[发明专利]一种SF6

权利要求书

1.一种SF₆密度继电器校验方法，其特征在于其包括SF₆密度继电器校验装置，所述SF₆密度继电器校验装置包括进气装置、排气装置、校准装置和主机(19)；所述进气装置和排气装置并列设置且相连，进气装置和排气装置通过气体管路与校准装置连接；所述校准装置的输出端与主机的输入端连接；

排气装置与校准装置之间的管路上安装第五电磁阀(9)；

所述进气装置包括按照气体流向通过管路依次设置的第一气管接头(1)、第一旋拧阀(2)、压缩机(3)和第一电磁阀(4)；所述排气装置包括按照气体流向通过管路依次设置的第二电磁阀(5)、真空泵(6)、第二旋拧阀(7)和第二气管接头(8)；

所述校准装置包括密闭的恒温箱(10)、设置在恒温箱(10)内通过管路与第五电磁阀(9)并列连接的储气罐(11)和缓冲罐(12)，在与储气罐(11)和缓冲罐(12)连接的管路上分别安装第三电磁阀(13)和第四电磁阀(14)，缓冲罐(12)分别通过管路与压力传感器(15)和密度继电器(16)连接，在所述储气罐(11)上通过管路安装压力表(17)；

在所述恒温箱(10)内安装温度传感器(18)，所述压力传感器(15)、密度继电器(16)和温度传感器(18)的输出端分别与主机(19)的相应输入端连接；

所述SF₆密度继电器校验方法采用如下步骤：

步骤一、关闭第一电磁阀(4)，打开第二电磁阀(5)、第三电磁阀(13)、第四电磁阀(14)、第五电磁阀(9)和第二旋拧阀(7)，启动真空泵(6)，对储气罐(11)、缓冲罐(12)及气体管路进行抽真空，当真空度不大于133Pa时关闭真空泵(6)；

步骤二：关闭第二电磁阀(5)、第四电磁阀(14)，打开第一旋拧阀(2)、第一电磁阀(4)、第三电磁阀(13)和第五电磁阀(9)，启动压缩机(3)，将空气压缩至储气罐(11)中，当储气罐(11)压力为2倍待测的密度继电器(16)额定值压力时关闭压缩机(3)，同时再将第一电磁阀(4)、第一旋拧阀(2)和第五电磁阀(9)关闭；

步骤三：打开第四电磁阀(14)，将储气罐(11)的压缩空气以0.005MPa/min缓慢通入缓冲罐(12)中，缓冲罐(12)的压力达到SF₆的密度继电器(16)的校验目标值时关闭第三电磁阀(13)和第四电磁阀(14)；

步骤四：温度传感器(18)测得恒温箱(10)的温度为T₁，压力传感器(15)测得缓冲罐(12)压力为P₁，根据贝蒂-布里奇曼方程：

p＝(RTB-A)d²+RTd

A＝73.882×10^-5-5.132105×10^-7d

B＝2.50695×10^-3-2.12283×10^-6d

R＝56.9502×10^-5

得出缓冲罐(12)中气体密度d₁的值，

式中：p为压力，单位：MPa；d为密度，单位：kg/m³；T为温度，单位为K；

步骤五：将步骤四中d₁的值及参照温度293K，重新代入贝蒂-布里奇曼方程，计算温度为T₁时对应参照温度293K下的气体压力P₁₁，P₁₁的值为SF₆气体密度；

步骤六：比较P₁₁的值和待测SF₆的密度继电器(16)的值P₁₀，判断温度为T₁时待测的SF₆的密度继电器(16)是否合格；

步骤七：恒温箱(10)加热或降温至温度T₂，温度保持稳定10分钟，压力传感器(15)测得缓冲罐(12)压力为P₂，重复步骤四至步骤六，判断温度为T₂时待测SF₆的密度继电器(16)是否合格；

其它任一工作压力目标值和任一工作温度下的校验重复步骤一至步骤七。

2.一种SF₆混合气体密度继电器校验方法，其特征在于其包括SF₆混合气体密度继电器校验装置，所述SF₆混合气体密度继电器校验装置包括进气装置、排气装置、校准装置和主机(19)；所述进气装置和排气装置并列设置且相连，进气装置和排气装置通过气体管路与校准装置连接；所述校准装置的输出端与主机的输入端连接；

所述SF₆混合气体为SF₆和N₂混合气体或SF₆和CF₄混合气体；

排气装置与校准装置之间的管路上安装第五电磁阀(9)；

所述进气装置包括按照气体流向通过管路依次设置的第一气管接头(1)、第一旋拧阀(2)、压缩机(3)和第一电磁阀(4)；所述排气装置包括按照气体流向通过管路依次设置的第二电磁阀(5)、真空泵(6)、第二旋拧阀(7)和第二气管接头(8)；

所述校准装置包括密闭的恒温箱(10)、设置在恒温箱(10)内通过管路与第五电磁阀(9)并列连接的储气罐(11)和缓冲罐(12)，在与储气罐(11)和缓冲罐(12)连接的管路上分别安装第三电磁阀(13)和第四电磁阀(14)，缓冲罐(12)分别通过管路与压力传感器(15)和密度继电器(16)连接，在所述储气罐(11)上通过管路安装压力表(17)；

在所述恒温箱(10)内安装温度传感器(18)，所述压力传感器(15)、密度继电器(16)和温度传感器(18)的输出端分别与主机(19)的相应输入端连接；

所述SF₆混合气体密度继电器校验方法采用如 下步骤:

步骤一、关闭第一电磁阀(4)，打开第二电磁阀(5)、第三电磁阀(13)、第四电磁阀(14)、第五电磁阀(9)和第二旋拧阀(7)，启动真空泵(6)，对储气罐(11)、缓冲罐(12)及气体管路进行抽真空，当真空度不大于133Pa时关闭真空泵(6)；

步骤二：关闭第二电磁阀(5)、第四电磁阀(14)，打开第一旋拧阀(2)、第一电磁阀(4)、第三电磁阀(13)和第五电磁阀(9)，启动压缩机(3)，将空气压缩至储气罐(11)中，当储气罐(11)压力为2倍待测的密度继电器(16)额定值压力时关闭压缩机(3)，同时再将第一电磁阀(4)、第一旋拧阀(2)和第五电磁阀(9)关闭；

步骤三：打开第四电磁阀(14)，将储气罐(11)的压缩空气以0.005MPa/min缓慢通入缓冲罐(12)中，缓冲罐(12)的压力达到SF₆混合气体的密度继电器(16)的校验目标值时关闭第三电磁阀(13)和第四电磁阀(14)；

步骤四：温度传感器(18)测得恒温箱(10)的温度为T₃，压力传感器(15)测得缓冲罐(12)压力为P₃，SF₆混合气体的密度继电器(16)的适用混合比为C；所述适用混合比为SF₆混合气体的密度继电器(16)适用的SF₆气体在SF₆混合气体中所占的体积比；

步骤五：根据道尔顿分压定律，由公式：

P₃₁＝P₃C

得出模拟SF₆气体分压力P₃₁的值，由公式：

P₃₂＝P₃(1-C)

得出模拟SF₆混合气体中另一单质CF₄或N₂气体分压力P₃₂的值；

步骤六：通过温度传感器(18)测得恒温箱(10)温度为T₃，模拟SF₆气体分压力P₃₁的值，根据贝蒂-布里奇曼方程：

p＝(RTB-A)d²+RTd

A＝73.882×10^-5-5.132105×10^-7d

B＝2.50695×10^-3-2.12283×10^-6d

R＝56.9502×10^-5

得出模拟SF₆气体分密度d₃₁的值，

式中：p为压力，单位：MPa；d为密度，单位：kg/m³；T为温度，单位为K；

步骤七：已知模拟CF₄或N₂气体分压力P₃₂和温度T₃，根据理想气体的状态方程：

pM＝kTd

得出模拟CF₄或N₂气体分密度d₃₂的值，

式中，p为压力，单位：MPa；M为CF₄或N₂气体的摩尔质量，单位:kg/mol；k为理想气体常数，单位：J/(mol*K)；d为密度，单位：kg/m³；T为温度，单位为K；

步骤八：已知模拟SF₆气体分密度d₃₁的值及参照温度293K，重新代入贝蒂-布里奇曼方程，计算温度T₃时对应参照温度293K下的模拟SF₆气体分压力P₃₁₁的值；

已知模拟CF₄或N₂分密度d₃₂的值及参照温度293K，重新代入理想气体的状态方程，计算温度T₃时对应参照温度293K下的模拟CF₄或N₂气体分压力P₃₂₁的值；

步骤九：根据道尔顿分压定律，由式：

P₃₀₁＝P₃₁₁+P₃₂₁

得出温度为T₃时，对应参照温度293K下的模拟SF₆混合气体密度P₃₀₁的值；

步骤十：比较P₃₀₁的值和SF₆混合气体的密度继电器(16)P₃₀的值，进行判断温度为T₃时SF₆混合气体的密度继电器(16)是否合格；

步骤十一：恒温箱(10)加热或降温至温度T₄，温度保持稳定10分钟，压力传感器(15)测得缓冲罐(12)的压力为P₄，重复步骤五至步骤十，判断温度为T₄时待测SF₆混合气体的密度继电器(16)是否合格；

其它任一压力目标值、任一工作温度下的校验方法重复步骤一至步骤十一。