[發明專利]一種耐低溫數字式SF6繼電器

有效

• 申請號: 201510058436.0
• 申請日: 2015-02-02
• 公開（公告）號: CN104616931A
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發明（設計）人: 姜東飛;楊利民;張楠;王學鵬;李洪淵;黃志強;魏楠;彭敏;王學彬;王徽
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網新疆電力公司檢修公司;西安亞能電氣有限責任公司
• 主分類號: H01H35/26
• 分類號: H01H35/26
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本發明涉及SF6繼電器，具體用于SF6斷路器的監測、控制和保護。

背景技術

SF6斷路器是電力系統廣泛使用的高壓電器。SF6斷路器的可靠運行已成為供用電部門最關心的問題之一。SF6斷路器的絕緣和滅弧性能在很大程度上取決于SF6氣體的密度，所以，對SF6氣體密度的監視顯得特別重要。

圖1示出了現有常用也是較優的一種機械式SF6密度繼電器；其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。空心的彈性金屬曲管1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；其工作原理如下：

a、當密度繼電器(也可稱為密度表)沒有安裝使用時，如果環境溫度是20℃，，指針2指向0MPa，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0MPa；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0MPa。

b、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。

c、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。

d、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。

e、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閉鎖斷路器用，指針2降到一定的位置就發補氣信號或閉鎖斷路器。

上述密度表的缺陷為：

a、指針式繼電器溫度補償不是嚴格按照Beattie-Bridgman公式來實現密度顯示，雙層金屬帶3受溫度影響而變化在一定的溫度范圍內適用Beattie-Bridgman公式，如果溫度過低或過高時，雙層金屬帶3的變化和Beattie-Bridgman公式有很大的差異，致使密度值誤差很大，遠遠達不到檢測密度值的作用；

b、指針式密度繼電器組成部分的雙層金屬帶3是受外界空氣溫度的影響而變化，并不是受SF6氣體的溫度變化而變化，所以導致溫度變化的不同步性，產生一定的誤差，而在極低或極高溫度劇烈變化下，不能實時反映SF6氣體密度變化，從而致使檢測數值突然劇烈變化，使繼電器發出報警或閉鎖信號致使斷路器無法正常工作；

c、整個繼電器整體安裝在斷路器上，容易被斷路器本身的振動等動作影響，影響工作穩定性。

發明內容

針對上述現有技術中的不足，本發明的目的在于提供一種耐低溫數字式SF6繼電器，其相比現有機械式SF6密度繼電器，具備更加準確的低溫監測控制能力，具備可靠的低溫工作能力。