SF6密度控制器
MKZ—I系列SF6密度控制器
0 引言SF6气体因其良好的绝缘、灭弧性能及良好的化学稳定性被广泛用于高压电器中;SF6气体密度对高压电器产品的绝缘和开断熄弧性能影响很大。因此，对SF6高压电器设备气室内的SF6气体密度必须进行监视，以确保设备的正常运行。
1. SF6密度控制器的用途结构演变工作原理1.1 用途
SF6密度控制器，用于监视SF6高压电器设备气室内的SF6气体密度;并在气室出现气体泄漏时，发出补气、闭锁信号，以保证设备的安全运行。
1.2 SF6密度控制器设计结构的演变
SF6电器设备问世后，为监视气室内SF6气体的密度，初期生产的SF6密度控制器(继电器)，基本上是不带密度(压力)指示的波纹管结构的罐式或墨盒式结构。由于其在使用中不能直接观察到SF6气体的密度的变化，必须与真空压力表配合使用。压力表示数受环境温度影响，指示不确切。只有到其发出补气、闭锁信号时方能知道发生了气体严重的泄漏;所以指针式SF6密度控制器应运而生。
西安华伟电力电子技术有限责任公司自主研发的MKZ—I系列SF6密度控制器就是其中之一。
目前应用的指针式SF6密度控制器，以温度补偿方式的不同分为两种基本结构：一种是热双金属片结构;另一种是双弹簧管结构。
1.3 工作原理
SF6气体的密度通过其压力间接反映。SF6密度控制器指示的压力值始终是20℃时气体的压力。但是，在密度不变的情况下，压力会随温度的变化而变化;因此，密度控制器结构设计应能使温度变化引起的压力变化被补偿。
指针式SF6密度控制器工作原理如下：
⑴ 双弹簧管结构：即由二只“C”型弹簧管完成测试压力与温度补偿功能;一只弹簧管用于测量被检测SF6气体的压力(检测管)，另一只弹簧管，在20℃时充入一定压力的SF6气体，形成补偿气室;当温度变化引起压力变化时，两只弹簧管同时膨胀(或收缩)，使其产生的变形增量相互抵消，密度控制器指示值不变。
只有当主气室的SF6气体泄漏时，检测管压力减小，密度指示值降低，电接点吸合，发出报警、闭锁信号。
⑵ 热双金属片结构：该结构使用一只“C”型弹簧管用于测量被检测SF6气体的压力(检测管)，在弹簧管的端部加一个“U”型的热双金属片，当被检测SF6气体温度变化引起压力变化时，利用热双金属片产生的变形量来补偿弹簧管产生的变形量，使密度控制器(继电器)指示值不变。
2. MKZ—I系列SF6密度控制器的特点2.1 独有的双弹簧管结构
MKZ—I系列SF6密度控制器采用独有的双弹簧管结构，该结构利用相同的材料制作的相同结构、相同的工作气体，相同的原理进行温度补偿;因此，在整定区域(补偿气室的密度值介于该区间)具有极高的补偿精度，工作特性稳定。
2.2 独有的感温包结构
因温度补偿系统是由补偿气室来实现的，能方便的通过毛细铜管与外置的感温包相连，形成大的补偿气室;当SF6密度控制器与设备主气室所处环境温度不同时，可以将感温包置于设备气室所处的环境中，以实现良好的温度补偿功能;该结构能适应各种安装要求。
将感温包安装在与被测SF6气体同一环境状态下，能得到更好的温度补偿效果。
2.3 温度补偿精度高
由于双弹簧管结构独有的结构特点，使MKZ—I系列密度控制器能够获得更高的温度补偿精度;同时，由于用于补偿的气体与被测气体相同，因此，感受温度的敏感程度亦相同，温度补偿的同步性更好。
2.4 温度补偿的范围更宽
高精度的温度补偿，可以达到气体接近液化的低温。为满足–50℃高寒地区电站的要求，使用SF6+CF4混合气体时，在摄氏零下60度时，仍能获得高于2.5级的温度补偿精度。
2.5 不受海拔高度的影响
因温度补偿系统是由补偿气室来实现的，在各地区、不同海拔高度使用，对被测气体密度的指示、控制均能保持一致。
3. MKZ—I系列SF6密度控制器制造的关键工序3.1 逐台的温度补偿试验
在产品生产过程中，对在制品逐台进行温度补偿试验，以检验二只弹簧管的匹配情况;每对匹配的两个弹簧管必须经过温度补偿试验，确保补偿精度达到1.0级，误差≤±0.010MPa。
3.2 超压试验和疲劳试验
超压试验用于检验焊接的强度(试验压力1.25MPa);疲劳试验用于消除弹簧管成型和焊接过成中产生的应力;以确保密度控制器的可靠性与稳定性。
3.3 高频震动
通过高频震动，进一步消除弹簧管应力。
3.4 选用优质弹簧管
通过试验选用稳定性好的材质为CuSn8的“C”型弹簧管，从源头上保证检测元件和温度补偿元件的稳定性和可靠性。
3.5 选用镀Au的电接点
为保证SF6密度控制器能可靠的发出报警、闭锁信号，不至于因电接点氧化而导致接触电阻增高，使报警、闭锁信号发不出，选用镀Au的电接点，Au具有良好的导电性与化学稳定性，以保证其电接触可靠性。
3.6 激光焊接工艺
激光焊机的使用，极大的提高了机械零件连接的稳定性和可靠性，使电接点固定更为牢靠、整定值不因振动而偏离。
3.7 震动和冲击
通过震动和冲击，充分暴露机械装配等方面的松动等各种缺陷，确保出厂产品的可靠性。
4. MKZ-I系列SF6密度控制器的质量控制4.1 经过长期的生产实践总结，不断修改和完善了质量保证体系，使之更行之有效。
4.2 坚持下道工序，对上一道工序的检验，人人都把质量关。
4.3 用扣罩法密封试验，漏气率控制在1×10以内。
4.4 严格的出厂检验。产品装配完成、检验合格后方可入库;在出厂前，再按《产品出厂检验标准》进行出厂检验，确保出厂产品的质量，检验记录长期保存。
5. 结束语5.1 MKZ—I系列SF6密度控制器结构设计简洁、制约精度的因素很少，使用实践证明，与某些进口密度控制器相比，具有更稳定的品质。
5.2 与其他结构相比，MKZ—I系列SF6密度控制器有温度补偿精度高，补偿温度范围宽(适用于–50 ~ 50℃环境)、不受海拔高度影响，以及可以带感温包等特点，可以广泛应用于各种环境下使用的SF6高压电器设备。