专利名称：六氟化硫气体密度继电器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种继电器，尤其涉及一种应用在六氟化硫(SF6)电气设备上的 SF6气体密度继电器，特别是一种低压力的SF6气体密度继电器。
背景技术：
SF6电气产品已广泛应用在电力部门，工矿企业，促进了电力行业的快速发展。保 证SFe电气产品的可靠安全运行已成为电力部门的重要任务之一。SF6电气产品的灭弧介 质和绝缘介质是SF6气体，不能发生漏气，若发生漏气，就不能保证SF6电气产品可靠安全运 行。所以监测SFe电气产品的SFe密度值是十分必要的。现在用来监测SFe密度普遍采用 一种机械的指针式密度继电器，具有当SF6电气产品发生漏气时能够现场显示密度值，且还 具有报警及闭锁功能，而这些密度继电器基本上都是测量SF6气体相对压力的。而对于有些 场合(如低压力的表，或高海拔地区)就需要密度继电器的壳体是密封的，这样其性能就不 受海拔、气候的影响，可以应用在各个场所。目前市场上虽然有这种测量SFe气体绝对压力 的全密封密度继电器，但其测量压力的传感器采用波纹管，而接点虽然采用微动开关形式， 由于波纹管的位移量小，精度也难以做好；最重要的这种密度继电器不带显示，仅有信号输 出，不能满足实际需要，加上由于采用波纹管作为压力传感元件，制造成本也高。综上所述， 需要实用新型一种SF6气体密度继电器密封可靠，温度补偿性能准确，精度高，接点接触可 靠，带有显示功能的，不受海拔或气压影响，且抗振性能好，大大提高产品质量，减低制造成 本是非常必要的。 另外目前普遍所采用一种机械的指针式SFe气体密度继电器(图1)来监测SFe密 度，即当SF6电气产品发生漏气时该继电器能够报警及闭锁，同时还能显示现场密度值。该 密度继电器一般采用单波登管3、单温度补偿元件4和游丝型磁助式电接点7，虽然增加了 磁助式吸力，对接点的可靠闭合有帮助，但也造成实际动作时的密度值与指针显示值的差 异，另外在密度高于设定值时，其动接点是随着指针2而动，由于游丝的力很小，使得磁助 式吸力也不能调得太大，一旦密度值到了设定动作值(报警或闭锁)时，信号触点(报警或 闭锁)动作了，此时指针如果在其附近，会产生振动，就可能使信号重新断开，发出误动作。 另外，触点(报警或闭锁)闭合时，其闭合力仅靠触头的游丝的微小力，即使加上磁助式力， 也还是很小，因此极其怕振。最关键的是磁助式游丝型电接点，由于其闭合力仅靠触头的游 丝的微小力，即使加上磁助式力，也还是很小，所以接触不好，受到氧化或污染，常发生接触 不良现象，造成严重后果。另外磁助式电接点的分断速度慢，其触点容量小，寿命短。在低压 力的场合，由于受到外形的限制，常常需要外壳直径是65的密度继电器，由于外壳直径小， 波登管3就要小尺寸的，加上压力值小，使加在波登管3的压力就小，波登管3就软，所能带 的力就小，这就需要磁助式电接点所施加的力也需要小，整个磁助式电接点7的作用力小， 外形小，就难以保证电气性能和寿命。 一旦出现问题，用户只有重新更换，造成经济损失，也 不能很好满足要求。 而现在所开发出的另一种接点采用微动开关的无油型SF6气体密度继电器，该SF6气体密度继电器的结构如图2、图3所示，它包括SF6气体接头29、机芯9，壳体31、刻度盘 34、指针19、波登管1、温度补偿元件32、接线座28、微动开关41、42、43、印制电路板36、定 位板33、固定板8、电线37、调节件111、112、113、连接杆7、接点操作臂12、表玻璃35、罩圈 27、基座3和SF6气体输送管30。其中，SF6气体接头29、接线座28、表玻璃35、罩圈27和基 座3分别固定在壳体31上。机芯9和固定板8分别安装在基座3上，指针19和刻度盘34 分别固定在机芯9上。波登管1的一端焊接在基座3上并与之连通，另一端通过端座6与 温度补偿元件32的一端相连接，温度补偿元件32的另一端与接点操作臂12、13相连接，接 点操作臂12、 13的一端与连接杆7的一端相连接，连接杆7的另一端与机芯9相连接。接 点操作臂12上固定有调节件111 、 112 、 113 。微动开关41 、 42 、 43分别焊接在印制电路板36 上，印制电路板36安装在固定板8上，固定板8又安装在基座3上。微动开关41固定在调 节件111的下方，微动开关42固定在调节件112的下方，微动开关43固定在调节件113的 下方。各微动开关上分别设有操作臂411、421、431。定位板33固定在机芯9上，其前端延 伸到波登管1与温度补偿元件32相连的一端的端座6的下方，它的功能是当SFe气体密 度下降到一定值时，限位波登管1向下移动，保护微动开关，进而保护接点操作轴12不被压 坏而变形，使整个系统保持可靠工作。 微动开关的接点，通过电线37，从印制电路板36连接到接线座28上，接线座28固 定在壳体31上。表玻璃35、罩圈27分别固定在壳体31上，能保护其内部机构免受机械损 伤和污物、雨水侵入。SF6气体输送管30的一端与基座3相连接，且可靠密封，SF6气体输送 管30的另一端与接头29相连接，且可靠密封。 上述SF6气体密度继电器所采用的微动开关虽然具有一定的优点，但由于只有采 用一个波登管，在低压力情况下、在壳体直径要求65毫米以下的情况下，还存在以下问题 1、由于这种SF6气体密度继电器的结构，在测量SF6气体低压力时，加上外壳直径 为65毫米以下时，由于波登管软，难以带动微动开关工作，从而不能很好保证系统可靠工 作。 2、由于这种SFe气体密度继电器在波登管软的情况下，显示值不能很好的同步，难 以保证系统可靠工作。 综上所述，当前所有的低压力、外壳直径为65毫米以下的SF6气体密度继电器的 电气性能均不够好、或接点接触不够稳定、抗振性能不好、工作寿命不长、或应用范围受海 拔高度的影响大。
发明内容本实用新型的目的在于解决现有技术存在的上述问题，提供一种信号发生器电气
性能很好、接点接触很好、工作寿命长、应用范围大的六氟化硫气体密度继电器，用于控制
和监视密封容器中SFe气体或其混合气体的密度，并针对SFe电气设备中出现的气体泄漏情
况，及时发出报警信号和闭锁信号，为保障电力安全起到作用。
本实用新型是这样实现的 —种六氟化硫气体密度继电器，包括SFe气体密度继电器的壳体、设置在该壳体内 的基座、端座和作为信号控制部分的控制波登管、温度补偿元件、若干密度继电器的信号发 生器、与信号发生器相对应的调节件，它还包括与信号控制部分相对独立的显示部分，所述显示部分固定于表壳内，并包括显示波登管、温度补偿元件、机芯、指针，波登管的一端焊接
在基座上，另一端焊接在端座上，端座与温度补偿元件的一端相连接，温度补偿元件的另一
端与机芯或通过连杆相连接，指针安装于机芯上；所述信号发生器为微动开关。 所述的六氟化硫气体密度继电器，所述信号控制部分的温度补偿元件为双金属材
料或密闭充有起温度补偿用的气体的波登管。 所述的六氟化硫气体密度继电器，所述显示部分的温度补偿元件为双金属材料或 密闭充有起温度补偿用的气体的波登管。 所述的六氟化硫气体密度继电器，所述控制波登管和显示波登管为并排设置的或 互相垂直设置。 所述的六氟化硫气体密度继电器，控制波登管和显示波登管分别焊接在一体化基 座上或分体基座上。 所述的六氟化硫气体密度继电器，所述的控制波登管的宽度为16 40mm。 所述的六氟化硫气体密度继电器，所述的机芯带有阻尼机构。 所述的六氟化硫气体密度继电器，所述的壳体是密封的。 所述的六氟化硫气体密度继电器，信号发生器连接有导线，该导线在壳体引出处 与壳体是密封的。 所述的六氟化硫气体密度继电器，它还包括一用于对微动开关进行加强的加强机 构，即对微动开关外壳进行加强的加强机构，加强机构固定在壳体内，包括至少一块固定在 选定的微动开关外壳侧面的加强件。 本实用新型六氟化硫气体密度继电器由于采用了以上技术方案，使其与现有技术 相比，具有以下明显的优点和特点 在本实用新型的上述技术方案中，将该密度继电器中控制部分和显示部分在结构 上进行独立设计，在控制部分包括控制波登管、温度补偿元件、信号发生器(采用微动开 关)，显示部分也包括了显示波登管、温度补偿元件。两只波登管均焊接在基座上，两个温度 补偿元件分别和相应的波登管相连接。因此使得显示部分与控制部分工作起来相互不受影 响，控制部分的微动开关、接点操作臂可以因需要保护而将其对应的波登管限制在某个范 围内，同时显示精度和显示范围不会受到限制，此外控制部分的微动开关选择不受到限制， 能进一步提高继电器的抗振性能；另外，显示部分的指针的振动与控制部分的微动开关无 关，对温度补偿片的选择不必要兼顾显示部分和控制部分的差异，更为方便，使补偿性能更 加准确。此外非常重要的控制部分的信号接点可以选择微动开关，能进一步提高继电器的 抗振性能、电气性能和寿命；另外，最重要的由于采用双波登管，其中控制波登管仅控制信 号发生器(即微动开关)，这样就能使微动开关可靠工作，就能够使信号发生器选择微动开 关，这样大大提高了该继电器的电气性能和使用寿命。采用微动开关作为接点信号输出，不 会发生接点接触不良现象，保证系统可靠工作；这样一来就大大的提高了这种SFe气体密度 继电器的接点性能和精度性能及应用范围，是一种名副其实的性能卓越SFe气体密度继电 器，可以很好地应用在SF6电气设备上。 另外说明，本实用新型所述的一种SF6气体密度继电器包括SF6气体密度继电器和 SFe混合气体密度继电器。
图1为现有技术指针式SF6气体密度继电器的一种结构示意图； 图2为现有技术指针式SF6气体密度继电器的另一种结构示意图； 图3为图2所示结构的局部侧视图； 图4为本实用新型的SF6气体密度继电器的内部结构示意图； 图5为本实用新型的SF6气体密度继电器的内部结构的透视图； 图6本实用新型的SF6气体密度继电器的结构示意图； 图7本实用新型的SF6气体密度继电器的控制波登管和显示波登管为垂直设置； 图8为本实用新型的SF6气体密度继电器的另一种结构示意图。
具体实施方式为了能更好地对本实用新型的技术方案进行理解，下面通过具体地实施例并结合 附图对本实用新型进行详细地说明 本实施例以带有二个微动开关的继电器为例，其调节件固定在接点操作臂上，接 点操作臂又固定在端座上，调节件控制微动开关，输出信号。 请参见图4和图5并结合图6，本实用新型的SF6气体密度继电器主要由接头、基 座1、机芯2、温度补偿元件3、温度补偿元件4、控制波登管5、显示波登管6、微动开关7 (2 个)、二个调节件9和11、接点操作臂10、壳体14、指针15、表玻璃16、密封圈17、刻度盘18、 电缆线19、罩圈20、垫圈21、端座，其中，为了提高抗振性能，我们可以加宽波登管的宽度， 如可以把控制波登管5的宽度设计为20 40mm ; 接头固定在壳体14上；其中信号控制部分的控制波登管5的一端焊接在基座1上 并与之连通，另一端焊接在端座上；端座与温度补偿元件4(本案例采用双金属材料)的一 端相连接，温度补偿元件4的另一端与接点操作臂10相连接，接点操作臂10上固定有调节 件9和ll，与各调节件相应成对设置的微动开关7，微动开关7固定在壳体内，本案例固定 在基座1上。二个微动开关7对应设置在各调节件9、 11的一侧，其报警或闭锁接点信号通 过电缆线19输出，而电缆线19在壳体引出处，与壳体是密封的；而基座1固定在壳体14上。 而其中显示部分的显示波登管6的一端焊接在基座1上并与之连通，另一端焊接在端座上； 端座与温度补偿元件3(本案例也采用双金属材料)的一端相连接，温度补偿元件3的另一 端与机芯2相连接，而机芯2固定在基座1上；表盘固定在机芯2上面，指针15固定在机芯 2上。罩圈20、表玻璃16、两个密封圈17、垫圈21分别固定在壳体14上，确保整个壳体是 密封的，同时能保护其内部机构免受机械损伤和污物、雨水侵入。 本实用新型利用温度补偿元件3、温度补偿元件4，对变化的压力和温度进行修 正，能够反应SF6气体密度的变化。 所述的控制部分中的控制波登管5与显示部分中的显示波登管6为并排设置(本 案例)。实际上为了提高抗振性能，控制部分中的控制波登管5可以与显示部分中的显示波 登管6为垂直设置(如图7所示)。 显示部分中的显示波登管6是一弹性元件，利用温度补偿元件3对变化的压力和 温度进行修正，反应SF6气体密度的变化。即在被测介质SF6气体的压力作用下，由于有了 温度补偿元件3的作用，其密度值的变化，压力值也相应的变化，迫使显示波登管6之未端产生相应的弹性变形并发生位移，借助于温度补偿元件3，传递给机芯2，机芯2又传递给指 针15，逐将被测的SF6气体密度值在度盘上指示出来。这样密度继电器就能把SF6密度值 显示出来了。 同样，控制部分中的控制波登管5也是弹性元件，利用温度补偿元件4对变化的压 力和温度进行修正，反应SF6气体密度的变化。即在被测介质SF6气体的压力作用下，由于 有了温度补偿元件4的作用，其密度值的变化，压力值也相应的变化，迫使控制波登管5之 未端产生相应的弹性变形并发生位移，如果漏气了，其密度值下降到一定程度(达到报警 或闭锁值)，控制波登管5产生相应的向下位移，通过温度补偿元件4，使接点操作臂10向 下位移，接点操作臂10上的二个调节件9和11就推动所对应的二个微动开关7接点接通， 发出相应的信号(报警或闭锁)，达到监视和控制电气开头等设备中的SFe气体密度，使电 气设备安全工作。如果其密度值升高了，压力值也相应的升高，升高到一定程度，控制波登 管5也产生相应的向上位移，通过温度补偿元件4，使接点操作臂10向上位移，接点操作臂 10上的二个调节件9和11就向上位移，调节件9和11就不会碰到微动开关7，其接点就断 开，信号(报警或闭锁)就解除，这样就完成密度继电器的功能。 由于这种密度继电器的信号发生器采用微动开关7形式，况且微动开关7接点的 控制全部由接点操作臂10来控制的，所以接点电气性能好，寿命长。 另外，密度值下降时，控制波登管5就下移，直至信号(报警或闭锁)接点动作，即 微动开关7接点接通。密度值越下降，微动开关就接通越牢靠。 在本实用新型的密度继电器中，控制部分和显示部分是相对独立的，它具有以下 优点1)可以做到实际动作值与指针显示值完全一样，而传统的指针式密度继电器，由于 存在开关阻力和磁助式力，其实际动作值与指针显示值总是存在一定的偏差，给使用者带 来不便。2)显示值范围可以做到-O. 1Mpa开始，更加方便。3)由于显示部分与控制部分 是分开来的，控制部分中微动开关动作时的阻力就不会影响显示值，这样就可以选择动作 力大的微动开关，进而大大提高密度继电器的抗振性能。4)同样由于显示与控制是分开来 的，指针的振动对控制部分的微动开关是一点不影响的，这又大大提高密度继电器的抗振 性能。5)可以根据显示值的密度和接点动作值的密度来选择补偿元件，这样可以提高密度 继电器的补偿精度。6)由于显示部分与控制部是分开的，我们就可以把两只波登管控制在 合适的位置，进而大大提高密度继电器的抗振性能和可靠性。7)最为重要的是，由于采用控 制波登管和显示波登管独立设计，就能实现信号发生器选择微动开关，这样大大提高了该 继电器的电气性能和使用寿命。就能够设计出性能卓越的产品来。 在另一实施方案中，如图8所示，密度继电器的信号控制部分的温度补偿元件采 用密闭充有起温度补偿用的气体的波登管4。本案例的作用原理是基于弹性元件温度补偿 元件(补偿波登管)4，利用温度补偿元件4(补偿波登管)内充有补偿用的标准气体对变 化的压力和温度进行修正，反应SFe气体密度的变化。即在同样的环境温度下，S&电气设 备内的温度升高或降低，则温度补偿元件4内的标准压力的(SF6)气体也同样升高或降低， 就克服了温度的影响。即在被测介质SFe气体的压力作用下，其密度值的变化，压力值也相 应的变化，迫使控制波登管5之末端产生相应的弹性变形-位移，如果电气设备漏气了 ，控 制波登管5的气体密度值下降，控制波登管5产生相应的向下位移，使端座也相应位移，其 密度值下降到低于腔体内标准的SFe气体密度值的一定程度(达到报警或闭锁值)，接点操作臂上的调节件就推动相应的微动开关7，相应的微动开关7接点就接通，发出相应的信号 (报警或闭锁)，达到监视和控制电气开关等设备中的SF6气体密度，使电气设备安全工作。 如果其密度值升高了，压力值也相应的升高，升高到一定程度，控制波登管5也产生相应的 向上位移，使端座相应位移，端座上的调节件就相应位移，其密度值升高到高于腔体内标准 的SF6气体密度值的一定程度(达到报警或闭锁值)，就远离相应的微动开关7，其接点就 断开，信号(报警或闭锁)就解除。由于在同样的环境温度下，如果SFe气体密度值高，则其 压力值也大；如果SF6气体密度值低，则其压力值也小。这样一来就克服了温度对密度测量 的影响。当SF6电气设备的SF6气体密度值高于腔体内标准的SF6气体密度值的一定程度 时，则SF6电气设备的SF6气体压力值就比腔体内标准的SFe气体压力值大，即大于设定点 时其接点就断开，信号(报警或闭锁)就解除；而当SF6电气设备的SF6气体密度值低于腔 体内标准的SFe气体密度值的一定程度时，则SF6电气设备的SFe气体压力值就比腔体内标 准的SFe气体压力值小，即小于设定点时其接点就接通，就发出相应的信号(报警或闭锁)。 而显示部分仍然采用显示波登管3，补偿元件采用双金属材料17来实现温度补偿。 同样由于本实用新型的信号发生器采用微动开关形式，且微动开关接点的控制全 部由调节件来控制，而调节件的控制是由接点操作臂和控制波登管来执行的，密度值下降 了，控制波登管就相应移动，直至信号(报警或闭锁)接点动作，即微动开关接点接通。密 度值越下降，微动开关就接通越牢靠，波登管以较大的力作用在微动开关上，微动开关处于 很好的压力下和良好的接通中，不怕振动。同时由于波登管的位移比波纹管要大，就容易把 精度做准，容易加工，容易调试，可降低成本。同时由于接点采用微动开关形式，增大接点容 量，提高接触可靠性。 密度继电器的温度补偿元件4 (采用波登管，案例无图)通过连接管与设在壳体外 的感温包气路连通。使用时，感温包与被测气源处于同一环境中。这样一来就使密度继电 器能够准确反映所测量或监控的SF6设备的气体的温度，能够真实反应所监控的SF6设备的 密度。大大的提高了这种SFe气体密度继电器的应用范围，是一种名副其实的性能卓越SFe 气体密度继电器，可以很好地应用在SFe电气设备上。 综上所述，本实用新型由于采用了波登管作为压力传感器，采用了控制和显示独 立设计的原理，这样一来就可以在低压力、外壳直径要求小于65毫米以下的场合，其信号 发生器可以采用微动开关。经过这样处理，我们就可以实现，特别是在低压力(额定压力 为0. IMpa以下)、而外壳直径要求小于66毫米以下的密度继电器，就具有非常好的性能， 达到A)电气性能非常好；B)使用寿命长，可以达到30年或更长；C)温度补偿性能更准确； D)精度更高；E)接点更可靠；F)抗振性能更好；G)密封更可靠；H)制造成本更低。这样一 来就大大的提高了这种密度继电器的性能和性价比，特别是低压力(额定压力为O. 1Mpa以 下)、而外壳直径又要求小于66毫米以下的密度继电器。 本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新 型的，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上所 述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求书范围内。如微动开关也可以固定 在调节杆的上方或下方。
权利要求一种六氟化硫气体密度继电器，包括SF6气体密度继电器的壳体、设置在该壳体内的基座、端座和作为信号控制部分的控制波登管、温度补偿元件、若干密度继电器的信号发生器、与信号发生器相对应的调节件，其特征在于它还包括与信号控制部分相对独立的显示部分，所述显示部分固定于表壳内，并包括显示波登管、温度补偿元件、机芯、指针，波登管的一端焊接在基座上，另一端焊接在端座上，端座与温度补偿元件的一端相连接，温度补偿元件的另一端与机芯或通过连杆相连接，指针安装于机芯上；所述信号发生器为微动开关。
2. 如权利要求1所述的六氟化硫气体密度继电器，其特征在于所述信号控制部分的 温度补偿元件为双金属材料或密闭充有起温度补偿用的气体的波登管。
3. 如权利要求1所述的六氟化硫气体密度继电器，其特征在于所述显示部分的温度 补偿元件为双金属材料或密闭充有起温度补偿用的气体的波登管。
4. 如权利要求1所述的六氟化硫气体密度继电器，其特征在于所述控制波登管和显 示波登管为并排设置的或互相垂直设置。
5. 如权利要求1所述的六氟化硫气体密度继电器，其特征在于控制波登管和显示波 登管分别焊接在一体化基座上或分体基座上。
6. 如权利要求1所述的六氟化硫气体密度继电器，其特征在于所述的控制波登管的宽度为16 40mm。
7. 如权利要求1所述的六氟化硫气体密度继电器，其特征在于所述的机芯带有阻尼 机构。
8. 如权利要求l所述的六氟化硫气体密度继电器，其特征在于所述的壳体是密封的。
9. 如权利要求1所述的六氟化硫气体密度继电器，其特征在于信号发生器连接有导线，该导线在壳体引出处与壳体是密封的。
10. 如权利要求l所述的六氟化硫气体密度继电器，其特征在于它还包括一用于对微 动开关进行加强的加强机构，即对微动开关外壳进行加强的加强机构，加强机构固定在壳 体内，包括至少一块固定在选定的微动开关外壳侧面的加强件。
专利摘要本实用新型涉及一种低压力的SF6气体密度继电器。一种SF6气体密度继电器，该密度继电器在结构上中，将控制部分和显示部分进行了分开设计，在控制部分包括波登管、温度补偿元件、接点操作臂，显示部分也包括了波登管、温度补偿元件，两只波登管均焊接在基座上，另一端与端座相连接，端座与温度补偿元件的一端相连接，温度补偿元件的另一端与接点操作臂或机芯相连接。因此使得显示部分与控制部分工作起来相互不受影响，而其显示精度和显示范围不会受到限制，大大提高该继电器的电气性能和使用寿命。
文档编号H01H35/36GK201478199SQ20092020921
公开日2010年5月19日 申请日期2009年9月4日 优先权日2009年9月4日
发明者叶小伟, 夏铁新, 杨小国, 赵德凡 申请人:上海乐研电气科技有限公司