CN101192484B

CN101192484B - 抗振型指针式sf6气体密度继电器

Info

Publication number: CN101192484B
Application number: CN2006101189406A
Authority: CN
Inventors: 苏丽芳
Original assignee: Individual
Current assignee: Shanghai Roye Electric Co Ltd
Priority date: 2006-11-30
Filing date: 2006-11-30
Publication date: 2012-01-25
Anticipated expiration: 2026-11-30
Also published as: WO2008064554A1; CN101192484A

Abstract

一种抗振型指针式SF₆气体密度继电器，包括基座、横梁、至少一个调节杆、与各调节杆相应成对设置的微动开关，以及在各微动开关上分别设有的操作臂，其特征在于：它还包括一用于对微动开关进行加强的加强机构，即对微动开关外壳进行加强的加强机构，或对微动开关外壳进行加强的同时并对微动开关操作臂进行限位的加强机构，或对微动开关外壳进行加强的同时并对微动开关操作臂和对调节杆进行限位的加强机构，该加强机构固定在壳体内，包括至少一块固定在选定的微动开关外壳侧面的加强件，各微动开关和基座分别位于横梁的两侧，且各微动开关分别位于与其相对应的调节杆的上方。本发明可以不充硅油，完全克服漏油问题，具有不怕振动的优点，可以很好地应用在SF₆电气设备上。

Description

抗振型指针式SF6气体密度继电器

技术领域

本发明涉及一种继电器，尤其涉及一种应用在SF₆(六氟化硫)电气设备上的抗振型指针式SF₆气体密度继电器。

背景技术

SF₆电气产品已广泛应用在电力部门、工矿企业，促进了电力行业的快速发展。

SF₆电气产品的灭弧介质和绝缘介质是SF₆气体，不能发生漏气。若发生漏气，就不能保证SF₆电气产品可靠安全运行。所以监测SF₆电气产品的SF₆密度值是十分必要的。

目前普遍采用一种机械的指针式SF₆气体密度继电器来监测SF₆密度，即当SF₆电气产品发生漏气时该继电器能够报警及闭锁，同时还能显示现场密度值。

该密度继电器一般采用单温度补偿片和游丝型电接点，虽然增加了磁助式吸力，对接点的可靠闭合有帮助，但也造成实际动作时的密度值与指针显示值的差异，另外在密度高于设定值时，其动接点是随着指针而动，由于游丝的力很小，使得磁助式吸力也不能调得太大，一旦密度值到了设定动作值(报警或闭锁)时，信号触点(报警或闭锁)动作了，此时指针如果在其附近，会产生振动，就可能使信号重新断开，发出误动作。另外，触点(报警或闭锁)闭合时，其闭合力仅靠触头的游丝的微小力，即使加上磁助式力，也还是很小，因此极其怕振。为了提高其抗振性，一般都充有硅油，但由于制造上的原因，普遍存在漏油问题。一旦漏油，用户只有重新更换，造成经济损失。

所以，开发一种不需要充油，但其性能很好的指针式SF₆气体密度继电器是非常必要的。

现在开发出的一种接点采用微动开关的无油型SF₆气体密度继电器，该SF₆气体密度继电器的结构如图1、图2所示，它包括SF6气体接头1、机芯2，壳体3、刻度盘4、指针5、波登管6、温度补偿片7、接线座8、微动开关91、92、93、印制电路板10、定位板11、固定板12、电线13、调节杆141、142、143、连接杆15、横梁16、表玻璃17、罩圈18、基座19和SF₆气体输送管20。其中，SF₆气体接头1、接线座8、表玻璃17、罩圈18和基座19分别固定在壳体3上。机芯2和固定板12分别安装在基座19上，指针5和刻度盘4分别固定在机芯2上。波登管6的一端焊接在基座19上并与之连通，另一端通过端座与温度补偿片7的一端相连接，温度补偿片7的另一端与横梁16相连接，横梁16的一端与连接杆15的一端相连接，连接杆15的另一端与机芯2相连接。横梁16上固定有调节杆141、142、143。微动开关91、92、93分别焊接在印制电路板10上，印制电路板10安装在固定板12上，固定板12又安装在基座19上。微动开关91固定在调节杆141的下方，微动开关92固定在调节杆142的下方，微动开关93固定在调节杆143的下方。各微动开关上分别设有操作臂911、921、931。定位板11固定在机芯2上，其前端延伸到波登管6与温度补偿片7相连的一端的端座的下方，它的功能是：当SF6气体密度下降到一定值时，限位波登管6向下移动，保护微动开关，进而保护横梁16不被压坏而变形，使整个系统保持可靠工作。

微动开关的接点，通过电线13，从印制电路板10连接到接线座8上，接线座8固定在表壳3上。表玻璃17、罩圈18分别固定在表壳3上，能保护其内部机构免受机械损伤和污物、雨水侵入。SF₆气体输送管20的一端与基座19相连接，且可靠密封，SF₆气体输送管20的另一端与接头1相连接，且可靠密封。

上述SF₆气体密度继电器所采用的微动开关虽然具有一定的优点，但由于其结构的不尽合理，在使用中仍存在以下问题：

1、由于这种SF₆气体密度继电器设置在各微动开关上的操作臂的宽度只有4.1mm，在开关分合闸操作强烈振动时，很容易造成开关操作臂错位，而使调节杆发生卡住或脱离微动开关操作臂的现象，不能保证系统可靠工作。

2、由于这种SF6气体密度继电器所采用的温度补偿片的宽度只有5.1mm，强度不够，在开关分合闸操作强烈振动时，很容易造成调节杆错位，而使调节杆发生卡住或脱离微动开关操作臂的现象，不能保证系统可靠工作，也难以做到实际动作值与指针显示值一致。

3、由于这种SF₆气体密度继电器在开关分合闸操作强烈振动时，会导致微动开关操作臂摆动，很容易造成误动信号输出，也不能保证系统可靠工作。

4、由于这种SF₆气体密度继电器中的各微动开关分别安装在各调节杆的下方，即若以横梁为基准线，微动开关在横梁的一侧，基座也在该横梁的同一侧。在SF₆密度正常时，调节杆不对微动开关操作臂施力，微动开关操作臂处于自由状态，此时，在开关分合闸操作强烈振动时，由于微动开关操作臂摆动，也很容易造成误动信号输出，不能保证系统可靠工作。

5、由于这种SF6气体密度继电器设置在各微动开关上的操作臂的长度不到19mm，存在以下问题：

第一，微动开关的操作臂的工作行程小，微动开关又固定在调节杆的下方，在非工作状态时，在温度高的季节里，温度补偿片会张开来，这样调节杆对微动开关操作臂施力，使微动开关操作臂处于压制状态，此时，在振动时，很容易造成微动开关操作臂损坏，不能保证系统可靠工作，同时补偿片也会长期受反弹力作用而变形，使继电器的精度受严重影响，而不能保证系统可靠工作。

第二，微动开关的操作臂的工作行程小，加上由于微动开关又设计在调节杆的下方，为了在未使用时，同时又在温度高的地方，为了保护微动开关、保护横梁不被压坏而变形，同时为了保持整个系统的可靠工作，就必须把波登管限制在某个范围内，而使现有显示范围不能做到-0.1MPa，这给用户带来使用的不便，如补气抽真空时不能显示真空值。

第三，微动开关的操作臂的工作行程小，该继电器的工作范围(即起始值～最大值之间的范围)小(只有不到0.5Mpa)。

第四，微动开关的操作臂的工作行程小，调节杆或补偿片等元件稍有变化，就会严重影响密度继电器的精度的。同时在调试时，也很难把精度调的很准，即很难做出高精度的密度继电器来。

6、由于这种SF₆气体密度继电器中所采用的微动开关操作臂连接在微动开关外壳上，由于其外壳为塑料件，其强度不够，在开关分合闸操作强烈振动时，很容易造成微动开关外壳断裂，造成微动开关操作臂脱落，使密度继电器功能失效。还有调节杆与微动开关操作臂发生位置错位，而使调节杆发生卡住或脱离微动开关操作臂的现象，从而不能保证系统可靠工作。

综上所述，有必要开发一种不要充油且抗振性能很好的指针式SF₆气体密度继电器，以保证系统可靠工作。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种不需要充油、抗振性能很好的抗振型指针式SF₆气体密度继电器，用于控制和监视密封容器中SF₆气体的密度，并针对SF₆电气设备中出现的气体泄漏情况，及时发出报警信号和闭锁信号，为保障电力安全起到作用。

本发明所提供的一种抗振型指针式SF₆气体密度继电器，包括SF₆气体密度继电器壳体、设置在该壳体内的基座、机芯、横梁、温度补偿片、印制电路板、至少一个固定在横梁上的调节杆、与各调节杆相应成对设置的微动开关，以及在各微动开关上分别设有的操作臂，其特征在于：它还包括一用于对微动开关进行加强的加强机构，即对微动开关外壳进行加强的加强机构，或对微动开关外壳进行加强的同时并对微动开关操作臂进行限位的加强机构，或对微动开关外壳进行加强的同时并对微动开关操作臂和对调节杆进行限位的加强机构，该加强机构固定在壳体内，包括至少一块固定在选定的微动开关外壳侧面的加强件，又：所述的各微动开关和基座分别位于横梁的两侧，且各微动开关分别位于与其相对应的调节杆的上方，各微动开关上的操作臂可与对应的调节杆相接触。

在上述的抗振型指针式SF₆气体密度继电器中，各微动开关上的操作臂前端与调节杆接触部位的有效宽度为4.4-18mm。

在上述的抗振型指针式SF₆气体密度继电器中，温度补偿片的宽度为5.5-18mm。

在上述的抗振型指针式SF₆气体密度继电器中，各微动开关上的操作臂长度为21-50mm。

在上述的抗振型指针式SF₆气体密度继电器中，还包括两块设置在横梁两端的挡板，每块挡板的一端固定在基座或机芯或壳体上，另一端向上延伸挡在横梁的一端，并与横梁之间留有间隙。

在上述的抗振型指针式SF₆气体密度继电器中，加强机构只包括一块加强件，该加强件设置在任一微动开关外壳的任意一侧。

在上述的抗振型指针式SF₆气体密度继电器中，加强件的长度小于、等于或大于微动开关外壳长度并具有与微动开关外壳相适配的形状。

在上述的抗振型指针式SF₆气体密度继电器中，加强机构由若干个加强件分别固定在预选的微动开关的侧面，形成与微动开关外壳的宽度适配的加强机构。

在上述的抗振型指针式SF₆气体密度继电器中，加强机构是由若干个加强件联成一体，形成一体化的加强机构。

在上述的抗振型指针式SF₆气体密度继电器中，微动开关和与其相对应的调节杆为1对、2对、3对或4对。

本发明抗振型指针式SF₆气体密度继电器由于采用了以上技术方案，使其与现有技术相比，具有以下明显的优点和特点：

1、由于采用了宽温度补偿片(宽度为5.5-18mm)，在开关分合闸产生振动时，可防止横梁沿其轴向产生过分的位移，进而防止调节杆发生卡住或脱离微动开关的现象，保证系统可靠工作；温度补偿片加宽后，就不易变形，也可以做到触点实际动作值与指针显示值基本一样。

2、由于采用了加宽的微动开关操作臂(前端与调节杆相接触部位的有效宽度为4.4-18mm)，在开关分合闸产生振动时，即使横梁沿其轴向产生了一定位移，由于微动开关操作臂较宽，同样可防止调节杆发生卡住或脱离微动开关的现象，保证系统可靠工作。

3、由于在横梁的两端各增加了一块挡板，在开关分合闸产生振动时，可防止横梁沿其轴向产生过分的位移，即使横梁沿其轴向发生位移，由于这种位移被挡板挡在一个固定可控制的范围内，可防止调节杆发生卡住或脱离微动开关的现象，保证系统可靠工作。

4、由于把微动开关设计在调节杆的上方。在SF6密度正常时，微动开关操作臂处于受力状态，此时，在开关分合闸操作强烈振动时，不会造成误动信号输出，能够保证系统可靠工作。当SF₆气体压力(密度)下降时，或不充气时(即没使用时)，调节杆就不会碰到微动开关，进而就不会造成精度变差。

5、由于这种SF₆气体密度继电器设置在各微动开关上的操作臂的长度为21～50mm，微动开关的操作臂的工作行程大了，加上由于微动开关又设计在调节杆的上方，这样调节杆的下方也没有任何东西阻挡，就可以使显示范围做到-0.1MPa，这给用户带来使用的方便，如补气抽真空时就可以显示其真空值。

6、由于这种SF₆气体密度继电器设置在各微动开关上的操作臂的长度为21～50mm，微动开关的操作臂的工作行程大，所以这种继电器的工作范围大，可以做到1.0MPa。

7、由于这种SF₆气体密度继电器设置在各微动开关上的操作臂的长度为21～50mm，微动开关的操作臂的工作行程大，调节杆或补偿片等元件稍有变化，就不会多大影响密度继电器的精度。同时在调试时，也很容易把精度调的很准，很容易做出高精度的密度继电器来。

8、特别由于增加了微动开关外壳加强件，在开关分合闸操作强烈振动时，可避免微动开关外壳断裂，避免微动开关操作臂脱落，也还可以避免微动开关操作臂产生摇摆，进而避免造成微动开关操作臂与调节杆错位，而使调节杆不会发生卡住或脱离微动开关操作臂的现象，因而可大大提高继电器的抗振性能，保证系统可靠工作。

附图说明

下面，结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1为现有技术指针式SF₆气体密度继电器的结构示意图；

图2为图1所示结构的局部侧视图；

图3为本发明抗振型指针式SF₆气体密度继电器的结构示意图；

图4为图3所示结构的局部侧视图。

图5(a)～(c)为本发明中的微动开关加强机构的一实施例结构的主视图、侧视图和仰视图；

图6(a)～(c)为本发明中的微动开关加强机构的一实施例结构的主视图、侧视图和仰视图；

图7(a)～(c)为本发明中的微动开关加强机构的一实施例结构的主视图、侧视图和仰视图。

具体实施方式

微动开关和与其相对应的调节杆可以有1对、2对、3对或4对，本实施例为3对。

参见图3～4，本发明抗振型指针式SF₆气体密度继电器主要由接头1、机芯2、表壳3、刻度盘4、指针5、波登管6、宽温度补偿片7’(宽度5.5-18mm)、接线座8、三个微动开关91、92、93、印制电路板10、定位板11、固定板12、电线13、三个调节杆141、142、143、连接杆15、横梁16、表玻璃17、罩圈18、两块挡板21、22、基座19、道管20、微动开关加强机构23、端座24等组成。其中，接头1固定在表壳3上，机芯2固定在基座19上。波登管6的一端焊接在基座19上并与之连通，另一端通过端座24与宽温度补偿片7’的一端相连接，宽温度补偿片7’的另一端与横梁16相连接。横梁16上固定有三个调节杆141、142、143。横梁16又与连接杆15相连接，连接杆15又与机芯2相连接。三个微动开关91、92、93分别固定在印制电路板10上，印制电路板10固定在固定板12上，固定板12又安装在基座19上，并且三个微动开关91、92、93对应设置在各调节杆141、142、143的上方，其中，微动开关91固定在调节杆141的上方，微动开关92固定在调节杆142的上方，微动开关93固定在调节杆143的上方，各微动开关下端分别连接有操作臂911’、921’、931’(各操作臂的前端与调节杆接触部位的有效宽度为4.4-18mm，操作臂长度(即其在微动开关壳体以外的长度)为21-50mm)。定位板11固定在机芯2上，指针5和刻度盘4分别固定在机芯2上。微动开关的接点，通过电线13，从印制电路板10连接到接线座8上，接线座8固定在表壳3上。表玻璃17、罩圈18分别固定在表壳3上，能保护其内部机构免受机械损伤和污物、雨水侵入。道管20的一端与基座19相连接，且可靠密封；道管20的另一端与接头1相连接，且可靠密封。挡板21的一端固定在基座19(或机芯、或支架或壳体)上，另一端向上延伸挡在横梁16的一端，但与横梁16之间留有间隙；挡板22的一端也固定在基座19上，另一端也向上延伸挡在横梁16的另一端，但与横梁16之间也留有间隙。挡板21和挡板22的作用是，在开关分合闸产生振动时，防止横梁16沿其轴向产生过分的位移，即使横梁16沿其轴向发生位移，也能被挡板21和22挡在一个固定可控制的范围内，防止调节杆141、142、143发生卡住或脱离微动开关91、92、93的现象，保证系统可靠工作。

微动开关加强机构23固定在壳体内部，本实施例就固定在微动开关上。其中微动开关加强机构23的形式不受限制，可以多样化。

如图5(a)～(c)所示，加强机构23由4个加强件231、232、233、234联成一体(或分体)固定在各微动开关的侧面，形成分别与开关外壳的宽度适配的加强机构，仅对每个微动开关的外壳起很好的加强作用。在开关分合闸操作强烈振动时，可避免微动开关外壳断裂，避免微动开关操作臂脱落，因而可大大提高继电器的抗振性能，保证系统可靠工作。

如图6(a)～(c)所示，加强机构由4个加强件231、232、233、234联成一体(或分体)固定在各微动开关的侧面，形成分别与开关外壳的宽度适配的加强机构，不仅对每个微动开关的外壳起很好的加强作用，而且还能对微动开关的操作臂起限位作用。在开关分合闸操作强烈振动时，可避免微动开关外壳断裂，避免微动开关操作臂脱落，也还可以避免微动开关操作臂产生摇摆，进而避免造成开关操作臂与调节杆错位，而使调节杆不会发生卡住或脱离微动开关操作臂的现象，因而可大大提高继电器的抗振性能，保证系统可靠工作。

如图7(a)～(c)所示，加强机构由4个加强件231、232、233、234联成一体(或分体)固定在各微动开关的侧面，形成分别与该微动开关外壳的宽度适配的加强机构，不仅对该微动开关的外壳起很好的加强作用，而且还能对该微动开关的操作臂起限位作用，而且还能对该相对应的调节杆起限位作用。在开关分合闸操作强烈振动时，可避免微动开关外壳断裂，避免微动开关操作臂脱落，也还可以避免微动开关操作臂产生摇摆，进而避免造成开关操作臂与调节杆错位，而使调节杆不会发生卡住或脱离微动开关操作臂的现象，因而可大大提高继电器的抗振性能，保证系统可靠工作。

本发明抗振型指针式SF₆气体密度继电器的作用原理是基于弹性元件波登管6，利用宽温度补偿片7’对变化的压力和温度进行修正，反应SF₆气体密度的变化。即在被测介质SF₆气体的压力作用下，由于有了宽温度补偿片7’的作用，其密度值的变化，压力值也相应的变化，迫使波登管6之末端产生相应的弹性变形-位移，借助于宽温度补偿片7’和连接杆15，传递给机芯2，机芯2又传递给指针5，遂将被测的SF₆气体密度值在刻度盘4上指示出来。如果漏气了，其密度值下降到一定程度(达到报警或闭锁值)，波登管6产生相应的向下位移，通过宽温度补偿片7’，使横梁16向下位移，横梁16上的调节杆141、142、143就渐离相应的微动开关91、92、93，到一定程度时，相应的微动开关91、92、93接点就接通，发出相应的信号(报警或闭锁)，达到监视和控制电气开关等设备中的SF₆气体密度，使电气设备安全工作。如果其密度值升高了，压力值也相应的升高，升高到一定程度，波登管6也产生相应的向上位移，通过宽温度补偿片7’，使横梁16向上位移，横梁16上的调节杆141、142、143就向上位移，就推动相应的微动开关91、92、93，其接点就断开，信号(报警或闭锁)就解除。

所述的微动开关和调节杆不限于三个，还可以是一个、两个或者四个。

综上所述，本发明的抗振型指针式SF₆气体密度继电器由于增大了与调节杆相接触的微动开关操作臂的面积，加长了微动开关操作臂的长度，把微动开关(91、92、93)设计在调节杆(141、142、143)的上方，在横梁两端加挡板21、22，在微动开关外壳设置微动开关加强机构，将温度补偿片7’加宽，经过这样处理，就具有非常好的性能，达到：A、可以做到触点实际动作值与指针显示值非常一致；B、大大提高密度继电器的抗振性能，调节杆就不会发生卡住或脱离微动开关现象，也不会卡住指针或造成控制系统失效；C、指针的振动对控制部分的微动开关影响也小了；D、不会造成误信号的输出；E、当SF₆气体压力(密度)下降时，或不充气时(即没使用时)，调节杆也不会碰到微动开关的底部，而调节杆的下方也没有任何东西阻挡，这样就不会造成温度补偿片和横梁的变形，进而就不会造成精度变差；F、可避免微动开关外壳断裂，避免微动开关操作臂脱落，保证系统可靠工作；G、就可以使显示范围做到-0.1MPa，这给用户带来使用的方便，如补气抽真空时就可以显示其真空值；H、这种继电器的工作范围大，可以做到1.0MPa；I、同时在调试时，也很容易把精度调的很准，很容易做出高精度的密度继电器来；J、同时其稳定性也更好。这样一来就大大的提高了这种指针式SF₆气体密度继电器的抗振性能和精度性能，是一种名副其实的抗振性指针式SF₆气体密度继电器。具有不怕振动的优点，可以不充硅油，完全克服漏油问题，可以很好地应用在SF₆电气设备上。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。如微动开关加强机构的形式可以灵活多样。

Claims

1.一种抗振型指针式SF₆气体密度继电器，包括SF₆气体密度继电器壳体、设置在该壳体内的基座、机芯、横梁、温度补偿片、印制电路板、至少一个固定在横梁上的调节杆、与各调节杆相应成对设置的微动开关，以及在各微动开关上分别设有的操作臂，其特征在于：

它还包括一用于对微动开关进行加强的加强机构，即对微动开关外壳进行加强的加强机构，或对微动开关外壳进行加强的同时并对微动开关操作臂进行限位的加强机构，或对微动开关外壳进行加强的同时并对微动开关操作臂和对调节杆进行限位的加强机构，该加强机构固定在壳体内，包括至少一块固定在选定的微动开关外壳侧面的加强件，又：

所述的各微动开关和基座分别位于横梁的两侧，且各微动开关分别位于与其相对应的调节杆的上方，各微动开关上的操作臂可与对应的调节杆相接触。

2.如权利要求1所述的抗振型指针式SF₆气体密度继电器，其特征在于：所述的各微动开关上的操作臂前端与调节杆接触部位的有效宽度为4.4-18mm。

3.如权利要求1或2所述的抗振型指针式SF₆气体密度继电器，其特征在于：所述的温度补偿片的宽度为5.5-18mm。

4.如权利要求1所述的抗振型指针式SF₆气体密度继电器，其特征在于：所述的各微动开关上的操作臂长度为21-50mm。

5.如权利要求1所述的抗振型指针式SF₆气体密度继电器，其特征在于：还包括两块设置在横梁两端的挡板，每块挡板的一端固定在基座或机芯或壳体上，另一端向上延伸挡在横梁的一端，并与横梁之间留有间隙。

6.如权利要求1所述的抗振型指针式SF₆气体密度继电器，其特征在于：所述加强机构只包括一块加强件，该加强件设置在任一微动开关外壳的任意一侧。

7.如权利要求1所述的抗振型指针式SF₆气体密度继电器，其特征在于：所述的加强件的长度小于、等于或大于微动开关外壳长度并具有与微动开关外壳相适配的形状。

8.根据权利要求1所述的抗振型指针式SF₆气体密度继电器，其特征在于：所述的加强机构由若干个加强件分别固定在预选的微动开关的侧面，形成与微动开关外壳的宽度适配的加强机构。

9.根据权利要求8所述的抗振型指针式SF₆气体密度继电器，其特征在于：所述的加强机构是由若干个加强件联成一体，形成一体化的加强机构。

10.如权利要求1所述的抗振型指针式SF₆气体密度继电器，其特征在于，所述微动开关和与其相对应的调节杆为1对、2对、3对或4对。