刍议sf6密度继电器漏油及ZDm型无油抗震密度继电器

杨永耀

摘 要：密度继电器的漏油现象在各个单位都普遍存在，本文中就以我厂110kV总变GIS sF6组合电器使用密度继电器的情况为例，分析了SF6密度继电器漏油的原因以及后果，阐述了ZDM型无油抗震密度继电器的优势，并且可以彻底解决漏油问题。

关键词：密度继电器；漏油；因素

我厂110kV变电站是2005年2月建成投用的。110kv系统采用北京开关厂ZF4-126＼1250-31.5型SF6GIS封闭组合电器，共有七间隔，29个SF6气室，其中断路器气室5个，每个断路器气室上装有SF6气体密度继电器，我厂使用的是上海新远仪表厂MTK-1型有油密度继电器，压力分二种，即-0.1-0.5MPa，和-0.1-0.9MPa，接点有一对和二对，利用弹簧管和双金属片作传感元件，当漏气达到一定程度时就会使电触点可发报警、闭锁信号，实现不同的功能。2015年10月17日总变值班电工巡检时发现密度继电器11、19、22三个气室不同程度漏气，继而使我们感觉到SF6密度继电器漏油对设备运行存在的风险。

1 SF6密度继电器漏油存在的危害

密度器电器漏油给电力设备带来很大的伤害：

1.1 一旦密度继电器所用的防震油漏完，随之抗震的功能就会减弱，要是这时候开关分合闸，就会将会出现接点失效、偏差标准值超标、指针也会被卡死等一些列的故障及现象。（见图一有油密度继电器）

1.2 根据SF6密度继电器的节点的特殊性，自身的闭合力不大，而且时间非常的长，一旦触头发生氧化，接点也将接触不良或不畅通。对于已经把油全部漏完的SF6密度继电器，它的电接头因为有着磁助式的特点，那么电接头将会露在空气中形成氧化，而且很容易堆积灰尘，使得融点很容易发生接触不良的现象。在SF6密度继电器工作的同时，可以测试出SF6密度继电器的接点不可以有效地导通的占了3%，而这些节点不可以有效地导通SF6密度继电器，主要原因就是抗震油不够。一旦SF6密度继电器的指针卡住，以及接点失效或者不能导通，那么就会直接威胁到电网的安全性。

2 SF6密度继电器为什么会漏油

SF6密度继电器为什么会漏油，主要是由于接线座和表面的密封处、玻璃与表壳密封处，這两点的密封件失效，这主要是因为密封圈老化所造成。SF6密度继电器的防震油密封圈，一般是有丁晴橡胶制成。丁晴橡胶的元素是二烯、丙烯晴和乳液所合成的弹性共聚物，其分子的结构式：不饱和碳链橡胶。丙烯晴的含量直接影响着丁晴橡胶的性质。丙烯晴一旦增加，随之增加的还有耐油、耐溶剂性以及耐化学腐蚀性，与此同时，强度和硬度以及耐磨、耐热性等增加，那么密度也会增加，确实的耐寒性将变弱，降低了弹性，同时，透气性也会慢慢减小。影响丁晴橡胶密封圈老化的因素有内在因素和外在因素两个方面。

2.1 内在因素

2.1.1 丁晴橡胶分子结构

丁晴橡胶并不属于饱和碳链烯烃类，而这种不饱和的碳链烯烃类橡胶，大分子链上却有着不饱和的双键结构，由于受到了各种的外界因素影响，在橡胶分子的双键外，氧开始发生变化，慢慢变成了氧化物，随之氧化物也分解成了橡胶有氧化物，最终导致分子的断裂，但同时也产生了少量的活性基，促使了橡胶分子交联，并且交联的密度在很大程度上有所增加，也使橡胶变得又脆又硬。双键的含量多少决定了老化的速度。

2.1.2 橡胶配合剂

橡胶在制作的时候，对于硫化体的选择是至关重要的。要是由于硫结合量的不断增加，导致了多硫交联的浓度也随之增加，最终会使橡胶加速老化。

2.2 外在因素

2.2.1 氧是橡胶老化的一个主要原因，氧分子使得分子断裂，并且会重新产生交联，而橡胶老化的另外一个因素是臭氧，由于臭氧的活动性强，因此橡胶分子的双键处还会产生臭氧化物，随后产生分解，并且使大分子断链。但是SF6密度继电器抗震油的密封圈也是和空气直接接触。此外，在抗震油和空气的接触中，或有一部分的氧和臭氧进入到油中参与老化反应。

2.2.2 热能作用。热能可以使氧化的速度加快，通常，温度升高10℃，其氧化的速度就会提高一倍左右。与此同时，热能还使橡胶的链和其他配合剂之间的反映速度加快，橡胶中的挥发性物质已经挥发，这就大大降低了橡胶的性能，缩短了橡胶老化的时间。

2.2.3 机械疲劳。在一个均衡的应力的作用下，橡胶就会受到均衡的应变作用，进而发生机械性的氧作用，同时在热能的作用下，使橡胶的氧化速度加快，在使用期限内，橡胶的弹性将会渐渐地消失，这也会使得机械老化。橡胶的密封圈如果老化，会导致密封件失效，失去密封的性能，进而产生漏油现象。

2.2.4 橡胶密封件的初始压缩量不大。橡胶密封件是根据安装的时候密封件发生一定的变形，进而使密封件和密封面之间可以贴合，最终达到堵住泄露的目的。在一开始压缩量还不大的时候，最容易发生泄漏。设计时，如果密封面的截面选择较小，安装槽的截面较大，或者安装的时候，表盖没有拧到合适位置，都会使密封件的初始压缩量过小。在实际的操作中，在拧密度继电器的表盖时，都是凭感觉操作，所以很难找好合适的位置，就会造成初始压缩量较小。橡胶的冷收缩系数和金属相比，大出十多倍，在低温下，橡胶密封截面产生收缩，材质也随之变硬，同样会造成压缩量较小。

2.2.5 较大的压缩率，为了保障密封件的密封性能，就要给橡胶密封圈一个压缩率，可是这不能盲目增加，因为过大的压缩率，不但能够使橡胶密封圈在在安装的时候永久变形，还会使橡胶密封圈产生较大的等效应力，最终造成橡胶密封圈材料失效，降低寿命，进而产生漏油现象。而且凭感觉拧继电器的表盖，找不到合适位置，也是压缩率过大的一个主要原因。

3 ZDM型无油抗震密度继电器

3.1 ZDM型无油抗震密度继电器的抗震及工作原理

无油抗震密度继电器（见图二）ZDM型的抗震原理是在于接头盒表殼上添加了避震垫，通过避震垫缓冲开关分合闸时候的震动，这样一来，就可以提高密度继电器的抗震功能。开关分合闸产生的冲击和震动，通过连接处直接传给接头，接头再传给避震垫，最终通过避震垫起到缓冲作用，最后传给密度继电器的表壳。由于避震垫起到了缓冲的作用，所以传到密度继电器表壳的震动和冲击能量已经减少了很多，因此，抗震效果良好。

另外，ZDM型无油抗震密度继电器的工作原理就是弹性元件弹簧管，通过温度补偿片，进而修正了压力和温度的变化，也反映了SF6气体密度的变化，它的输出节点采用的是微动的开关方法。这种结构的微动开关信号的控制，是有温度补偿片和弹簧管进行，再加上避震垫的缓冲，这样一来就可以避免震动，也不会输出误动的信号，可以保障系统顺利有效的工作。同时也大大提高了指针密度继电器的抗震性能，是一种具有良好性能的密度继电器。

3.2 ZDM型无油抗震密度继电器的特征

3.2.1 有着不锈钢全封闭式的外表，也有良好的防水防腐性能，并且外观美丽；

3.2.2 可以显示和控制精度： 1.0级（20℃），2.5级（-30℃～60℃）；

3.2.3工作环境温度：-30℃～+60℃，工作环境湿度：≤95%RH；

3.2.4 抗震性能：20m/s2，抗冲击性能：50g，11ms，密封性能：≤10-8mbar•；1/s；

3.2.5 触点容量：AC/DC250V，1000VA/500W；

3.2.6 外壳的防护等级已经达到了IP65；

3.2.7 无油设计，耐震动和冲击，并且长久不渗油；

3.2.8 感温元件的性能相对稳定，一致性非常好。

由以上特点可以得出ZDM型无油抗震密度继电器能够彻底解决密度继电器的漏油现象。其主要是利用自身独特的结构设计和避震垫的形式，来达到避震的效果，并没有采用添加防震油的方法来实现抗震的目的，所以就从根本上消除了密度继电器运行时，产生的漏油情况。

4 结语

密度继电器产生漏油的原因主要是因为制造、运行和维护等方面，当设备密度降低的时候，不但会让气体绝缘耐压强度降低，还会使断路器的开断容量下降。所以，我们只有对出现漏油的密度继电器及时更换，并且在工作中要尽量使用ZDM型无有抗震密度继电器或者和它类似的设备，才可以保证工作顺利进行，不会产生安全隐患。

参考文献：

[1]田宏亮.SF6密度继电器现场校验的必要性[J].宁夏电力，2010（05）.

[2]李志刚，蔡巍，邓春，李帆.SF6气体密度继电器在极端温度下的性能校验[J].中国电力，2012（10）.