一種氣體密度繼電器及其波登管制造的壓力範圍選擇方法
2023-06-30 20:39:51
專利名稱：一種氣體密度繼電器及其波登管制造的壓力範圍選擇方法
技術領域：
本發明涉及一種繼電器，尤其涉及一種應用在SF6 (六氟化硫)電氣設備 上的氣體密度繼電器及其波登管制造的壓力範圍選擇方法。
背景技術：
SF6電氣產品已廣泛應用在電力部門，工礦企業，促進了電力行業的快速 發展。保證SF6電氣產品的可靠安全運行已成為電力部門的重要任務之一。SF6 電氣產品的滅弧介質和絕緣介質是SF6氣體，不能發生漏氣，若發生漏氣，就 不能保證SF6電氣產品可靠安全運行。所以監測SF6電氣產品的SFe密度值是 十分必要的。現在用來監測SF6密度普遍採用一種機械的指針式密度繼電器， 具有當SF6電氣產品發生漏氣時能夠報警及閉鎖功能，還有現場顯示密度值的 性能。目前使用的密度繼電器接點主要採用電接點型和微動開關型，電接點型 密度繼電器一般要充防振用的矽油，因此常會發生漏油現象，給用戶帶來損失。 微動開關型的無油型密度繼電器存在的問題是由於這種SF6氣體密度繼電器 設置在各微動開關上的操作臂的長度不到19mm，微動開關的操作臂的工作行 程小，而波登管的壓力範圍也小，這樣在相同壓力情況下它的管端位移就大。 目前對於額定工作壓力(相對壓力，全文同)《0.40Mpa的密度繼電器，採用 的是壓力範圍(相對壓力，全文同)《0.28Mpa的波登管；對於額定工作壓力 >0. 40Mpa的密度繼電器，採用的是壓力範圍《0. 46Mpa的波登管。這樣一來， 由於所用的微動開關的操作臂的工作行程小，與所用的波登管的壓力範圍不匹 配。在非工作狀態時，在溫度高的季節裡，溫度補償片會漲開來，調節杆就把 微動開關操作臂壓到底部，使微動開關操作臂處於受壓狀態。此時，在振動時， 很容易造成微動開關操作臂損壞，不能保證系統可靠工作。由於微動開關操作 臂被壓到底部，沒有地方可位移了，即不能動了，就會使補償片長期受反彈力 作用，而使補償片變形，會使繼電器的精度受嚴重影響，而不能保證系統可靠工作。
綜上所述，現有技術的SF6氣體密度繼電器的波登管的壓力範圍小，不能 滿足高溫季節的工作需要。所以，開發一種性能好，特別其抗振性能好，穩定
性好的指針式SF6氣體密度繼電器是非常必要的。
波登管的壓力範圍是這樣定義的當密度繼電器的機芯的傳動比為12時，
連接杆兩孔中心距為22mm，連接杆一端連接在該機芯扇形齒輪的長腰形孔的 中間，在無氣壓狀態下，指針正好指在0角度；當施加一個壓力使指針順時針 走動270度角度時，則稱這個壓力為波登管的壓力範圍。例如當施加壓力到 0.30 Mpa時，指針正好順時針走動270度角度，則稱該波登管的壓力範圍為0.30 Mpa。
另外說明全文壓力為相對壓力，如果用絕對壓力表示，則絕對壓力=相
對壓力+0.10 Mpa。
發明內容
本發明的目的，在於解決現有技術存在的上述問題，提供一種氣體密度繼 電器及其波登管制造的壓力範圍選擇方法，用於控制和監視密封容器中SFe氣
體的密度，針對SF6電氣設備中出現的氣體洩漏情況，及時發出報警信號，閉
鎖信號，以保障電力安全。
本發明的目的是這樣實現的 一種氣體密度繼電器，包括殼體和設置在殼 體內的基座、機芯、指針、波登管、溫度補償片、橫梁、連接杆、 一個或多個 各自相對應設置的調節杆和微動開關，所述波登管的一端焊接在基座上並與之 連通，另一端通過端座與溫度補償片的一端相連接，其特徵在於所述波登管 所承載的壓力範圍與所述密度繼電器的額定工作壓力相匹配，即當額定工作 壓力《0.40Mpa時，波登管的壓力範圍為》0.29Mpa;當額定工作壓力> 0.40Mpa時，波登管的壓力範圍為》0.47Mpa。
在上述的氣體密度繼電器中，當額定工作壓力二0.40Mpa時，波登管的壓 力範圍設定為0. 30Mpa~0. 45Mpa。
在上述的氣體密度繼電器中，當額定工作壓力二0.30Mpa時，波登管的壓 力範圍設定為0. 29Mpa~0. 35Mpa。在上述的氣體密度繼電器中，當額定工作壓力二0.60Mpa時，波登管的壓 力範圍設定為0. 48Mpa~0. 75Mpa。
在上述的氣體密度繼電器中，當額定工作壓力二0.50Mpa時，波登管的壓 力範圍設定為0. 47Mpa~0. 55Mpa。
在上述的氣體密度繼電器中，所述微動開關和與其相對應的調節杆為l對、 2對、3對或4對。
一種氣體密度繼電器的波登管制造的壓力範圍選擇方法，包括以下步驟
所述波登管所承載的壓力範圍與所述密度繼電器的額定工作壓力相匹配，
即當額定工作壓力《0.40Mpa時，波登管的壓力範圍為》0.29Mpa;當額定 工作壓力>0. 40Mpa時，波登管的壓力範圍為X). 47Mpa;
當額定工作壓力二0.40Mpa時，波登管的壓力範圍為0. 30Mpa 0. 45Mpa;
當額定工作壓力=0. 30Mpa時，波登管的壓力範圍為0. 29Mpa~0. 35Mpa;
當額定工作壓力=0. 60Mpa時，波登管的壓力範圍為0. 48Mpa 0. 75Mpa;
當額定工作壓力=0. 50Mpa時，波登管的壓力範圍為0. 47Mpa 0. 55Mpa。
本發明一種氣體密度繼電器及其波登管制造的壓力範圍選擇方法，由於增 大了波登管的壓力範圍，這樣在相同壓力情況下它的管端位移就小，就可以與 操作臂工作行程小的微動開關(其操作臂的長度不到19mm)相匹配，這樣在 非工作狀態時，在溫度高的季節裡，調節杆就不會把微動開關操作臂壓到底部， 這樣調節杆就不會壓迫到微動開關的操作臂，在振動時，就不容易造成微動開 關操作臂損壞，可以保證系統可靠工作。最重要的是由於微動開關操作臂不會 被壓到底部，還有地方可位移，即還能自由運動，這樣就不會使補償片長期受 反彈力作用，而不會使補償片變形，也不會使繼電器的精度受嚴重影響，能保 證系統可靠工作。同時使產品的精度、穩定性都得到很大提高。另外，波登管 的壓力範圍增大後，例如做到大於0.50 Mpa，繼電器的工作範圍也相應增大了。
圖1為本發明一種氣體密度繼電器的結構示意圖； 圖2為圖l所示結構的局部側視圖； 圖3為圖1的局部放大圖。
具體實施例方式
參見圖1、圖2和圖3。本實施說明例中的微動開關和調節杆的數量各為3 個。本發明氣體密度繼電器包括SF6氣體接頭1、機芯2，殼體3、刻度盤4、 指針5、波登管6、溫度補償片7、接線盒8、微動開關91、 92、 93、印製電路 板10、定位板ll、固定板12、電線13、調節杆141、 142、 143、連接杆15、 橫梁16、表玻璃17、罩圈18、基座19和SFe氣體輸送管20、端座21。其中， SFe氣體接頭1、接線盒8、表玻璃17、罩圈18和基座19分別固定在殼體3 上。機芯2固定在基座19上，指針5和刻度盤4分別固定在機芯2上。波登 管6的一端焊接在基座19上並與之連通，另一端通過端座21與溫度補償片7 的一端相連接，且波登管6所承載的壓力範圍與密度繼電器的額定工作壓力相 匹配。溫度補償片7的另一端與橫梁16相連接，橫梁16又與連接杆15相連 接，連接杆15與機芯2相連接。橫梁16上固定有調節杆141、 142、 143。微 動開關91、 92、 93分別焊接在印製電路板10上，印製電路板10安裝在固定 板12上，固定板12又安裝在基座19上。微動開關91固定在調節杆141的下 方，微動開關92固定在調節杆142的下方，微動開關93固定在調節杆143的 下方。各微動開關上分別設有操作臂911、 921、 931。定位板11固定在機芯2 上，其前端延伸到波登管6與溫度補償片7相連的一端的端座21的下方，它 的功能是當SF6氣體密度下降到一定值時，限位波登管6向下移動，保護微 動開關，進而保護橫梁16不被壓壞而變形，使整個系統保持可靠工作。微動 開關的接點，通過電線13，從印製電路板10連接到接線盒8上，接線盒8固 定在殼體3上。表玻璃17、罩圈18分別固定在殼體3上，能保護其內部機構 免受機械損傷和汙物、雨水侵入。SF6氣體輸送管20的一端與基座19相連接， 且可靠密封，SF6氣體輸送管20的另一端與接頭l相連接，且可靠密封。
本發明氣體密度繼電器的波登管制造的壓力範圍選擇方法，包括以下步 驟波登管所承載的壓力範圍和其密度繼電器的額定工作壓力相匹配，即在設 計的製造波登管時，先根據密度繼電器的額定工作壓力來設定波登管的壓力範 圍，再根據波登管的壓力範圍要求來製造波登管，具體方法是當額定工作壓 力《0.40Mpa時，波登管的壓力範圍設定為》0.29Mpa;當額定工作壓力〉0. 40Mpa時，波登管的壓力範圍設定為》0. 47Mpa;當額定工作壓力=0. 40Mpa 時，波登管的壓力範圍設定為0.30Mpa 0.45Mpa;當額定工作壓力=0. 30Mpa 時，波登管的壓力範圍設定為0. 29Mpa~0. 35Mpa;當額定工作壓力=0. 60Mpa 時，波登管的壓力範圍設定為0.48Mpa~0. 75Mpa;當額定工作壓力=0. 50Mpa 時，波登管的壓力範圍設定為0.47Mpa 0.55Mpa。由於增大了波登管的壓力範 圍，這樣在相同壓力情況下它的管端位移就小，就可以與操作臂工作行程小的 微動開關(其操作臂的長度不到19mm)相匹配，這樣在非工作狀態時，在溫 度高的季節裡，調節杆就不會把微動開關操作臂壓到底部，這樣調節杆就不會 對微動開關操作臂產生壓力，在振動時，就不容易造成微動開關操作臂損壞， 可以保證系統可靠工作。最重要的是，由於微動開關操作臂不會被壓到底部， 還有地方可位移，即還能自由運動，這樣就不會使補償片長期受反彈力作用， 而不會使補償片變形，也不會使繼電器的精度受嚴重影響，能保證系統可靠工 作。同時使產品的精度，穩定性都得到很大提高。同時這些繼電器的工作範圍 也大，可以做到大於0.50Mpa。
本發明氣體密度繼電器的作用原理是基於彈性元件波登管6，利用溫度補 償片7對變化的壓力和溫度進行修正，反應密封容器中的SFe氣體密度的變化。 即在被測介質SF6氣體的壓力作用下，由於有了溫度補償片7的作用，其密度 值的變化，壓力值也相應的變化，迫使波登管6之末端產生相應的彈性變形— 位移，藉助於溫度補償片7和連接杆15，傳遞給機芯2，機芯2又傳遞給指針 5，遂將被測的SF6氣體密度值在刻度盤4上指示出來。這樣密度繼電器就能把 SF6密度值顯示出來了。如果漏氣了，其密度值下降到一定程度(達到報警或 閉鎖值)，波登管6產生相應的向下位移，通過溫度補償片7，使橫梁16向下 位移，橫梁16上的調節杆141、 142、 143就推動相應的微動開關91、 92、 93 接點接通，發出相應的信號(報警或閉鎖)，達到監視和控制電氣開關等設備 中的SF6氣體密度，使電氣設備安全工作。如果其密度值升高了，壓力值也相 應的升高，升高到一定程度，波登管6也產生相應的向上位移，通過溫度補償 片7，使橫梁16向上位移，橫梁16上的調節杆141、 142、 143就向上位移， 調節杆141、 142、 143就遠離微動開關91、 92、 93，其接點就斷開，信號(報 警或閉鎖)就解除。這樣就完成密度繼電器的功能。
7由於這種氣體密度繼電器增大了波登管的壓力範圍，雖然其操作臂工作行 程小的微動開關可以不變，但是由于波登管的壓力範圍增大，在同樣壓力下波 登管的位移就小，就可以與操作臂工作行程小的微動開關(其操作臂的長度不
到19mm)相匹配。當SF6氣體壓力(密度)下降時，或不充氣時(即沒使用時)， 調節杆就不易碰到微動開關，這樣就不會造成溫度補償片和橫梁的變形，進而 就不會造成精度變差。由於本發明氣體密度繼電器的信號接點採用微動開關形 式，況且微動開關接點的控制全部由調節杆來控制，而調節杆的控制由補償片 7和波登管6來執行，補償片7—般是不怕振動的，它僅隨溫度的變化而變化， 而波登管的力更大，抗振性能更較好，不易因振動而變形或產生位移，能保證 系統可靠工作，大大提高了該產品的抗振性能。
另外，SF6氣體的密度值下降後，波登管6就下移，直至信號(報警或閉 鎖)接點動作，即微動開關接點接通。密度值越下降，微動開關就接通越牢靠， 再下降，波登管6就被定位板11定位在其個刻度值上，此時，波登管6以較 大的力作用在微動開關上，微動開關處於很好的壓力下和良好的接通中，不怕 振動。同時微動開關操作臂沒有被調節杆壓到底，這樣就不會造成溫度補償片 和橫梁的變形，進而就不會造成精度變差，是一種穩定性很好的密度繼電器。
本技術領域中的普通技術人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本 發明，而並非用作為對本發明的限定，只要在本發明的實質精神範圍內，對以 上所述實施例的變化、變型都將落在本發明的權利要求書範圍內。如微動開關 也可以固定在調節杆的上方(即另一方向)。
權利要求
1.一種氣體密度繼電器，包括殼體和設置在殼體內的基座、機芯、指針、波登管、溫度補償片、橫梁、連接杆、一個或多個各自相對應設置的調節杆和微動開關，所述波登管的一端焊接在基座上並與之連通，另一端通過端座與溫度補償片的一端相連接，其特徵在於所述波登管所承載的壓力範圍與所述密度繼電器的額定工作壓力相匹配，即當額定工作壓力≤0.40Mpa時，波登管的壓力範圍為≥0.29Mpa；當額定工作壓力＞0.40Mpa時，波登管的壓力範圍為≥0.47Mpa。
2. 如權利要求1所述的氣體密度繼電器，其特徵在於當額定工作壓力=0. 40Mpa時，波登管的壓力範圍設定為0. 30Mpa 0. 45Mpa。
3. 如權利要求l所述的氣體密度繼電器，其特徵在於當額定工作壓力= 0. 30Mpa時，波登管的壓力範圍設定為0. 29Mpa~0. 35Mpa。
4. 如權利要求l所述的氣體密度繼電器，其特徵在於當額定工作壓力= 0. 60Mpa時，波登管的壓力範圍設定為0. 48Mpa~0. 75Mpa。
5. 如權利要求l所述的氣體密度繼電器，其特徵在於當額定工作壓力=0. 50Mpa時，波登管的壓力範圍設定為0. 47Mpa~0. 55Mpa。
6. 如權利要求1所述的氣體密度繼電器，其特徵在於所述微動開關和與 其相對應的調節杆為l對、2對、3對或4對。
7. —種氣體密度繼電器的波登管制造的壓力範圍選擇方法，包括以下步驟所述波登管所承載的壓力範圍與所述密度繼電器的額定工作壓力相匹配， 即當額定工作壓力《0.40Mpa時，波登管的壓力範圍為》0.29Mpa;當額定 工作壓力> 0. 40Mpa時，波登管的壓力範圍為》0. 47Mpa;當額定工作壓力=0. 40Mpa時，波登管的壓力範圍為0. 30Mpa~0. 45Mpa;當額定工作壓力二0.30Mpa時，波登管的壓力範圍為0. 29Mpa~0. 35Mpa;當額定工作壓力二O. 60Mpa時，波登管的壓力範圍為0. 48Mpa 0. 75Mpa;當額定工作壓力二O. 50Mpa時，波登管的壓力範圍為0. 47Mpa 0. 55Mpa。
全文摘要
本發明提供了一種氣體密度繼電器及其波登管制造的壓力範圍選擇方法，方法包括所述波登管所承載的壓力範圍與所述密度繼電器的額定工作壓力相匹配，即當額定工作壓力≤0.40MPa時，波登管的壓力範圍為≥0.29MPa；當額定工作壓力＞0.40MPa時，波登管的壓力範圍為≥0.47MPa。本發明增大了波登管的壓力範圍，使密度繼電器在無氣不使用狀態時，可避免在高溫季節造成溫度補償片和指針變形，保證系統長期穩定工作。同時使產品的精度、穩定性都得到很大提高。另外，波登管的壓力範圍增大後，繼電器的工作範圍也相應的增大了。
文檔編號H01H35/24GK101615526SQ20081003968
公開日2009年12月30日 申請日期2008年6月26日 優先權日2008年6月26日
發明者張吉玲, 暢銀萍, 稂業員, 金海勇 申請人:上海樂研電氣科技有限公司