[发明专利]一种耐低温数字式SF6继电器

说明书

技术领域

本发明涉及SF6继电器，具体用于SF6断路器的监测、控制和保护。

背景技术

SF6断路器是电力系统广泛使用的高压电器。SF6断路器的可靠运行已成为供用电部门最关心的问题之一。SF6断路器的绝缘和灭弧性能在很大程度上取决于SF6气体的密度，所以，对SF6气体密度的监视显得特别重要。

图1示出了现有常用也是较优的一种机械式SF6密度继电器；其主要由弹性金属曲管1齿轮机构和指针2双层金属带3等零部件组成。空心的弹性金属曲管1与断路器相连，其内部空间与断路器中的SF6气体相通，弹性金属曲管1的端部与起温度补偿作用的双金属带3铰链连接，双层金属带3与齿轮机构和指针机构2铰链连接；其工作原理如下：

a、当密度继电器(也可称为密度表)没有安装使用时，如果环境温度是20℃，，指针2指向0MPa，但如果环境温度不是20℃时，因为双层金属带3是按照环境温度与20℃的差进行补偿的，所以，当环境温度高于20℃时，双层金属带3伸长，其下端将向5的方向发生位移，带动齿轮机构和指针2向密度或压力指示值减小的方向移动，指针2的读数小于0MPa；否则，当环境温度低于20℃时，齿轮机构和指针2将向密度或压力指示值增大的方向移动，指针2的读数大于0MPa。

b、当向断路器充SF6气体的过程中，随着气体压力的逐步升高，弹性金属曲管1的端部向4的方向发生位移，双层金属带3始终按20℃进行补偿，也随着向4的方向发生位移，带动齿轮机构和指针2向密度或压力指示值增大的方向移动，其指示值变大。密度表或压力表的指示值不仅与压力有关，而且还与温度有关。在对断路器充SF6气体过程中，由于SF6气体突然膨胀降压，温度一般由环境温度降至0℃以下，双层金属带3始终按20℃进行补偿，而不能对SF6气体的实际温度与环境温度之间的温差进行补偿，所以，在这种情况下，密度表的指示值即不能代表SF6气体的实际温度下的密度或压力值，也不能代表环境温度下的密度或压力值，更不能代表20℃时的密度或压力值。

c、当断路器充入SF6气体后，等待一段时间，使SF6断路器内部温度升高至与外部环境温度达到平衡后，调整SF6气体至额定密度或压力值，这时，不管SF6气体受环境温度的影响使其压力增大还是减小，由于双层金属带3的温度补偿作用，密度表的指针始终指向20℃时的额定压力或密度值不变。

d、当断路器退出运行后，如果断路器内部SF6气体的温度与外部环境温度达到平衡时，其指示的密度或压力值将不随外部环境温度的变化而变化。当环境温度升高时，断路器内部SF6气体的温度也随着升高，压力也随之增大，弹性金属管1的端部向4的方向移动，有带动指针向密度或压力值增大的方向移动的趋势，但是，由于双层金属带3随环境温度升高而伸长，其下端向5的方向移动，那么，两者的变化量完全抵消，其结果是指针的指示值不变，即：自动折算到20℃时的密度或压力值保持不变，反之，当环境温度降低时，指针的指示值也保持原来的密度或压力值不变。

e、当断路器由于某种原因，如漏气或做试验时取气等，使SF6气体质量减少，压力变小，弹性金属管1的端部向5的方向移动，环境温度引起的压力变化由双层金属带3进行补偿，带动指针2向指示值减小的方向移动，其结果是指针指示的密度或压力值变小。由于密度表带有两对电接点，供SF6气体密度降低时发信号和闭锁断路器用，指针2降到一定的位置就发补气信号或闭锁断路器。

上述密度表的缺陷为：

a、指针式继电器温度补偿不是严格按照Beattie-Bridgman公式来实现密度显示，双层金属带3受温度影响而变化在一定的温度范围内适用Beattie-Bridgman公式，如果温度过低或过高时，双层金属带3的变化和Beattie-Bridgman公式有很大的差异，致使密度值误差很大，远远达不到检测密度值的作用；

b、指针式密度继电器组成部分的双层金属带3是受外界空气温度的影响而变化，并不是受SF6气体的温度变化而变化，所以导致温度变化的不同步性，产生一定的误差，而在极低或极高温度剧烈变化下，不能实时反映SF6气体密度变化，从而致使检测数值突然剧烈变化，使继电器发出报警或闭锁信号致使断路器无法正常工作；

c、整个继电器整体安装在断路器上，容易被断路器本身的振动等动作影响，影响工作稳定性。

发明内容

针对上述现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种耐低温数字式SF6继电器，其相比现有机械式SF6密度继电器，具备更加准确的低温监测控制能力，具备可靠的低温工作能力。