Tak zwana gęstość odnosi się do masy danej substancji w określonych warunkach na jednostkę objętości. Gaz SF6 w wyłączniku SF6 jest zamknięty w nieruchomym pojemniku. Pod ciśnieniem znamionowym w temperaturze 20°C ma on określoną wartość gęstości. W zakresie wszystkich dopuszczalnych warunków pracy wyłącznika, mimo że ciśnienie gazu SF6 zmienia się wraz z temperaturą, wartość gęstości gazu SF6 pozostaje stała. Wynika to z faktu, że izolacyjność i skuteczność gaszenia łuku elektrycznego wyłącznika SF6 w dużej mierze zależą od czystości i gęstości gazu SF6. Dlatego wykrywanie czystości gazu SF6 i monitorowanie jego gęstości są szczególnie ważne.

Symbol gęstości jest oznaczony literą ρ, a jego jednostką jest kg/m³ lub g/l. Zgodnie z definicją gęstości, wskazana wartość w tabeli gęstości gazu SF6 powinna być jednostką gęstości. Jednakże wskazane wartości w tabelach gęstości obecnie tworzonych i używanych w kraju i za granicą są zapożyczone z jednostki ciśnienia: MPa.

Zgodnie z równaniem stanu gazu doskonałego pv=nRT, można zauważyć, że ciśnienie p jest liniowo zależne od temperatury, co pokazano na poniższym wykresie. Wraz ze zmianą temperatury gazu w urządzeniach SF6, wartości wskazywane przez manometr również ulegają zmianie i nie odzwierciedlają dokładnie stanu urządzenia.

Jeżeli do pomiaru ciśnienia użyjemy zwykłego manometru, monitorować wycieki gazu SF6, nie dałoby się odróżnić, czy przyczyną był rzeczywisty wyciek, czy zmiana temperatury otoczenia powodująca zmianę ciśnienia gazu SF6. Aby osiągnąć cel częstego monitorowania gęstości, normy krajowe stanowią, że wyłączniki SF6 powinny być wyposażone w manometry lub Mierniki gęstości gazu SF6 I przekaźniki gęstościManometry lub mierniki gęstości gazu SF6 pełnią funkcję monitorującą, a przekaźniki gęstości – funkcję kontrolną i zabezpieczającą. Kalibrator przekaźnika SF6 to urządzenie przeznaczone specjalnie do testowania wszystkich typów przekaźników SF6. Jego główną funkcją jest pomiar wartości ciśnienia zadziałania styków przekaźnika SF6 oraz automatyczne konwertowanie wartości ciśnienia gazu SF6 i temperatury zablokowanych przez kalibrator przekaźnika SF6 w momencie zadziałania styku na standardowe wartości ciśnienia odpowiadające temperaturze 20°C.

Zasada działania przekaźnika SF6

Przekaźnik SF6 (tablica) składa się głównie z metalowych, zakrzywionych rurek sprężynowych, mechanizmów przekładniowych i wskaźników, podwójnych metalowych taśm itp. Zgodnie z zasadą konstrukcji manometru sprężynowego, do kompensacji temperatury dodano podwójną taśmę metalową, która rozszerza się i kurczy w zależności od zmian temperatury otoczenia. Powoduje to, że rurka sprężynowa i podwójna taśma metalowa rozszerzają się i kurczą w równych, przeciwnych kierunkach wraz ze zmianami temperatury, dzięki czemu odczyt gęstości (ciśnienia) nie zmienia się wraz ze zmianami temperatury otoczenia.

Zasada kompensacji temperatury w strukturze przekaźnika SF6 jest następująca:

Przekaźnik SF6

Przekaźnik SF6 to w rzeczywistości przekaźnik ciśnieniowy z kompensacją temperatury, który wykorzystuje odpowiednią wartość ciśnienia w temperaturze 20°C do przedstawienia wartości gęstości. Wraz ze zmianą temperatury, elastyczna rurka Bourdona i metalowa opaska zmieniają się jednocześnie, dzięki czemu wskaźnik pozostaje niezmieniony.

Przy stałej objętości każda zmiana ciśnienia spowodowana wyłącznie zmianą temperatury może zostać skompensowana przez odpowiednie zmiany w rurce Bourdona i pasku metalowym, dzięki czemu nie spowoduje to odchylenia wskazówki, co gwarantuje dokładność wskaźnika ciśnienia.

Reakcja elementu ciśnieniowego na każdą zmianę ciśnienia spowodowaną zmianami temperatury zostanie przetworzona na działanie wskaźnika przekaźnika gęstości gazu i odzwierciedlona na tarczy. Przekaźnik może wykryć wartości ciśnienia przekraczające minimalne lub maksymalne ciśnienie dopuszczalne w systemie. Poniższy rysunek przedstawia sytuację wycieku.

Przepisy mające zastosowanie w konserwacji urządzeń elektrycznych SF6

Wymagania ogólne dla urządzeń elektrycznych z sześciofluorkiem siarki

Zgodnie z DL/T728-2013 „Wytycznymi technicznymi dotyczącymi zamawiania rozdzielnic w obudowie metalowej z izolacją gazową” oraz „Przepisami dotyczącymi eksploatacji wyłączników wysokiego napięcia” wydanymi przez pierwotne Ministerstwo Energii i innymi normami, ogólne wymagania dotyczące urządzeń elektrycznych z sześciofluorkiem siarki (dotyczące głównie wyłączników SF6 i GIS) są następujące:

W celu monitorowania zmian ciśnienia gazu SF6 należy zainstalować przekaźniki gęstości lub mierniki gęstości gazu.

Urządzeniami do pomiaru gęstości mogą być gęstościomierze lub przekaźniki gęstości. W przypadku wyboru przekaźnika gęstości należy również zainstalować miernik gęstości gazu.

Codziennie sprawdzaj i zapisuj ciśnienie i temperaturę gazu SF6.

Nowa wersja osiemnastu środków zapobiegawczych Państwowej Sieci Elektroenergetycznej dotyczących wymagań dotyczących konstrukcji przekaźnika SF6: Przekaźnik gęstości powinien zostać zainstalowany w miejscu, w którym temperatura robocza będzie taka sama jak temperatura monitorowanej komory gazowej.

Jeżeli temperatura otoczenia jest inna, może to powodować niespójność temperaturową w kompensacji rurki Bourdona i pręta metalowego, co prowadzi do niedokładności liczbowych.