CN103456560A - 一种高抗振六氟化硫气体密度继电器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高抗振六氟化硫气体密度继电器，包括壳体及设在壳体内的信号控制部分和与信号控制部分相对独立的示值显示部分。所述壳体包括相对独立的用于安装所述信号控制部分的密封的油室和与油室连接的用于安装所述示值显示部分的气室；所述油室内充有防震油。本发明的高抗振六氟化硫气体密度继电器具有不会漏油、抗振性能又好、精度高、电气性能好、工作寿命长的优点。

Description

一种高抗振六氟化硫气体密度继电器
技术领域
本发明涉及一种高抗振六氟化硫气体密度继电器。
背景技术
目前，用来监测六氟化硫电气设备中的六氟化硫气体密度普遍采用接点为微动开关的无油型气体密度继电器（见图1），这种六氟化硫气体密度继电器所采用的微动开关虽然具有电气性能好的优点，但由于微动开关都带有操作臂1011、1021、1031，且其位移量有限，所以精度差。更为突出的是由于其结构上的接点操作臂12的长度较长，而且是个悬臂梁，在操作六氟化硫开关时，造成接点操作臂12的振动很大，进而引起六氟化硫气体密度继电器出现误动作，甚至出现毁坏微动开关，完全失去了性能。总之抗振性能较差，精度性能差，量程显示范围小，难以保证系统可靠工作。
本申请人还在中国专利或专利申请200510110648.5（见图2）、200720066586.7、200910195174.7（见图3）、200920209217.8、201010171798.8、201020190271.5、201210032293.2、201220047225.9、200920075456.9公开过一些六氟化硫气体密度继电器，其中，专利200510110648.5和200910195174.7公开的气体密度继电器包括显示部分和控制部分，并且显示部分和控制部分分别用温度补偿片进行温度补偿，难以实现高精度动作及显示。同时，更为突出的是由于其结构上的接点操作臂的长度较长，而且是个悬臂梁，在操作六氟化硫开关时，造成接点操作臂的振动很大，进而引起六氟化硫气体密度继电器出现误动作，甚至出现毁坏微动开关，完全失去了性能，总之抗振性能较差，精度性能差，难以保证系统可靠工作。
在专利201020190271.5和201010171798.8（见图4）公开的气体密度继电器还包括位移放大机构，该位移放大机构的起始端与温度补偿元件的另一端连接，而放大端驱动微动开关的接点操作手柄，使微动开关上的接点接通或断开；当气体密度值发生变化，波登管和温度补偿元件产生位移，该位移通过位移放大机构放大后传递给微动开关，使微动开关发出相应的信号，完成密度继电器的功能。然而，六氟化硫开关进行分合闸操作时，会对巴登管和温度补偿元件产生振动，这种振动会引起巴登管和温度补偿元件发生位移，这种位移也通过位移放大机构放大后传递给微动开关，使微动开关发出相应的信号。这样就会产生误动作，也就是说其抗振性能不好，不能保证系统可靠工作，给电网的安全运行带来极大的隐患。同时这些六氟化硫气体密度继电器不能满足六氟化硫开关的重合闸要求。即充气压力（密度）在报警压力值以下时，不能承受50g、11ms的冲击试验，此时闭锁接点会发生误动作。例如：0.6/0.52/0.5的密度继电器，当气体压力（密度）下降到报警动作点时，此时进行50g、11ms的冲击试验，闭锁接点会发生误动作，对开关实行了闭锁，不能满足六氟化硫开关的重合闸要求。而专利200520115321.2的缺陷与专利201010171798.8相似，也是会把振动引起的位移通过位移放大机构放大后传递给微动开关（即通过控制扇形齿轮传递给控制机芯轴，再经控制机芯轴传递给微动开关），这样大大地放大了振动引起的位移，相当于使振动变得更加厉害。由于在六氟化硫开关分合闸操作时振动很大，特别需要抗振性能更好的气体密度继电器，上述这些气体密度继电器则不能应付。
上述气体密度继电器都是采用温度补偿片进行温度补偿，难以实现高精度，同时壳体不是全密封的，是相对压力型密度继电器，会受海拔高度影响。
在本申请人的专利200920075456.9（见图5）公开是一种充油抗振型六氟化硫气体密度继电器，虽然这种密度继电器的接点也采用微动开关，但是安装于现场的各种这些密度继电器，经过一段时期后常出现其壳体内的液体（防震油）发生泄漏问题。专利200920075456.9（见图5）以及目前大量使用的充油型电接点式密度继电器（见图6），从实际运行情况来看，这些密度继电器观察窗（表玻璃）处的漏油现象非常普遍，严重影响系统的安全和可靠，同时如要更换这些密度继电器又要花费很多经费。经过长期观察和分析，其原因是因为这些密度继电器上的观察窗（表玻璃）是在小弧面上密封，其密封效果本身就不好，加上其密封圈会老化，自然就常常会发生漏油或漏气问题。在海拔高的地区，由于表玻璃压差大，甚至会出现表玻璃爆炸现象，出现安全问题。对于绝对压力型的充油式密度继电器，由于温度升高，壳体里外压差大，也会出现表玻璃爆炸现象，出现安全问题。总之目前使用的密度继电器的动作接点主要采用电接点型和微动开关型，电接点型密度继电器一般都要充抗振用的防震硅油，而微动开关型的密度继电器在有些振动特别的场合也需要充防震硅油，而目前世界上这些充防震油的密度继电器由于其控制部分和现实部分都是在一个壳体内，而显示部分又需要可以观察，所以都有观察窗（表玻璃），充防震油时自然观察窗（表玻璃）也浸在防震油里。而观察窗（表玻璃）与壳体的密封都是采取在弧面(或小弧面)上密封，其密封效果不好，加上密封圈会老化，常常会发生漏油问题，给用户带来损失，甚至安全问题，所以迫切需要创新。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种高抗振六氟化硫气体密度继电器，它具有抗振性能好、精度高、电气性能好、工作寿命长的优点。
实现上述目的的一种技术方案是：一种高抗振六氟化硫气体密度继电器，包括壳体及设在壳体内的信号控制部分和与信号控制部分相对独立的示值显示部分；所述示值显示部分包括显示巴登管、显示基座、显示端座、显示温度补偿元件、机芯及指针，所述显示巴登管的一端焊接在所述显示基座上，所述显示巴登管的另一端和所述显示温度补偿元件的一端均固定在所述显示端座，所述显示温度补偿元件的另一端直接或依次通过显示连接臂及显示连杆与所述机芯连接，所述指针安装在所述机芯上，其中，所述壳体包括相对独立的用于安装所述信号控制部分的密封的油室和与油室连接的用于安装所述示值显示部分的气室；所述油室内充有防震油；所述信号控制部分包括控制巴登管、控制基座、控制端座、控制温度补偿元件、若干信号发生器及信号调节机构，所述控制巴登管的一端固定在所述控制基座上，所述控制巴登管的另一端和所述控制温度补偿元件的一端均固定在所述控制端座上，所述控制温度补偿元件的另一端安装所述信号调节机构，所述信号发生器安装在所述控制基座上或所述油室内并由所述信号调节机构触发动作。
上述的高抗振六氟化硫气体密度继电器，其中，所述气室嵌套在所述油室内。
上述的高抗振六氟化硫气体密度继电器，其中，所述油室嵌套在所述气室内。
上述的高抗振六氟化硫气体密度继电器，其中，所述气室和油室为前后邻接式连接。
上述的高抗振六氟化硫气体密度继电器，其中，所述显示基座和控制基座为一体结构。
上述的高抗振六氟化硫气体密度继电器，其中，所述显示温度补偿元件为双金属片。
上述的高抗振六氟化硫气体密度继电器，其中，所述信号发生器为微动开关或磁助式电接点。
上述的高抗振六氟化硫气体密度继电器，其中，所述油室内还安装一对所述控制巴登管或信号调节机构起阻尼作用的阻尼机构。
上述的高抗振六氟化硫气体密度继电器，其中，所述的密度继电器还包括一设在所述壳体的底部的底盘，所述密度继电器的连接接头固定在该底盘上，该底盘和所述壳体之间通过若干个减振器固定连接。
实现上述目的的另一种技术方案是：一种高抗振六氟化硫气体密度继电器，包括壳体及设在壳体内的信号控制部分和与信号控制部分相对独立的示值显示部分；所述示值显示部分包括显示巴登管、基座、显示端座、显示温度补偿元件、机芯及指针，所述显示巴登管的一端焊接在所述显示基座上，所述显示巴登管的另一端和所述显示温度补偿元件的一端均固定在所述显示端座，所述显示温度补偿元件的另一端直接或依次通过显示连接臂及显示连杆与所述机芯连接，所述指针安装在所述机芯上，其中，所述壳体为一密封的并充有防震油的油室；所述信号控制部分包括控制巴登管、控制端座、控制温度补偿元件、若干信号发生器及信号调节机构，所述控制巴登管的一端固定在所述基座上，所述控制巴登管的另一端和所述控制温度补偿元件的一端均固定在所述控制端座上，所述控制温度补偿元件的另一端安装所述信号调节机构，所述信号发生器安装在所述基座上或所述油室内并由所述信号调节机构触发动作。
本发明的高抗振六氟化硫气体密度继电器与现有的专利200920075456.9公开的一种充油抗振型六氟化硫气体密度继电器以及目前大量使用的充油型电接点式密度继电器相比，一方面采用了信号控制部分和示值显示部分相对独立，并将信号控制部分安装或密封在一充有防震油的信号里，利用防震油实现信号控制部分的高抗振性能。由于信号控制部分是不需要显示和观察的，所以油室不需要设观察窗，可以进行焊接密封，也就无须利用密封圈密封，再说需要密封的地方面积小于表玻璃的面积，所以非常容易实现密封，因此具有很好的密封性能，这样安装信号控制部分的油室就绝对不会出现漏油问题。第二方面由于控制巴登管和控制温度补偿元件根据六氟化硫气体的密度值直接控制信号调节机构，进而控制信号发生器，可以大大提高精度；第三方面还增加了六氟化硫气体密度的示值显示功能。由于示值显示部分是独立的，可以非常容易地实现全量程范围的密度继电器（-0.1～0.9MPa），特别是非常容易实现起始为-0.1MPa的显示，抽真空时就可以显示真空度，非常容易推广应用。另外还采用了显示温度补偿元件来实现示值显示部分的温度补偿功能，提高和保证了精度。总之，本发明的高抗振六氟化硫气体密度继电器具有不会漏油、抗振性能又好、精度高、电气性能好、工作寿命长的优点。
附图说明
图1为现有技术的第一种指针式六氟化硫气体密度继电器的结构示意图；
图2为现有技术的第二种指针式六氟化硫气体密度继电器的结构示意图；
图3为现有技术的第三种指针式六氟化硫气体密度继电器的结构示意图；
图4为现有技术的第四种指针式六氟化硫气体密度继电器的结构示意图；
图5为现有技术的第五种指针式六氟化硫气体密度继电器的结构示意图；
图6为现有技术的第五种指针式六氟化硫气体密度继电器的结构示意图；
图7为本发明的第一种高抗振六氟化硫气体密度继电器的结构示意图；
图8为本发明的第二种高抗振六氟化硫气体密度继电器的结构示意图；
图9为本发明的第三种高抗振六氟化硫气体密度继电器的结构示意图。
具体实施方式
为了能更好地对本发明的技术方案进行理解，下面通过具体的实施例并结合附图进行详细地说明。
请参阅图7，本发明的第一种高抗振六氟化硫气体密度继电器，包括相对独立的信号控制部分和示值显示部分，并且信号控制部分和示值显示部分一一对应地安装或密封在一个密封的油室10内和气室25内，其中密封的油室10内充有防震油26（硅油），油室10和气室25构成密度继电器的壳体。本实施例的气室25嵌套在油室10内。
信号控制部分包括控制巴登管3A、控制温度补偿元件4A、基座5、信号发生器、三个信号调节机构111、112、113、控制端座14A及限位机构22，本实施例的信号控制部分还包括控制机芯6A、控制连杆7A及控制指针6A1，其中，基座5密封固定在油室10的壁上并伸进气室25内。控制巴登管3A的首端焊接在基座5上并与油室10外的接头连通，控制巴登管3A的末端焊接在控制端座14A上。控制端座14A与控制温度补偿元件4A及控制连杆7A相连接，控制连杆7A的另一端与控制机芯6A连接，控制指针6A1安装在控制机芯6A上。控制温度补偿元件4A的一端固定在控制端座14A上，控制温度补偿元件4A的另一端还固定三个信号调节机构111、112、113。本实施例中采用三个微动开关101、102、103作为信号发生器，三个微动开关101、102、103通过开关固定件18和安装架20固定在基座5上并与三个信号调节机构111、112、113对应设置，本实施例的三个微动开关101、102、103和基座5分别位于三个信号调节机构111、112、113的上方和下方，三个微动开关101、102、103上的接点操作臂1011、1021、1031可与对应的信号调节机构111、112、113相接触，三个微动开关上的报警信号接点和闭锁信号接点通过引出线座21输出，而引出线座21密封固定在油室10的壁上。
示值显示部分包括显示巴登管3B、显示端座14B、机芯6B、刻度盘1及指针2，显示巴登管3B的一端连接在基座5上，显示巴登管3B的另一端焊接在显示端座14B上，显示端座14B与显示连杆7B相连接，显示连杆7B的另一端与机芯6B连接，指针2安装在机芯6B上。控制部分中的控制巴登管3A与显示部分中的显示巴登管3B为并排设置并且控制巴登管3A和显示巴登管3B的外形尺寸可以一样或不一样。
控制巴登管3A是弹性元件并利用控制温度补偿元件4A对变化的压力和温度进行修正，反应六氟化硫气体密度的变化。即在被测六氟化硫气体的压力作用下，由于有了控制温度补偿元件4A的作用，当与控制巴登管3A连通的开关内的六氟化硫气体密度值发生变化时，迫使控制巴登管3A和控制温度补偿元件4A的未端产生相应的弹性变形并发生位移。如果开关漏气了并且气体密度值下降到一定程度（达到报警或闭锁值），控制温度补偿元件4A的未端产生相应的向下位移，使信号调节机构111、112、113向下位移而驱动对应的微动开关101、102、103的接点操作臂1011、1021、1031，使微动开关101、102、103的接点接通发出相应的报警或闭锁信号，达到监视和控制电气开关等设备中的六氟化硫气体密度，使电气设备安全工作。如果气体密度值升高了并升高到一定程度，控制温度补偿元件4A的未端产生相应的向上位移，带动信号调节机构111、112、113也向上位移。信号调节机构111、112、113向上位移到一定程度时，就不触发相应的微动开关101、102、103，相应的微动开关101、102、103接点就断开，信号（报警或闭锁）就解除，这样就完成密度继电器的功能。
限位机构22的下部通过螺钉固定在基座5上，通过调节使限位机构22可以在一个设定的并大于密度报警值的对应位置限制控制端座14A，进而限制信号调节机构111、112、113发生更大的位移，并在密度继电器受到冲击或振动时，使信号调节机构111、112、113不发生振动或降低发生振动的幅度，避免信号调节机构111、112、113在气体密度正常时误触发信号发生器，使信号发生器避免发生误动作（误闭锁或误报警），保证系统可靠工作。限位机构22的结构形式可以多样。
示值显示部分中的显示巴登管3B也是一弹性元件，同样利用显示温度补偿元件4B对变化的压力和温度进行修正，反应六氟化硫气体密度的变化。即在被测六氟化硫气体的压力作用下，由于有了显示温度补偿元件4B的作用，迫使显示巴登管3B之未端产生相应的弹性变形并发生位移，借助于显示连杆7B传递给机芯6B，机芯6B又传递给指针2，逐将被测的六氟化硫气体密度值在刻度盘1上指示出来，这样密度继电器就具有把六氟化硫的密度值显示出来的功能。
总之，本发明的高精度密度继电器最重要的特点在于，信号控制部分和示值显示部分是相对独立的，这样才有可能把信号控制部分安装或密封在一个密封性能非常好的油室里（充有防震油），利用防震油实现信号控制部分的高抗振性能，同时可以采用焊接密封，就永远不存在漏油问题，并同时还具有密度示值显示功能。
图8为本发明的第二种高抗振六氟化硫气体密度继电器，与本发明的第一种高抗振六氟化硫气体密度继电器（图7）相比，两个相对独立的油室10和气室25，其中，油室10嵌套在气室25里，油室10和气室25构成密度继电器的壳体。
图9为本发明的第三种高抗振六氟化硫气体密度继电器，与本发明的第一种高抗振六氟化硫气体密度继电器（图7）相比，信号控制部分和示值显示部分一一对应地被密封在相对独立的油室里和气室里，构成绝对压力型密度继电器，其中，气室25和油室10是前后邻接式连接。并且本案例中还在油室10的充油口设置封油塞27，该封油塞27的主要功能是在油室10中充好防震油后，对充油口进行封堵，防止在运输中防震油溢出。
为了进一步提高抗振性能，在壳体的底部还可以设置一底盘，密度继电器的连接接头固定在底盘上，该底盘和表壳之间通过若干个减振器（避震垫）固定连接，可以进一步提高密度继电器的抗振性能。
为了进一步提高抗振性能，在油室10内还可以安装阻尼机构，该阻尼机构将对控制巴登管或信号调节机构起阻尼作用，使控制巴登管或信号调节机构在密度继电器受到冲击或振动时，使控制巴登管或信号调节机构不发生位移或降低发生位移的幅度，避免信号调节机构在气体密度正常时误触发信号发生器，可以进一步提高密度继电器的抗振性能。
在使用寿命要求不高，而抗震要求高、精度要求高的场合下，密度继电器的信号控制部分和示值显示部分可以密封在同一油室里，该油室内充有作为防振用的防震油。
以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。

Claims (10)

1.一种高抗振六氟化硫气体密度继电器，包括壳体及设在壳体内的信号控制部分和与信号控制部分相对独立的示值显示部分；所述示值显示部分包括显示巴登管、显示基座、显示端座、显示温度补偿元件、机芯及指针，所述显示巴登管的一端焊接在所述显示基座上，所述显示巴登管的另一端和所述显示温度补偿元件的一端均固定在所述显示端座，所述显示温度补偿元件的另一端直接或依次通过显示连接臂及显示连杆与所述机芯连接，所述指针安装在所述机芯上，其特征在于，
所述壳体包括相对独立的用于安装所述信号控制部分的密封的油室和与油室连接的用于安装所述示值显示部分的气室；所述油室内充有防震油；
所述信号控制部分包括控制巴登管、控制基座、控制端座、控制温度补偿元件、若干信号发生器及信号调节机构，所述控制巴登管的一端固定在所述控制基座上，所述控制巴登管的另一端和所述控制温度补偿元件的一端均固定在所述控制端座上，所述控制温度补偿元件的另一端安装所述信号调节机构，所述信号发生器安装在所述控制基座上或所述油室内并由所述信号调节机构触发动作。
2.根据权利要求1所述的高抗振六氟化硫气体密度继电器，其特征在于，所述气室嵌套在所述油室内。
3.根据权利要求1所述的高抗振六氟化硫气体密度继电器，其特征在于，所述油室嵌套在所述气室内。
4.根据权利要求1所述的高抗振六氟化硫气体密度继电器，其特征在于，所述气室和油室为前后邻接式连接。
5.根据权利要求1所述的高抗振六氟化硫气体密度继电器，其特征在于，所述显示基座和控制基座为一体结构。
6.根据权利要求1所述的高抗振六氟化硫气体密度继电器，其特征在于，所述显示温度补偿元件为双金属片。
7.根据权利要求1所述的高抗振六氟化硫气体密度继电器，其特征在于，所述信号发生器为微动开关或磁助式电接点。
8.根据权利要求1至4所述的任意一种高抗振六氟化硫气体密度继电器，其特征在于，所述油室内还安装一对所述控制巴登管或信号调节机构起阻尼作用的阻尼机构。
9.根据权利要求1所述的高抗振六氟化硫气体密度继电器，其特征在于，所述的密度继电器还包括一设在所述壳体的底部的底盘，所述密度继电器的连接接头固定在该底盘上，该底盘和所述壳体之间通过若干个减振器固定连接。
10.一种高抗振六氟化硫气体密度继电器，包括壳体及设在壳体内的信号控制部分和与信号控制部分相对独立的示值显示部分；所述示值显示部分包括显示巴登管、基座、显示端座、显示温度补偿元件、机芯及指针，所述显示巴登管的一端焊接在所述显示基座上，所述显示巴登管的另一端和所述显示温度补偿元件的一端均固定在所述显示端座，所述显示温度补偿元件的另一端直接或依次通过显示连接臂及显示连杆与所述机芯连接，所述指针安装在所述机芯上，其特征在于，
所述壳体为一密封的并充有防震油的油室；
所述信号控制部分包括控制巴登管、控制端座、控制温度补偿元件、若干信号发生器及信号调节机构，所述控制巴登管的一端固定在所述基座上，所述控制巴登管的另一端和所述控制温度补偿元件的一端均固定在所述控制端座上，所述控制温度补偿元件的另一端安装所述信号调节机构，所述信号发生器安装在所述基座上或所述油室内并由所述信号调节机构触发动作。
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