远传装置，使之具有远传功能。其中温度和压力检测远传装置包括温度和压力传感器以及线路板上的处理电路，温度和压力传感器芯体通过设在表接头上与SF₆气体进口管连通的与其匹配的连接件与表接头连接，线路板固定在表壳内部，温度和压力传感器以及线路板通过导线连接，线路板连接的电源线和信号线连接接线盒内的对应接线柱。温度和压力传感器将感应到的温度和压力变化转换成电信号输出到线路板上，通过处理电路把由温度和压力表征的SF₆气体密度信号转换为标准4～20mA电流信号或CAN总线形式的数字信号通过接线盒引出到主控室内的显示或控制仪表上进行显示。

参见图1～图3。本实用新型SF₆气体密度继电器，包括表玻璃1、衬套2、表罩3、弯指针4、波登管5、齿轮传动机构(或简称为机芯)6、表壳7、线路板8、与SF₆气体介质连接的表接头9、压力和温度传感器10、传感器壳体11、基座12、电接点13、刻度盘14、接线盒15、聚氯乙烯绝缘导线16、温度补偿元件17。其中温度补偿元件17一端连接在波登管5上，另一端和机芯6连接在一起；表玻璃1、衬套2通过表罩3固定在表壳7上，接线盒15也与表壳7相固定。表接头9与表壳7焊接为一体，波登管5与表接头连通，机芯6、线路板8、基座12均固定在表接头9上，弯指针4固定在机芯6上。温度和压力传感器可以采用PC10系列中的任意一种，温度和压力传感器10固定在传感器壳体11上，传感器壳体11固定在表接头9上，传感器芯体与表接头连通安装。

本实用新型的机械部分的原理描述如下：当密度继电器通过表接头9与具有确定额定SF₆气体压力(20℃)的SF₆高压电器连接在一起时，SF₆气体通过表接头9进入波登管5内部，引起波登管5的微小位移，此位移通过温度补偿元件17传递到机芯6上进行放大，通过弯指针4指示在刻度盘14上。当温度为20℃时，弯指针4在刻度盘14上的指示值正好为额定SF₆气体压力值。当温度大于20℃时，SF₆气体膨胀，压力升高，弯指针4指示在刻度盘14上的值也增大，但是温度补偿元件17在高温的作用下产生形变，此形变的方向与波登管5的变化方向相反，其结果是使弯指针4又指示到刻度盘14上的额定SF₆气体压力的位置。当温度降低时，原理与此相同。当气体泄漏到一定程度时，温度补偿元件17不能补偿到额定压力值，弯指针4带动电接点13转动并发出信号，信号通过导线16连接到接线盒15上。

本实用新型SF₆气体密度继电器通过表接头9与具有确定额定SF₆气体压力(20℃)的SF₆高压电器连接在一起时，SF₆气体从表接头9进入波登管5内，同时通过传感器壳体11与温度和压力传感器10接触。温度和压力传感器10与SF₆气体接触，将温度和压力的变化以电信号的形式输出，通过导线16传输到线路板上，电路处理后把数据转换为标准4～20mA电流信号或CAN总线形式的数字信号，再通过导线16连接到接线盒15上，将以温度和压力信号表征的SF₆气体密度值转变为标准电信号输出到显示仪表上显示出来。

Claims (3)

1、一种新型SF₆气体密度继电器，含有带有温度补偿元件的机械式电接点压力表组件以及与表壳连接的接线盒，其特征是：在表壳内安装有和表接头的气体进口管连通的温度和压力检测远传装置，所述温度和压力检测远传装置的电源线和信号线连接至接线盒内的接线柱上。

2、根据权利要求1所述的新型SF₆气体密度继电器，其特征是：所述温度和压力检测远传装置包括温度和压力传感器以及线路板，温度和压力传感器芯体通过设在表接头上与SF₆气体进口管连通的与其匹配的连接件与表接头连接，线路板固定在表壳内部，温度和压力传感器以及线路板通过导线连接，线路板通过导线连接至接线盒内。

3、根据权利要求1或2所述的新型SF₆气体密度继电器，其特征是：温度和压力传感器采用PC10系列中的任意一种，压力和温度传感器的芯体与表接头连通连接安装，通过线路板上的处理电路把由温度和压力表征的SF₆气体密度信号转换为标准4～20mA电流信号或CAN总线形式的数字信号通过接线盒引出。

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