在SF6斷路器中,對其電氣強度、滅弧性能起決定作用的因素是氣體密度,而反映氣體密度變化的主要元件是氣體密度控制器。因此密度控制器性能的好壞直接影響著斷路器的安全運行。密度控制器在SF6斷路器中所起的作用是:1當氣體密度下降到規定的報警(補氣)壓力值時,密度控制器動作發出報警(補氣)信號;2當氣體壓力下降到規定的閉鎖值時,密度控制器動作閉鎖分、合閘操作回路。在現場維護工作中,密度控制器動作性能的檢測是一項非常重要的工作,應當引起重視。
    然而在現場實際工作中,存在著對密度控制器的認識重視不夠,對其動作性能的檢測要求和方法不大了解,甚至對密度控制器的動作性能多年不進行檢測等現象,這是設備安全運行重大隱患。下面就筆者在實際工作中對密度控制器的一些認識進行小結,供大家參考。

1　密度控制器工作原理
    在斷路器內氣體體積是不變的,而SF6氣體隨環境溫度及通過電流的變化,其壓力也在變化,密度則不變,故壓力表難以顯示SF6氣體密度的變化。為準確判斷氣體密度的變化情況,采用以溫度補償原理來監測SF6氣體密度的控制器。
    NMWK-01型密度控制器結構簡圖如圖1所示,在其內部裝設兩只金屬波紋管3、4分別充以密度不同的SF6氣體,內腔5則與斷路器相通。當斷路器充以額定壓力的SF6氣體時,波紋管被壓縮,與之相連的微動開關處于打開位置,此時滿足如下平衡關系:
    F=(Ph-Po)S,
式中,F為波紋管被壓縮產生的彈力;Ph為斷路器所充SF6氣體壓力;Po為波紋管所充SF6氣體壓力;S為波紋管的截面積。
    當斷路器內所充的SF6氣體密度因泄漏而減小時,引起Ph下降。由于Po和S不變,F將減小,波紋管被拉長。當Ph下降到規定的報警值時,推動微動開關1-2動作,發出報警;當Ph下降到規定閉鎖值時,推動微動開關3-4動作,閉鎖分、合閘回路。可見,密度控制器直接反映了SF6氣體密度的變化。

2　密度控制器的動作檢測
2.1　檢測要求及周期
    對新投設備,《電氣設備交接試驗標準》中明確規定對新投運的SF6斷路器氣體密度控制器進行檢測;對運行設備,《電力設備預防性試驗規程》規定密度控制器檢測時間為:
    a)1a～3a;
    b)大修后;
    c)必要時。
    在現場運行中,為保證斷路器的開斷能力及絕緣性能,初期一般為1a1次。
2.2　檢測內容
    在現場對密度控制器性能的檢測主要內容有:
    (a)報警(補氣)啟動壓力值;
    (b)閉鎖啟動壓力值;
    (c)閉鎖返回壓力值;
    (d)報警(補氣)返回壓力值。
    所測壓力參數應符合制造廠的要求,并應注意微動開關的啟動與返回壓差應小于或等于0.02MPa,所測壓力應參照SF6氣體溫度——壓力曲線并修正到20℃時值。

3　密度控制器動作原因及處理方法
    當密度控制器動作時,主要有以下幾種原因:1密度控制器動作值出現失誤,造成誤發信號;2因斷路器漏氣造成密度控制器發出信號;3二次電氣接線出現故障;4溫度特性壓力差太大,即斷路器與波紋管內的SF6氣體因不同的溫度變化造成壓差增大而誤發信號。當設備在運行中出現密度控制器動作的情況時,要正確判明情況并及時采取相應措施。
    首先應檢查斷路器的壓力表值,測量實際溫度并對照給出的溫度壓力曲線及壓力表讀數進行比較,判定斷路器是否漏氣;如果斷路器未漏氣,則應檢查二次電氣接線是否出現故障,同時應檢查密度控制器波紋管內SF6氣體與斷路器內SF6是否有不同的溫度變化;如確認是密度控制器本身出現問題,應更換。
    當判斷為SF6斷路器漏氣時,可分為以下兩種情況:
    a)斷路器一般規定允許年漏氣率為1%,斷路器長期微滲,會造成氣體壓力降低,如果是這種情況,則按規定進行補氣。運行中的設備在補氣時停電有困難,則可以帶電進行,但應防止氣體壓力進一步下降,引起閉鎖或強分出現。
    b)如果設備出現氣體嚴重泄漏,應及時安排停電,利用檢漏儀找出漏點,處理后補氣至額定壓力值。

4　SF6氣體壓力表的有關問題
    目前,SF6氣體密度控制器型號比較多,但都應進行動作特性檢測,檢測時應使用SF6氣體密度控制儀或在斷路器上和SF6氣體壓力表配合進行。目前有些廠家(如平開LW6)在斷路器出廠時并未裝設SF6氣體壓力表,其理由是增加密封接頭容易造成氣體泄漏。這種觀點是片面的,對生產廠家而言,應提供給用戶密封良好的產品,安裝壓力表就應采取相應措施保證其密封良好,這才是對用戶負責的態度。對運行單位而言,在訂貨時應明確要求斷路器廠家必須裝設SF6氣體壓力表,以便在運行中隨時監視SF6氣體壓力,這也是高壓斷電器運行規程2.2.5的巡視檢查項目之一。目前,有不少廠家采用帶溫度補償的SF6壓力表將密度控制器器和壓力表合二為一,在現場使用中比較方便。
    為在斷路器上檢測密度控制器的動作特性,還需有合理的氣體閥門及管路(如圖2所示),而有些廠家在斷路器出廠時未裝設合理閥門及管路,以致在現場難以檢測密度控制器的動作特性,所以運行單位在選擇斷路器時對此應加以注意。