CN102879733A - 采用气体补偿的全温度sf6气体密度继电器校验装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种校验设备，尤其是涉及一种适用于SF6混合气体密度继电器的能在极限低温或高温状态下对SF6气体密度继电器进行校验的一种采用气体补偿的全温度SF6气体密度继电器校验装置，包括壳体和壳体外的高低温恒温箱，其特征是：高低温恒温箱内从下向上依次装有压力调节装置和SF6气体储气罐，SF6气体储气罐与密度继电器相连，壳体内下部固定有SF6气瓶，气瓶上部连有一三通接头，三通接头另外两端分别连有一四通接头的一端和真空泵，四通接头另外三端分别与压力传感器、压力调节装置和密度继电器相连，上述各个件之间均是通过接气管相连，压力传感器与通过控制器控制的工控计算机相连；本发明结构独特、使用操作方便。

Description

采用气体补偿的全温度SF6气体密度继电器校验装置

技术领域

本发明涉及一种校验设备，尤其是涉及一种适用于SF6混合气体密度继电器的能在极限低温或高温状态下对SF6气体密度继电器进行校验的一种采用气体补偿的全温度SF6气体密度继电器校验装置。

背景技术

SF6气体密度继电器是SF6电气设备的关键元件之一，它用来检测SF6电气设备本体中SF6气体密度的变化，它的性能好坏直接影响到SF6电气设备的可靠安全运行。安装于现场的SF6气体密度继电器因不经常动作，经过一段时期后常出现动作不灵活或触点接触不良的现象，有的还会出现温度补偿性能变差，当环境温度变化时容易导致SF6气体密度继电器误动作。因此原电力部制定了DL/T259-2012《SF6气体密度继电器校验规程》。该试验规程规定：各SF6电气设备使用单位应定期对SF6气体密度继电器进行校验。从实际运行情况来看，对SF6气体密度继电器进行定期校验是防患于未然，保障电力设备安全可靠运行的必要手段之一。因此目前SF6气体密度继电器的校验在电力系统已经非常重视和普及，各供电公司、发电厂、大型厂矿企业都已经配置相关的SF6气体密度继电器校验仪。目前SF6气体密度继电器的校验方法，工程上主要有以下几种：

1）利用SF6设备充气过程对密度继电器进行校验。这种方法主要用于现场，但存在以下问题：（1）温度影响大，很难保证准确度；（2）利用SF6贮气瓶上的表计即相对压力表)读数，精确度很差，也不能保证准确度，另外对用测量绝对压力值方法的密度继电器（绝对压力继电器），在海拔高的地区就可能直接产生较大的误差；3）SF6密度继电器实际应用于降压过程，而用充气过程来校验，与实际应用情况不相符，也影响校验准确性。

2）利用SF6设备放气过程对密度继电器校验。用这种方法存在与方法1中（1）、（2）同样的问题，并且放气时要对SF6气体回收，需要用专门的SF6气体回收装置，很不方便。

3）在恒温室校验。这种校验方法在恒温环境中进行，消除了温度对校验带来的误差，因此校验的准确度较高。但用这种方法校验时间长，需要建立专门的恒温实验室，并要增设专职工作人员，增大了现场的工作难度，既不经济也不方便。实际上，在现场是不现实的。同样，对用测量绝对压力值方法的密度继电器即绝对压力继电器，在海拔高的地区就可能直接产生较大的误差。

综上所述目前所使用的各种型号的SF6气体密度继电器校验仪，虽然基本上都采用测试密度继电器动作时的压力和温度值，然后根据SF6气体的压力-温度特性关系，利用计算机自动换算成20℃时的压力值，即能够进行自动的动态温度补偿。但这些校验装置，都存在着同样的缺陷或错误：这些SF6气体密度继电器校验仪只能在常温状态下对SF6气体密度继电器进行检验，而不能实行全工作温度范围内对SF6气体密度继电器进行校验，特别是在极限低温或高温状态下对SF6气体密度继电器进行校验。因为在常温下，其精度是容易实现的，不能反映出安全质量问题。 但是这些SF6气体密度继电器校验仪只能在常温状态下对SF6气体密度继电器进行检验，而不能实行全工作温度范围内对SF6气体密度继电器进行校验，特别是在极限低温或高温状态下对SF6气体密度继电器进行校验；另外随着全球气候的变化，极端气候时常发生。正常出现极端低温天气，造成许多SF6开关的SF6气体出现液化现象，而造成大面积停电。所以许多地方，尤其北方，现在越来越多采用SF6混合气体的电气设备，因而SF6混合气体密度继电器使用也越来越多。但是目前为止还没有解决SF6混合气体密度继电器的校验的校验装置。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种适用于SF6混合气体密度继电器的结构独特、使用操作方便、全温度精度高、校验可靠、能对各种SF6气体密度继电器实现全温度范围内的准确校验的一种采用气体补偿的全温度SF6气体密度继电器校验装置。

为了实现发明目的，本发明通过如下方式实现：

一种采用气体补偿的全温度SF6气体密度继电器校验装置，包括壳体和壳体外的高低温恒温箱，其特征是：高低温恒温箱内从下向上依次装有压力调节装置、SF6气体储气罐和温度传感器，SF6气体储气罐与密度继电器相连，壳体内下部固定有SF6气瓶，气瓶上部连有一三通接头，三通接头另外两端分别连有一四通接头的一端和真空泵，四通接头另外三端分别与压力传感器、压力调节装置和密度继电器相连，上述各个件之间均是通过接气管相连，压力传感器与通过控制器控制的工控计算机相连，工控计算机设有密度继电器动作信号输入端口，该继电器动作信号输入端口与接点连接线相连接；

所述三通接头与四通接头之间的接气管上依次连有减压阀和电磁阀，所述SF6气体储气罐与密度继电器安装架、SF6气瓶与三通接头、SF6气体储气罐和密度继电器安装架之间的接气管上均装有阀门，所述控制器和压力调节装置之间的接气管通过电磁阀合成一路通过阀门与四通接头的一端的接气管相连，所述温度传感器将被测密度继电器的温度信号传输到所述工控计算机；

所述密度继电器固定在所述密度继电器安装架上；

所述工控计算机连有操作键盘；

所述压力调节装置是由气缸、气缸内装有的活塞、活塞连接的一个调节杆和调节杆外端装有手轮组装而成；

所述活塞上设有镶有密封圈的环形凹槽；

所述密封圈为O型密封圈；

所述手轮与调节杆是可拆卸活动相连接。

本发明有如下效果：

1）结构独特：本发明提供的装置包括壳体和壳体外的高低温恒温箱，其特征是：高低温恒温箱内从下向上依次装有压力调节装置和SF6气体储气罐，SF6气体储气罐与密度继电器相连，壳体内下部固定有SF6气瓶，气瓶上部连有一三通接头，三通接头另外两端分别连有一四通接头的一端和真空泵，四通接头另外三端分别与压力传感器、压力调节装置和密度继电器相连，上述各个件之间均是通过接气管相连，压力传感器与通过控制器控制的工控计算机相连，工控计算机设有密度继电器动作信号输入端口，该继电器动作信号输入端口与接点连接线相连接；所述三通接头与四通接头之间的接气管上依次连有减压阀和电磁阀，所述SF6气体储气罐与密度继电器安装架、SF6气瓶与三通接头、SF6气体储气罐和密度继电器安装架之间的接气管上均装有阀门，所述控制器和压力调节装置之间的接气管通过电磁阀合成一路通过阀门与四通接头的一端的接气管相连。

2）使校验过程中不浪费SF6气体、同时又通过高低温恒温箱设置所各种测试温度、实现全温度范围内校验：其中工控计算机设有密度继电器动作信号输入端口，该继电器动作信号输入端口与接点连接线相连接。其中温度传感器置放在高低温恒温箱中；所测试的密度继电器安装在密度继电器安装架上，密度继电器安装架通过连接气管、四通接头、阀门、电磁阀、连接气管、连接气管在气路上与压力可调的压力调节装置相连通。压力传感器将提供给被测密度继电器的压力信号传输到工控计算机，温度传感器将被测密度继电器的温度信号传输到工控计算机。工控计算机通过控制器、阀门、电磁阀，通过高低温恒温箱设置各种温度，在所设置的温度的高低温恒温箱里，通过压力调节装置调节气源密度，利用压力传感器和温度传感器对SF6气体密度继电器进行测量，得到SF6气体密度继电器动作时的密度值，即得到相应的20℃压力值，利用纯SF6气体完成全温度范围内对SF6气体密度继电器性能的准确校验。同时还可以输出和打印相关数据和结果；其中压力调节装置包括一气缸，气缸内装有活塞，活塞连接着一个调节杆，调节杆外端装有手轮，通过转动手轮带动调节杆进而带动活塞在气缸内移动，可以自由活动调节压力，实现压力调节装置对气体密度的调节。活塞设有环形凹槽，两个“O”型密封圈镶在活塞的环形凹槽里，主要功能是活塞在气缸运动调节压力时起密封作用。手轮是可以活动的，使用时与调节杆结合在一起，不用时可方便拆卸。通过密封性能良好的储气罐，压力调节装置，阀门，活塞镶有密封圈，连接气管，压力传感器，阀门，调节杆，手轮、密度继电器安装架等就建立了全封闭的SF6气体循环系统，可以方便，细微的，缓慢的，重复的，轻便的调节气体压力密度，使校验过程中不浪费SF6气体。同时又通过高低温恒温箱设置所各种测试温度，实现全温度范围内校验。

3）使用操作方便：在使用时，把所测试的密度继电器密封安装在密度继电器安装架上，再把SF6气体连接气管的一端与该密度继电器安装架的SF6气体密度继电器连接口相连接，而SF6气体连接气管的另一端与四通接头相连接。

4）通过建立密度继电器测试架、连接气管、高低温恒温箱、控制器、电磁阀、SF6气体储气罐、压力调节装置、压力传感器、温度传感器、阀门、真空泵、SF6气瓶、工控计算机及其数据处理系统，实现全工作温度范围内对SF6气体密度继电器进行校验，特别是在极限低温或高温状态下对SF6气体密度继电器进行校验。

5）具有方便的纯SF6气体充气系统，可以对SF6气体密度继电器试品充相应密度的纯SF6气体；

6）能自动测试接点动作值、返回值，并能自动存数据，提供报告；

7）克服误差，提高了校验精度：本发明采用实际的纯SF6气体检测，克服了传统的SF6气体密度继电器校验仪由于采用SF6气体的压力-温度特性数学模型关系进行数据处理而存在的误差，最大的提高了校验精度。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2是本发明压力调节装置的结构示意图。

具体实施方式

一种采用气体补偿的全温度SF6气体密度继电器校验装置，包括壳体33和壳体33外的高低温恒温箱27，如图1所示：高低温恒温箱27内从下向上依次装有压力调节装置26、SF6气体储气罐25和温度传感器20，SF6气体储气罐25与密度继电器21相连，壳体33内下部固定有SF6气瓶1，气瓶1上部连有一三通接头6，三通接头6另外两端分别连有一四通接头11的一端和真空泵31，四通接头11另外三端分别与压力传感器12、压力调节装置26和密度继电器21相连，上述各个件之间均是通过接气管相连，压力传感器12与通过控制器18控制的工控计算机16相连，工控计算机16设有密度继电器21动作信号输入端口，该继电器动作信号输入端口与接点连接线17相连接。

所述三通接头6与四通接头11之间的接气管上依次连有减压阀2和电磁阀4，所述SF6气体储气罐25与密度继电器安装架22、SF6气瓶1与三通接头6、SF6气体储气罐25和密度继电器安装架22之间的接气管上均装有阀门，所述控制器18和压力调节装置26之间的接气管通过电磁阀29合成一路通过阀门14与四通接头11的一端的接气管相连，所述温度传感器20将被测密度继电器21的温度信号传输到所述工控计算机16。

所述密度继电器21固定在所述密度继电器安装架22上。

所述工控计算机16连有操作键盘13。

如图2所示：所述压力调节装置26是由气缸261、气缸261内装有的活塞262、活塞262连接的一个调节杆264和调节杆264外端装有手轮265组装而成。

所述活塞262上设有镶有密封圈263的环形凹槽。

所述密封圈263为O型密封圈。

所述手轮265与调节杆264是可拆卸活动相连接。

本发明提供的装置包括壳体33、一个SF6气体储气罐25、一个四通接头11、压力调节装置26、一个三通接头6、真空泵31、SF6气瓶1、减压阀2、一个压力传感器12、一个温度传感器20、高低温恒温箱27、密度继电器安装架22、若干阀门10、14、24、30、若干电磁阀4、8、29、若干连接气管3、5、7、9、15、19、23、28、32、接点连接线17、一个工控计算机16、控制器18和一个操作键盘13。其中一个SF6气瓶1、一个四通接头11、一个三通接头6、真空泵31、减压阀2、一个压力传感器12、若干阀门10、14、24、30、若干电磁阀4、8、29、若干连接气管3、5、7、9、15、23、32、一个工控计算机16、控制器18和一个操作键盘13全部装配在壳体33内。其中SF6气瓶1上安装有减压阀2，减压阀2的另一端与连接气管3的一端相连接，在气路上是相通的；连接气管3的另一端与电磁阀4相连通，电磁阀4又通过连接气管5与三通接头6相连通；三通接头6安装有阀门30，阀门30又通过连接气管32与真空泵31相连通。连接气管7的一端与三通接头6相连通，连接气管7的另一端与电磁阀8相连通。四通接头11上安装有压力传感器12，四通接头11安装有阀门10，阀门10的另一端与连接气管9的一端相连接，在气路上是相通的；四通接头11还安装有阀门14，阀门14的另一端与连接气管15的一端相连接，在气路上是相通的；连接气管15的另一端与电磁阀29相连通，电磁阀29还通过连接气管28与压力调节装置26相连通。四通接头11还通过连接气管19与密度继电器安装架22相连通。而密度继电器安装架22、温度传感器20、阀门24、储气罐25、压力调节装置26装配在高低温恒温箱27内。其中储气罐25上安装有阀门24，阀门24通过连接气管23与密度继电器安装架22相连接。高低温恒温箱27内的压力调节装置26通过连接气管28与装置壳体内的电磁阀29相连接。而高低温恒温箱27内的密度继电器安装架22通过连接气管19与装置壳体内的四通接头11相连接。

本发明提供的装置其操作主要步骤如下：

1)关闭减压阀2，所有的电磁阀和阀门初始状态都为关闭状态；

2）将被测密度继电器安装到测试架上，安装完成后，将气路和电路连接好后，开始高低温检测：

　额定值检测：

3)   打开工控计算机16的计算机数据处理系统，选择使用SF6气体进行高低温温度补偿试验，计算机数据处理系统首先会自动打开电磁阀4、8、29，然后再提示打开手动阀门10、14、24、30，此时气路结构如图1所示；

4)   打开上述阀门后，计算机数据处理系统16再提示开启真空泵，对整个气路开始抽真空，达到真空度要求后真空度可通过绝对压力传感器读取，计算机数据处理系统16自动关闭电磁阀29和真空泵，并提示关闭手动阀门30；

5)   上述操作完成后，准备对气路充SF6气体，此时确保气瓶连接部分准备完成，然后给计算机16数据处理系统一个继续的指令，此时计算机16数据处理系统提示打开减压阀2，对测试架和储气罐25充入额定压力的SF6气体，当气体压力达到充气要求时，计算机数据处理系统16根据压力传感器12采集的数据，自动关闭电磁阀4和8，并提示关闭手动阀门10；

6)   此时将高低温试验箱设置到测试温度，待到达测试温度，且温度平衡后，2h，可以任意设置时间长短，调节压力调节装置26，让密度继电器指针指示到额定值，然后手动关闭阀门14，确保气路密封后，将高低温温度设置为20℃；

7)待温度恢复到20℃且平衡后2h，计算机数据处理系统16，人工发命令或以设定的时间为准，从压力传感器12自动读取此时气路压力，该压力即为密度继电器在测试温度下额定值对应的20℃压力，即P20，然后将数据同额定值误差对比，进行判断是否合格；如果要测试其他点的精度类似，此过程电磁阀29和手动阀门24要求一直是打开状态。

　接点值检测：

8)测完额定值后，将高低温箱温度再恢复的测试温度，待温度平衡后2h，计算机数据处理系统16提示打开手动阀门14，此时电磁阀29是打开的，继续调节压力调节装置26，将气体压力缓慢下降，接近报警或闭锁接点时，尽量确保气路的气压以小于0.0005MPa的变化量降低；

9)当接点接通后，由计算机数据处理系统16自动控制，立即关闭电磁阀29，并发出提示声音，为了确保气路密封，计算机数据处理系统16同时提示关闭手动阀门14，确保气路密封后，将高低温温度设置为20℃；

10)待温度恢复到20℃且平衡后2h，计算机数据处理系统16从压力传感器处读取此时气路压力，该压力即为密度继电器在测试温度下接点值对应的20℃压力，即P20，然后将数据同接点值误差对比，进行判断是否合格；

11)完成后需将高低温箱温度再恢复到测试温度，然后再进行其它接点的检测，过程同上；

12)注意对电磁阀29的控制，它的逻辑判断要准确：该开时要开，该关断时要立即关断。

13)测试返回值类似。

Claims (8)

1.一种采用气体补偿的全温度SF6气体密度继电器校验装置，包括壳体（33）和壳体（33）外的高低温恒温箱（27），其特征是：高低温恒温箱（27）内从下向上依次装有压力调节装置（26）、SF6气体储气罐（25）和温度传感器（20），SF6气体储气罐（25）与密度继电器（21）相连，壳体（33）内下部固定有SF6气瓶（1），气瓶（1）上部连有一三通接头（6），三通接头（6）另外两端分别连有一四通接头（11）的一端和真空泵（31），四通接头（11）另外三端分别与压力传感器（12）、压力调节装置（26）和密度继电器（21）相连，上述各个件之间均是通过接气管相连，压力传感器（12）与通过控制器（18）控制的工控计算机（16）相连，工控计算机（16）设有密度继电器（21）动作信号输入端口，该继电器动作信号输入端口与接点连接线（17）相连接。

2.如权利要求1所述的采用气体补偿的全温度SF6气体密度继电器校验装置，其特征是：所述三通接头（6）与四通接头（11）之间的接气管上依次连有减压阀（2）和电磁阀（4），所述SF6气体储气罐（25）与密度继电器安装架（22）、SF6气瓶（1）与三通接头（6）、SF6气体储气罐（25）和密度继电器安装架（22）之间的接气管上均装有阀门，所述控制器（18）和压力调节装置（26）之间的接气管通过电磁阀（29）合成一路通过阀门（14）与四通接头（11）的一端的接气管相连，所述温度传感器（20）将被测密度继电器（21）的温度信号传输到所述工控计算机（16）。

3.如权利要求1所述的采用气体补偿的全温度SF6气体密度继电器校验装置，其特征是：所述密度继电器（21）固定在所述密度继电器安装架（22）上。

4.如权利要求1所述的采用气体补偿的全温度SF6气体密度继电器校验装置，其特征是：所述工控计算机（16）连有操作键盘（13）。

5.如权利要求1所述的采用气体补偿的全温度SF6气体密度继电器校验装置，其特征是：所述压力调节装置（26）是由气缸（261）、气缸（261）内装有的活塞（262）、活塞（262）连接的一个调节杆（264）和调节杆（264）外端装有手轮（265）组装而成。

6.如权利要求5所述的采用气体补偿的全温度SF6气体密度继电器校验装置，其特征是：所述活塞（262）上设有镶有密封圈（263）的环形凹槽。

7.如权利要求5所述的采用气体补偿的全温度SF6气体密度继电器校验装置，其特征是：所述密封圈（263）为O型密封圈。

8.如权利要求5所述的采用气体补偿的全温度SF6气体密度继电器校验装置，其特征是：所述手轮（265）与调节杆（264）是可拆卸活动相连接。

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