張弘一，李延夫，于振毅，孫 禮，張 盼，李 茜

(國家儀器儀表元器件質量監(jiān)督檢驗中心，遼寧沈陽 110043)

0 引言

目前，對SF6氣體密度控制器的檢驗通常以20℃環(huán)境條件下SF6氣體壓力作為標度值進行檢驗。而我國西北地區(qū)夏季氣溫最高可達40℃，冬季氣溫最低可達－32℃，季節(jié)溫差最高可達60℃，晝夜溫差最高可達20℃，由于溫差大，許多SF6氣體密度控制器在氣體未發(fā)生泄漏時頻繁報警，致使工作人員頻繁補氣，對SF6電氣設備運行帶來了潛在的威脅。為了保障高壓電氣設備安全運行，必須對SF6氣體密度控制器產品進行溫度補償檢驗，這樣才能保證高壓電氣設備在環(huán)境惡劣條件下仍可以及時、準確的發(fā)出報警和閉鎖信號，保證高壓電氣設備的安全運行。

1 SF6氣體密度控制器檢驗

SF6氣體密度控制器是高壓電氣設備的重要監(jiān)控元件之一，擔負著電力系統(tǒng)控制與保護的雙重任務，特別是電力系統(tǒng)的正常和事故開斷。因此，對SF6氣體密度控制器產品的檢驗是保障高壓電氣設備安全可靠運行的重要手段。國家電力研究院依托國家儀器儀表元器件質量監(jiān)督檢驗中心開展一系列相關產品的檢驗，本文對SF6氣體密度控制器產品的檢驗進行了認真研究，提出了一種簡單可行的溫度補償檢驗方法。

1.1 溫度補償檢驗

1.1.1 研究目的

為準確有效地檢驗出SF6氣體密度控制器溫度補償元件的技術性能指標，本文研究了一種溫度補償檢驗方法，該檢驗方法既避免中間對SF6氣體密度控制器充壓密封環(huán)節(jié)帶來的氣體損耗問題，又避免了與密封性能檢驗項目的重復，該方法是不同于標準規(guī)定的另一種簡單有效的溫度補償檢驗方法。

1.1.2 檢驗內容

(1)檢驗依據:GB/T 22065《壓力式六氟化硫氣體密度控制器》標準。

(2)檢驗設備:自動加壓系統(tǒng);高低溫試驗箱;SF6氣體回收充放裝置。

(3)檢驗溫度:－30～60℃工作環(huán)境溫度范圍內選取 －30℃、－20℃、20℃與60℃4個溫度點進行溫度補償檢驗。

4)檢驗樣件選擇國內某生產廠家不同型號的2只精度等級為1.6級的SF6氣體密度控制器進行，其中1#樣件為充液型儀表，2#樣件為充氣型儀表，產品的測量范圍均為 －0.1～0.9MPa，額定壓力為 0.40MPa。

1.1.3 檢驗方法

本文采用3種不同的方法對樣件進行溫度補償檢驗。第一種方法是按GB/T22065規(guī)定的方法進行檢驗，其檢驗結果作為本文研究內容的標準值;第二種方法是采用自動加壓系統(tǒng)對充入SF6氣體至額定壓力的樣件進行溫度補償檢驗，檢驗結果與標準值進行比對;第三種方法是在通大氣條件下對樣件進行自動加壓的溫度補償檢驗，檢驗結果與標準值進行比對。每種檢驗方法的具體內容如下:

(1)方法一:分別給被測儀表充入SF6氣體，充氣型儀表在20℃環(huán)境條件下放置2h、充液型儀表放置3h后，使其壓力達到額定壓力;再將儀表放入高低溫試驗箱中，逐漸升(降)溫度至規(guī)定的溫度上、下限值，待溫度穩(wěn)定后，充氣型儀表保持2h、充液型儀表保持3h，檢測此時儀表的壓力指示誤差。

(2)方法二:在大氣條件下，分別將充入SF6氣體的儀表與自動加壓系統(tǒng)連接，充氣型儀表在20℃環(huán)境條件下放置2h、充液型儀表放置3h后，使其壓力達到額定壓力，記錄此時儀表示值;再將儀表放入高低溫試驗箱中，使表殼內氣體與自動加壓系統(tǒng)相通，保持自動加壓系統(tǒng)壓力為0.40MPa，逐漸升(降)溫度至規(guī)定的溫度上、下限值，待溫度穩(wěn)定后，充氣型儀表保持2h、充液型儀表保持3h，檢測此時儀表的壓力指示誤差。

(3)方法三:在大氣條件下，分別將儀表與自動加壓系統(tǒng)連接，充氣型儀表在20℃環(huán)境條件下放置2h、充液型儀表放置3h后，使其壓力達到額定壓力，記錄此時儀表示值;再將儀表放入高低溫試驗箱中，使表殼內氣體與自動加壓系統(tǒng)相通，保持自動加壓系統(tǒng)壓力為0.40MPa，逐漸升(降)溫度至規(guī)定的溫度上、下限值，待溫度穩(wěn)定后，充氣型儀表保持2h、充液型儀表保持3h，檢測此時儀表的壓力指示誤差。

2 檢驗結果與分析

采用3種不同的方法對樣件分別進行溫度為20℃、60℃、－20℃及－30℃下的溫度補償檢驗，檢驗結果如表1和表2所示。表中曲線修正結果采用Berttie-Bridgman公式計算得到，Berttie-Bridgman公式如下:

式中:γ為 SF6氣體密度值，計算得到 SF6氣體密度為0.0052kg/m3;T為氣體熱力學溫度，K。

以1#樣件在60℃條件下為例，將γ代入式(2)、式(3)，分別計算出A、B值，再將A、B、γ與ΔT代入式(1)，計算得到氣體在額定壓力下修正值為0.047MPa。

表1 1#樣件溫度補償檢驗結果比對

1#樣件檢驗結果顯示:方法一的檢驗結果在20℃、60℃、－20℃和－30℃環(huán)境條件下的壓力指示誤差分別為0.8%、1.0%、－1.4%和 －1.7%，均小于溫度補償誤差限［1］要求，1#樣件溫度補償檢驗結果為合格;方法二的檢驗結果在20℃、60℃、－20℃和－30℃環(huán)境條件下的壓力指示值分別為0.416MPa、0.365MPa、0.432MPa和 0.440MPa，經曲線修正［2］得到的誤差分別為0.8%、1.2%、－1.5%和 －1.9%，與標準方法得到的結果最大偏差為0.2%;方法三的檢驗結果在4種環(huán)境溫度條件下的壓力指示值分別為 0.417MPa、0.364MPa、0.430MPa 和 0.441MPa，經曲線修正得到的誤差分別為 0.9%、1.1%、－1.7%和－1.8%，與標準方法得到的結果最大偏差為0.3%。

表2 2#樣件溫度補償檢驗結果比對

2#樣件檢驗結果顯示:方法一的檢驗結果在20℃、60℃、－20℃和－30℃環(huán)境條件下的壓力指示誤差分別為0.2%、0.8%、－0.6%和－1.4%，均小于溫度補償誤差限要求，2#樣件溫度補償檢驗結果為合格;方法二的檢驗結果在20℃、60℃、－20℃和－30℃環(huán)境條件下的壓力指示值分別為0.413MPa、0.362MPa、0.442MPa和 0.444MPa，經修正得到的誤差分別為 0.5%、0.9%、－0.5%和－1.5%，與標準方法得到的結果最大偏差為0.3%;方法三的檢驗結果在4種環(huán)境溫度條件下的壓力指示值分別為 0.412MPa、0.364MPa、0.439MPa 和 0.442MPa，經修正得到的誤差分別為 0.4%、1.1%、－0.8%和 －1.7%，與標準方法得到的結果最大偏差為0.3%。

圖1 SF6氣體壓力－溫度曲線

方法二與方法一比較說明SF6氣體密度控制器在溫度補償檢驗時，只要給儀表充入SF6氣體至額定壓力保持不變，控制器可不進行封口檢驗;方法三與方法二比較說明SF6氣體密度控制器溫度補償檢驗與表腔內所充氣體無關，只要連續(xù)加壓至額定壓力值不變，就可在不同溫度條件下進行溫度補償檢驗。

以上方法是通過公式計算得到的，圖1為GB/T10892－2008電子式六氟化硫密度變送器標準中典型密度及溫度下的氣體壓力－溫度曲線。在一般情況下，也可以采用方便的查詢曲線方法進行壓力值的修正。

3 結束語

綜上所述，本文提出的SF6氣體密度控制器溫度補償檢驗方法是有效可行的，且該檢驗方法避免了充壓密封環(huán)節(jié)帶來的SF6氣體損耗問題，同時避免了與密封性能檢驗項目的重復。經過試驗結果與分析證明了本文提出的溫度補償檢驗方法是可以作為標準方法進行產品檢驗的。

［1］GB/T 22065—2008 壓力式六氟化硫氣體密度控制器標準.

［2］GB/T 10892—2008 電子式六氟化硫密度變送器標準.