La cosiddetta densità si riferisce alla massa di una sostanza specifica in determinate condizioni per unità di volume. Il gas SF6 nell'interruttore automatico a SF6 è sigillato in un contenitore fisso. Alla pressione nominale di 20°C, ha un determinato valore di densità. Nell'ambito di tutte le condizioni operative consentite dell'interruttore automatico, sebbene la pressione del gas SF6 vari con la temperatura, il valore della densità del gas SF6 rimane costante. Questo perché le prestazioni di isolamento e di estinzione dell'arco dell'interruttore automatico a SF6 dipendono in larga misura dalla purezza e dalla densità del gas SF6. Pertanto, il controllo della purezza del gas SF6 e il monitoraggio della sua densità sono di particolare importanza.

Il simbolo della densità è indicato con ρ, e la sua unità di misura è kg/m³ o g/L. Secondo la definizione di densità, il valore indicato nella tabella della densità del gas SF6 dovrebbe essere espresso in unità di densità. Tuttavia, i valori indicati nelle tabelle di densità attualmente prodotte e utilizzate a livello nazionale e internazionale sono derivati ​​dall'unità di pressione: MPa.

Secondo l'equazione di stato dei gas ideali pv=nRT, si può osservare che la pressione p è linearmente correlata alla temperatura, come mostrato nel diagramma sottostante. Quando la temperatura del gas nell'apparecchiatura SF6 cambia, anche i valori indicati dal manometro cambiano e non possono riflettere accuratamente lo stato dell'apparecchiatura.

Se si utilizza un manometro ordinario per monitorare le perdite di gas SF6, sarebbe indistinguibile se fosse dovuto a una perdita reale o a un cambiamento della temperatura ambientale che provoca una variazione della pressione del gas SF6. Per raggiungere lo scopo di monitorare frequentemente la densità, le norme nazionali stabiliscono che gli interruttori automatici SF6 debbano essere dotati di manometri o Misuratori di densità del gas SF6 E relè di densitàI manometri o i densimetri per gas SF6 svolgono una funzione di monitoraggio, mentre i relè di densità svolgono una funzione di controllo e protezione. Il calibratore per relè SF6 è un dispositivo utilizzato specificamente per testare tutti i tipi di relè SF6. La sua funzione principale è quella di misurare i valori di pressione di intervento dei contatti del relè SF6 e convertire automaticamente i valori di pressione e temperatura del gas SF6, rilevati dal calibratore al momento dell'intervento del contatto, in valori di pressione standard corrispondenti a 20°C.

Principio di struttura del relè SF6

Il relè (tabella) SF6 è composto principalmente da tubi curvi in ​​metallo a molla, meccanismi a ingranaggi e indicatori, doppie fasce metalliche, ecc. Basandosi sul principio della struttura del manometro a tubo a molla, è stata aggiunta una doppia fascia metallica che si espande e si contrae in base alle variazioni di temperatura ambiente, come dispositivo di compensazione termica. Ciò fa sì che il tubo a molla e la doppia fascia metallica si espandano e si contraggano con incrementi uguali e opposti in funzione delle variazioni di temperatura, in modo che la lettura della densità (pressione) non cambi al variare della temperatura ambiente.

Il principio di compensazione della temperatura della struttura del relè SF6 è il seguente:

Relè SF6

Il relè SF6 è in realtà un relè di pressione con compensazione della temperatura, che utilizza il valore di pressione corrispondente a 20℃ per rappresentare il suo valore di densità. Quando la temperatura cambia, il tubo di Bourdon elastico e la fascia metallica cambiano simultaneamente, pertanto l'indicatore rimane invariato.

A volume costante, qualsiasi variazione di pressione causata unicamente da variazioni di temperatura può essere compensata da corrispondenti variazioni nel tubo di Bourdon e nella striscia metallica, in modo da non provocare la deflessione dell'ago e garantire così la precisione dell'indicatore di pressione.

La risposta del componente di pressione a qualsiasi variazione di pressione causata da fattori diversi dalle variazioni di temperatura verrà trasformata nell'azione dell'indicatore del relè di densità del gas e riflessa sul quadrante, consentendo di rilevare valori di pressione che superano la pressione minima o massima consentita dal sistema. L'immagine sottostante mostra una situazione di perdita.

Normative pertinenti in materia di manutenzione delle apparecchiature elettriche SF6

Requisiti generali per le apparecchiature elettriche a esafluoruro di zolfo

Secondo la norma DL/T728-2013 "Linee guida tecniche per l'ordinazione di apparecchiature di commutazione in contenitori metallici isolati in gas" e le "Norme di funzionamento degli interruttori ad alta tensione" emanate dal Ministero dell'Energia e altre normative, i requisiti generali per le apparecchiature elettriche a esafluoruro di zolfo (con riferimento principalmente agli interruttori automatici a SF6 e ai GIS) sono:

Per monitorare le variazioni di pressione del gas SF6, è necessario installare relè di densità o manometri per il gas.

I dispositivi di monitoraggio della densità possono essere densimetri o relè di densità. Se si opta per un relè di densità, è necessario installare anche un densimetro per il gas.

Verificare e registrare quotidianamente la pressione e la temperatura del gas SF6.

La nuova versione delle diciotto misure restrittive della Rete di Stato in merito ai requisiti per la struttura del relè SF6: il relè di densità deve essere installato in un luogo in cui la temperatura dell'ambiente operativo sia la stessa della camera del gas monitorata.

Se la temperatura dell'ambiente operativo è diversa, ciò può causare un'incoerenza termica nella compensazione del tubo di Bourdon e della barra metallica, con conseguenti imprecisioni numeriche.