چگالی به جرم یک ماده خاص تحت شرایط خاص در واحد حجم اشاره دارد. گاز SF6 در کلید قدرت SF6 در یک ظرف ثابت آب‌بندی شده است. تحت فشار نامی در دمای 20 درجه سانتیگراد، مقدار چگالی خاصی دارد. در محدوده تمام شرایط مجاز عملکرد کلید قدرت، اگرچه فشار گاز SF6 با دما تغییر می‌کند، مقدار چگالی گاز SF6 ثابت می‌ماند. دلیل این امر این است که عملکرد عایق‌بندی و خاموش‌کنندگی قوس کلید قدرت SF6 تا حد زیادی به خلوص و چگالی گاز SF6 بستگی دارد. بنابراین، تشخیص خلوص گاز SF6 و نظارت بر چگالی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.

نماد چگالی با ρ نشان داده می‌شود و نماد واحد آن kg/m3 یا g/L است. طبق تعریف چگالی، مقدار نشان داده شده در جدول چگالی گاز SF6 باید واحد چگالی باشد. با این حال، مقادیر نشان داده شده برای جداول چگالی که در حال حاضر در داخل و خارج از کشور تولید و استفاده می‌شوند، از واحد فشار: MPa گرفته شده‌اند.

طبق معادله حالت گاز ایده‌آل pv=nRT، می‌توان دریافت که فشار p یک رابطه خطی با دما دارد که در نمودار زیر نشان داده شده است. هنگامی که دمای گاز در تجهیزات SF6 تغییر می‌کند، مقادیر نشان داده شده توسط فشارسنج نیز تغییر می‌کنند و نمی‌توانند وضعیت تجهیزات را به طور دقیق نشان دهند.

اگر از یک فشارسنج معمولی استفاده شود نشت گاز SF6 را کنترل کنید، تشخیص اینکه آیا این به دلیل نشت واقعی بوده یا تغییر در دمای محیط که باعث تغییر در فشار گاز SF6 شده است، غیرممکن خواهد بود. برای دستیابی به هدف نظارت مکرر بر چگالی، استانداردهای ملی تصریح می‌کنند که قطع‌کننده‌های مدار SF6 باید به فشارسنج یا گیج مجهز باشند. دستگاه اندازه‌گیری چگالی گاز SF6 و رله‌های چگالیفشارسنج‌ها یا گیج‌های چگالی گاز SF6 عملکرد نظارتی و رله‌های چگالی عملکرد کنترل و حفاظت را انجام می‌دهند. کالیبراتور رله SF6 دستگاهی است که به طور خاص برای آزمایش انواع رله‌های SF6 استفاده می‌شود. عملکرد اصلی آن اندازه‌گیری مقادیر فشار عملکرد کنتاکت‌های رله SF6 و تبدیل خودکار مقادیر فشار گاز SF6 و مقادیر دمای قفل شده توسط کالیبراتور رله SF6 در لحظه عملکرد کنتاکت به مقادیر فشار استاندارد مربوط به 20 درجه سانتیگراد است.

اصل ساختار رله SF6

رله SF6 (جدول) عمدتاً از لوله‌های منحنی فلزی فنری، مکانیزم‌ها و عقربه‌های چرخ‌دنده، نوارهای فلزی دوتایی و غیره تشکیل شده است. بر اساس اصل ساختار فشارسنج لوله فنری، یک نوار فلزی دوتایی که با توجه به تغییرات دمای محیط منبسط و منقبض می‌شود، به عنوان وسیله جبران دما اضافه شده است. این باعث می‌شود که لوله فنری و نوار فلزی دوتایی با افزایش‌های مساوی و مخالف همراه با تغییرات دما منبسط و منقبض شوند، بنابراین مقدار چگالی (فشار) با تغییرات دمای محیط تغییر نمی‌کند.

اصل جبران دما در ساختار رله SF6 به شرح زیر است:

رله SF6

رله SF6 در واقع یک رله فشار با جبران دما است که از مقدار فشار مربوطه در دمای 20 درجه سانتیگراد برای نشان دادن مقدار چگالی خود استفاده می‌کند. هنگامی که دما تغییر می‌کند، لوله بوردون الاستیک و نوار فلزی به طور همزمان تغییر می‌کنند، بنابراین صفحه نمایش عقربه بدون تغییر باقی می‌ماند.

در حجم ثابت، هرگونه تغییر فشاری که صرفاً ناشی از تغییر دما باشد، می‌تواند با تغییرات متناظر در لوله بوردون و نوار فلزی جبران شود، بنابراین باعث انحراف عقربه نمی‌شود و در نتیجه دقت نشانگر فشار را تضمین می‌کند.

پاسخ جزء فشار به هرگونه تغییر فشار ناشی از تغییرات غیردمایی به عملکرد نشانگر رله چگالی گاز تبدیل شده و روی صفحه نمایش منعکس می‌شود و می‌تواند مقادیر فشاری را که از حداقل یا حداکثر فشار مجاز سیستم فراتر رفته‌اند، تشخیص دهد. تصویر زیر یک وضعیت نشتی را نشان می‌دهد.

مقررات مربوط به نگهداری تجهیزات الکتریکی SF6

الزامات عمومی برای تجهیزات الکتریکی هگزافلورید گوگرد

طبق DL/T728-2013 «دستورالعمل‌های فنی برای سفارش تابلو برق‌های فلزی عایق‌بندی شده با گاز» و «مقررات عملکرد کلید قدرت ولتاژ بالا» که توسط وزارت انرژی اصلی و سایر استانداردها صادر شده است، الزامات عمومی برای تجهیزات الکتریکی هگزافلورید گوگرد (عمدتاً به کلیدهای قدرت SF6 و GIS اشاره دارد) عبارتند از:

رله‌های چگالی یا گیج‌های چگالی گاز باید برای نظارت بر تغییرات فشار گاز SF6 نصب شوند.

دستگاه‌های نظارت بر چگالی می‌توانند یا گیج‌های چگالی یا رله‌های چگالی باشند. اگر رله چگالی انتخاب شود، باید یک گیج چگالی گاز نیز نصب شود.

فشار و دمای گاز SF6 را روزانه بررسی و ثبت کنید.

نسخه جدید هجده اقدام پیشگیرانه شبکه برق ایالتی در مورد الزامات ساختار رله SF6: رله چگالی باید در مکانی نصب شود که در همان دمای محیط عملیاتی محفظه گاز تحت نظارت باشد.

اگر دمای محیط کار متفاوت باشد، می‌تواند باعث ناهماهنگی دما در جبران‌سازی لوله بوردون و میله فلزی شود و منجر به عدم دقت عددی گردد.