在SF6断路器中,对其电气强度、灭弧性能起决定作用的因素是气体密度,而反映气体密度变化的主要元件是气体密度控制器。因此密度控制器性能的好坏直接影响着断路器的安全运行。密度控制器在SF6断路器中所起的作用是:1当气体密度下降到规定的报警(补气)压力值时,密度控制器动作发出报警(补气)信号;2当气体压力下降到规定的闭锁值时,密度控制器动作闭锁分、合闸操作回路。在现场维护工作中,密度控制器动作性能的检测是一项非常重要的工作,应当引起重视。
    然而在现场实际工作中,存在着对密度控制器的认识重视不够,对其动作性能的检测要求和方法不大了解,甚至对密度控制器的动作性能多年不进行检测等现象,这是设备安全运行重大隐患。下面就笔者在实际工作中对密度控制器的一些认识进行小结,供大家参考。

1　密度控制器工作原理
    在断路器内气体体积是不变的,而SF6气体随环境温度及通过电流的变化,其压力也在变化,密度则不变,故压力表难以显示SF6气体密度的变化。为准确判断气体密度的变化情况,采用以温度补偿原理来监测SF6气体密度的控制器。
    NMWK-01型密度控制器结构简图如图1所示,在其内部装设两只金属波纹管3、4分别充以密度不同的SF6气体,内腔5则与断路器相通。当断路器充以额定压力的SF6气体时,波纹管被压缩,与之相连的微动开关处于打开位置,此时满足如下平衡关系: 字串4
    F=(Ph-Po)S,
式中,F为波纹管被压缩产生的弹力;Ph为断路器所充SF6气体压力;Po为波纹管所充SF6气体压力;S为波纹管的截面积。
    当断路器内所充的SF6气体密度因泄漏而减小时,引起Ph下降。由于Po和S不变,F将减小,波纹管被拉长。当Ph下降到规定的报警值时,推动微动开关1-2动作,发出报警;当Ph下降到规定闭锁值时,推动微动开关3-4动作,闭锁分、合闸回路。可见,密度控制器直接反映了SF6气体密度的变化。

2　密度控制器的动作检测
2.1　检测要求及周期
    对新投设备,《电气设备交接试验标准》中明确规定对新投运的SF6断路器气体密度控制器进行检测;对运行设备,《电力设备预防性试验规程》规定密度控制器检测时间为:
    a)1a～3a;
    b)大修后;
    c)必要时。
    在现场运行中,为保证断路器的开断能力及绝缘性能,初期一般为1a1次。
2.2　检测内容
    在现场对密度控制器性能的检测主要内容有:
    (a)报警(补气)启动压力值;
    (b)闭锁启动压力值; 
    (c)闭锁返回压力值;
    (d)报警(补气)返回压力值。
    所测压力参数应符合制造厂的要求,并应注意微动开关的启动与返回压差应小于或等于0.02MPa,所测压力应参照SF6气体温度——压力曲线并修正到20℃时值。

3　密度控制器动作原因及处理方法
    当密度控制器动作时,主要有以下几种原因:1密度控制器动作值出现失误,造成误发信号;2因断路器漏气造成密度控制器发出信号;3二次电气接线出现故障;4温度特性压力差太大,即断路器与波纹管内的SF6气体因不同的温度变化造成压差增大而误发信号。当设备在运行中出现密度控制器动作的情况时,要正确判明情况并及时采取相应措施。
    首先应检查断路器的压力表值,测量实际温度并对照给出的温度压力曲线及压力表读数进行比较,判定断路器是否漏气;如果断路器未漏气,则应检查二次电气接线是否出现故障,同时应检查密度控制器波纹管内SF6气体与断路器内SF6是否有不同的温度变化;如确认是密度控制器本身出现问题,应更换。
    当判断为SF6断路器漏气时,可分为以下两种情况:
    a)断路器一般规定允许年漏气率为1%,断路器长期微渗,会造成气体压力降低,如果是这种情况,则按规定进行补气。运行中的设备在补气时停电有困难,则可以带电进行,但应防止气体压力进一步下降,引起闭锁或强分出现。 字串6
    b)如果设备出现气体严重泄漏,应及时安排停电,利用检漏仪找出漏点,处理后补气至额定压力值。

4　SF6气体压力表的有关问题
    目前,SF6气体密度控制器型号比较多,但都应进行动作特性检测,检测时应使用SF6气体密度控制仪或在断路器上和SF6气体压力表配合进行。目前有些厂家(如平开LW6)在断路器出厂时并未装设SF6气体压力表,其理由是增加密封接头容易造成气体泄漏。这种观点是片面的,对生产厂家而言,应提供给用户密封良好的产品,安装压力表就应采取相应措施保证其密封良好,这才是对用户负责的态度。对运行单位而言,在订货时应明确要求断路器厂家必须装设SF6气体压力表,以便在运行中随时监视SF6气体压力,这也是高压断电器运行规程2.2.5的巡视检查项目之一。目前,有不少厂家采用带温度补偿的SF6压力表将密度控制器器和压力表合二为一,在现场使用中比较方便。
    为在断路器上检测密度控制器的动作特性,还需有合理的气体阀门及管路(如图2所示),而有些厂家在断路器出厂时未装设合理阀门及管路,以致在现场难以检测密度控制器的动作特性,所以运行单位在选择断路器时对此应加以注意。