Khái niệm "mật độ" đề cập đến khối lượng của một chất cụ thể trong điều kiện cụ thể trên một đơn vị thể tích. Khí SF6 trong bộ ngắt mạch SF6 được niêm phong trong một bình chứa cố định. Dưới áp suất định mức ở 20℃, nó có một giá trị mật độ nhất định. Trong phạm vi tất cả các điều kiện hoạt động cho phép của bộ ngắt mạch, mặc dù áp suất của khí SF6 thay đổi theo nhiệt độ, giá trị mật độ của khí SF6 vẫn không đổi. Điều này là do hiệu suất cách điện và dập tắt hồ quang của bộ ngắt mạch SF6 phụ thuộc rất nhiều vào độ tinh khiết và mật độ của khí SF6. Do đó, việc kiểm tra độ tinh khiết của khí SF6 và giám sát mật độ là đặc biệt quan trọng.

Ký hiệu của mật độ được biểu thị bằng ρ, và đơn vị của nó là kg/m³ hoặc g/L. Theo định nghĩa về mật độ, giá trị được chỉ định trong bảng mật độ khí SF6 phải là đơn vị của mật độ. Tuy nhiên, các giá trị được chỉ định trong các bảng mật độ hiện đang được sản xuất và sử dụng trong nước và quốc tế lại được lấy từ đơn vị áp suất: MPa.

Theo phương trình trạng thái khí lý tưởng pv=nRT, có thể thấy áp suất p có mối quan hệ tuyến tính với nhiệt độ, như thể hiện trong sơ đồ bên dưới. Khi nhiệt độ của khí trong thiết bị SF6 thay đổi, các giá trị hiển thị trên đồng hồ đo áp suất cũng thay đổi và không thể phản ánh chính xác trạng thái của thiết bị.

Nếu sử dụng đồng hồ đo áp suất thông thường để giám sát rò rỉ khí SF6Trong trường hợp đó, sẽ không thể phân biệt được liệu đó là do rò rỉ thực sự hay do sự thay đổi nhiệt độ môi trường gây ra sự thay đổi áp suất khí SF6. Để phục vụ mục đích giám sát mật độ thường xuyên, các tiêu chuẩn quốc gia quy định rằng các thiết bị ngắt mạch SF6 phải được trang bị đồng hồ đo áp suất hoặc đồng hồ đo mật độ khí SF6 Và chuyển tiếp mật độCác đồng hồ đo áp suất hoặc đồng hồ đo mật độ khí SF6 có chức năng giám sát, còn rơle mật độ có chức năng điều khiển và bảo vệ. Máy hiệu chuẩn rơle SF6 là thiết bị chuyên dụng để kiểm tra tất cả các loại rơle SF6. Chức năng chính của nó là đo các giá trị áp suất tác động của các tiếp điểm rơle SF6 và tự động chuyển đổi các giá trị áp suất khí SF6 và giá trị nhiệt độ được máy hiệu chuẩn rơle SF6 ghi nhận tại thời điểm tác động thành các giá trị áp suất tiêu chuẩn tương ứng với 20℃.

Nguyên lý cấu trúc rơle SF6

Rơle SF6 (bảng) chủ yếu bao gồm các ống kim loại cong có lò xo, cơ cấu bánh răng và kim chỉ, hai vòng kim loại, v.v. Dựa trên nguyên lý cấu trúc của đồng hồ đo áp suất ống lò xo, một vòng kim loại kép giãn nở và co lại theo sự thay đổi nhiệt độ môi trường được thêm vào như một thiết bị bù nhiệt độ. Điều này làm cho ống lò xo và vòng kim loại kép giãn nở và co lại theo các mức độ bằng nhau và ngược chiều nhau cùng với sự thay đổi nhiệt độ, do đó chỉ số mật độ (áp suất) không thay đổi khi nhiệt độ môi trường thay đổi.

Nguyên lý bù nhiệt độ của cấu trúc rơle SF6 như sau:

Rơle SF6

Rơle SF6 thực chất là một rơle áp suất có bù nhiệt độ, sử dụng giá trị áp suất tương ứng ở 20℃ để biểu thị giá trị mật độ của nó. Khi nhiệt độ thay đổi, ống Bourdon đàn hồi và dải kim loại cũng thay đổi đồng thời, do đó kim chỉ thị vẫn không thay đổi.

Ở thể tích không đổi, bất kỳ sự thay đổi áp suất nào chỉ do thay đổi nhiệt độ gây ra đều có thể được bù trừ bằng những thay đổi tương ứng trong ống Bourdon và dải kim loại, do đó sẽ không làm kim chỉ thị bị lệch, nhờ vậy đảm bảo độ chính xác của thiết bị đo áp suất.

Phản ứng của bộ phận áp suất đối với bất kỳ sự thay đổi áp suất nào không liên quan đến nhiệt độ sẽ được chuyển hóa thành hoạt động của kim chỉ thị rơle mật độ khí và được phản ánh trên mặt đồng hồ, từ đó có thể phát hiện các giá trị áp suất vượt quá áp suất tối thiểu hoặc tối đa cho phép của hệ thống. Hình ảnh bên dưới cho thấy tình huống rò rỉ.

Các quy định liên quan đến bảo trì thiết bị điện SF6

Các yêu cầu chung đối với thiết bị điện sử dụng sulfur hexafluoride

Theo tiêu chuẩn DL/T728-2013 "Hướng dẫn kỹ thuật đặt hàng thiết bị đóng cắt kín bằng kim loại cách điện bằng khí" và "Quy định vận hành máy cắt điện cao áp" do Bộ Năng lượng ban hành cùng các tiêu chuẩn khác, các yêu cầu chung đối với thiết bị điện sử dụng sulfur hexafluoride (chủ yếu là máy cắt SF6 và GIS) như sau:

Nên lắp đặt rơle mật độ hoặc đồng hồ đo mật độ khí để theo dõi sự thay đổi áp suất khí SF6.

Các thiết bị giám sát mật độ có thể là đồng hồ đo mật độ hoặc rơle mật độ. Nếu chọn rơle mật độ, cần phải lắp đặt thêm đồng hồ đo mật độ khí.

Kiểm tra và ghi lại áp suất và nhiệt độ của khí SF6 hàng ngày.

Phiên bản mới của mười tám biện pháp chống độc hại của Tập đoàn Lưới điện Quốc gia liên quan đến các yêu cầu về cấu trúc của rơle SF6: Rơle mật độ phải được lắp đặt ở vị trí có cùng nhiệt độ môi trường hoạt động với buồng khí được giám sát.

Nếu nhiệt độ môi trường hoạt động khác nhau, điều này có thể gây ra sự không nhất quán về nhiệt độ trong quá trình bù nhiệt của ống Bourdon và thanh kim loại, dẫn đến sai số về mặt số học.