两台继电器校验结果同向偏低超过0.02MPa时,应先查校验仪的温度补偿,而不是先怀疑继电器本体。初冬的南方某GIS站,年度SF6密度继电器校验正在进行。校验人员蹲在组合电器旁,校验仪的显示屏上数字在缓慢变化——缓慢降压到报警值,应该动作的节点迟迟没动静。等它终于动作时,压力表上显示的压力比整定值低了0.023MPa。再升上去测闭锁值,同样偏低,偏差有0.031MPa。校验人员皱了皱眉,这不太对。这个站的密度继电器才换了两年,理论上不该偏这么多。他决定先不着急下结论,把同一间隔的另一台继电器也测一下看看。

SF6密度继电器现场校验作业
SF6密度继电器现场校验作业

两台继电器都偏,偏的还一样多?

第二台测出来,报警值偏低0.021MPa,闭锁值偏低0.028MPa。两台不同厂家、不同批次的密度继电器,几乎一模一样的偏差量,这不正常。正常动作偏差应该在±0.01MPa以内,两台同时偏这么多,而且方向幅度都差不多,问题出在校验仪上的可能性更大。

SF6密度继电器的核心是密度检测,不是单纯压力检测。SF6气体压力随温度变化,不做温度补偿夏天高冬天低,继电器会误动或拒动。所以继电器内部装有温度补偿元件——双金属片或波纹管,抵消温度带来的压力波动,让动作值对应20℃等效压力。校验仪也要折算到20℃等效压力才能跟整定值对比,它自己的温度补偿出了问题,结果就会系统性偏差。

先排查外部因素?

在怀疑仪器之前,校验人员先排查了外部因素。

连接管路:用检漏仪沿软管接头扫了一圈,没发现漏点。环境温度:现场16℃,校验仪显示15.8℃,差0.2度在合理范围内,不至于造成0.02MPa以上偏差。压力传感器精度:拿数字标准压力表串回路对比——同压下校验仪读数和标准表几乎完全一致,差不到0.001MPa。

压力没问题、温度读数也差不多,那偏差从哪来?问题可能出在校验仪的温度补偿计算上——压力值测对了,但往20℃折算时,补偿公式或补偿元件出了差错,这种情况需要做SF6密度继电器校验仪维修校准。

SF6密度继电器温度补偿原理示意图
SF6密度继电器温度补偿原理示意图

温度补偿元件为什么会老化?

把校验仪带回实验室拆开,找到了温度补偿模块。模块里有精密测温铂电阻和补偿电路,用来实时测量气体温度并计算20℃等效压力。测铂电阻阻值,跟标称值对比偏差了将近3%。正常A级铂电阻允许偏差是±0.15%,3%的阻值偏差对应约8℃的温度误差,换算到SF6压力上就是0.02~0.03MPa的偏差。

铂电阻本身挺稳定,正常用十来年漂移也不会这么大。这台校验仪用了六年,为什么偏得厉害?仔细一看,测温探头引线上有轻微腐蚀痕迹,探头外壳的密封胶圈有一道细小裂纹。长期户外使用,湿气和SF6分解产物慢慢渗进探头内部,腐蚀了铂电阻的引线和焊点,导致接触电阻变大,测得阻值偏大,测温值偏高。温度测高了,折算出的20℃等效压力就偏低,这就解释了为什么报警值和闭锁值都系统性偏低。

更换补偿模块,重新校准?

找到原因就好办。换了新的温度补偿模块,铂电阻重新标定,补偿系数也重新写入程序。然后用高低温箱做温度循环测试——校验仪和标准密度继电器一起放进温箱,在0℃、20℃、40℃三个温度点测试,折算到20℃后的偏差都控制在±0.008MPa以内,符合规程要求。

再拿回现场那两台"有问题"的继电器上复测,数据全部正常。报警值偏差都在0.005MPa以内,闭锁值偏差不超过0.006MPa,远小于±0.01MPa的合格限值。

校验仪温度补偿模块更换与校准
校验仪温度补偿模块更换与校准

几个值得记下来的点?

这个事处理完,校验人员记了几点经验:

第一,校验结果出现系统性偏差,先怀疑仪器,再怀疑被校表。两台以上不同设备出现同样的偏差方向和幅度,几乎可以确定是校验仪器的问题。第二,SF6密度校验不能只看压力值准不准,温度补偿是否准确同样关键。压力传感器再准,温度测偏了,最终结果一样不靠谱。第三,户外使用的校验仪,每年做一次温场校准,尤其是三年以上老仪器。光校压力不测温度补偿,等于没校全。

日常使用中,校验完用干净SF6气体把管路残余水分杂质吹干净,密封存放。发现密封胶圈老化及时更换。仪器出现温度显示异常或压力读数偏差,及时送SF6密度继电器校验仪维修全面校准,带病作业会把好的测成坏的,坏的反而漏过。

⚠️ 安全提示:本文为技术科普与选型参考,具体安装、检修须由持证专业人员按相关规程执行。

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冠电科技维修部

安全提示:电力检测设备维修涉及高压、SF6气体等危险环境,请由具备资质的专业人员操作。维修前务必断电验电并采取隔离措施;维修后须经校准/检定合格并出具报告后方可投入使用。具体安装、检修须由持证专业人员按相关规程执行,高压设备操作存在安全风险,严禁非专业人员自行拆解维修。