0 引言
SF6氣體因其良好的絕緣、滅弧性能及良好的化學穩定性被廣泛用於高壓電器中;SF6氣體密度對高壓電器產品的絕緣和開斷熄弧性能影響很大。因此，對SF6高壓電器設備氣室內的SF6氣體密度必須進行監視，以確保設備的正常運行。
1. SF6密度控制器的用途結構演變工作原理
1.1 用途
SF6密度控制器，用於監視SF6高壓電器設備氣室內的SF6氣體密度;並在氣室出現氣體泄漏時，發出補氣、閉鎖信號，以保證設備的安全運行。
1.2 SF6密度控制器設計結構的演變
SF6電器設備問世後，為監視氣室內SF6氣體的密度，初期生產的SF6密度控制器(繼電器)，基本上是不帶密度(壓力)指示的波紋管結構的罐式或墨盒式結構。由於其在使用中不能直接觀察到SF6氣體的密度的變化，必須與真空壓力表配合使用。壓力表示數受環境溫度影響，指示不確切。只有到其發出補氣、閉鎖信號時方能知道發生了氣體嚴重的泄漏;所以指針式SF6密度控制器應運而生。
西安華偉電力電子技術有限責任公司
自主研發的MKZ—I系列SF6密度控制器就是其中之一。
目前套用的指針式SF6密度控制器，以溫度補償方式的不同分為兩種基本結構：一種是熱雙金屬片結構;另一種是雙彈簧管結構。
1.3 工作原理
SF6氣體的密度通過其壓力間接反映。SF6密度控制器指示的壓力值始終是20℃時氣體的壓力。但是，在密度不變的情況下，壓力會隨溫度的變化而變化;因此，密度控制器結構設計應能使溫度變化引起的壓力變化被補償。
指針式SF6密度控制器工作原理如下：
⑴ 雙彈簧管結構：即由二隻“C”型彈簧管完成測試壓力與溫度補償功能;一隻彈簧管用於測量被檢測SF6氣體的壓力(檢測管)，另一隻彈簧管，在20℃時充入一定壓力的SF6氣體，形成補償氣室;當溫度變化引起壓力變化時，兩隻彈簧管同時膨脹(或收縮)，使其產生的變形增量相互抵消，密度控制器指示值不變。
只有當主氣室的SF6氣體泄漏時，檢測管壓力減小，密度指示值降低，電接點吸合，發出報警、閉鎖信號。
⑵ 熱雙金屬片結構：該結構使用一隻“C”型彈簧管用於測量被檢測SF6氣體的壓力(檢測管)，在彈簧管的端部加一個“U”型的熱雙金屬片，當被檢測SF6氣體溫度變化引起壓力變化時，利用熱雙金屬片產生的變形量來補償彈簧管產生的變形量，使密度控制器(繼電器)指示值不變。
2. MKZ—I系列SF6密度控制器的特點
2.1 獨有的雙彈簧管結構
MKZ—I系列SF6密度控制器採用獨有的雙彈簧管結構，該結構利用相同的材料製作的相同結構、相同的工作氣體，相同的原理進行溫度補償;因此，在整定區域(補償氣室的密度值介於該區間)具有極高的補償精度，工作特性穩定。
2.2 獨有的感溫包結構
因溫度補償系統是由補償氣室來實現的，能方便的通過毛細銅管與外置的感溫包相連，形成大的補償氣室;當SF6密度控制器與設備主氣室所處環境溫度不同時，可以將感溫包置於設備氣室所處的環境中，以實現良好的溫度補償功能;該結構能適應各種安裝要求。
將感溫包安裝在與被測SF6氣體同一環境狀態下，能得到更好的溫度補償效果。
2.3 溫度補償精度高
由於雙彈簧管結構獨有的結構特點，使MKZ—I系列密度控制器能夠獲得更高的溫度補償精度;同時，由於用於補償的氣體與被測氣體相同，因此，感受溫度的敏感程度亦相同，溫度補償的同步性更好。
2.4 溫度補償的範圍更寬
高精度的溫度補償，可以達到氣體接近液化的低溫。為滿足–50℃高寒地區電站的要求，使用SF6+CF4混合氣體時，在攝氏零下60度時，仍能獲得高於2.5級的溫度補償精度。
2.5 不受海拔高度的影響
因溫度補償系統是由補償氣室來實現的，在各地區、不同海拔高度使用，對被測氣體密度的指示、控制均能保持一致。
3. MKZ—I系列SF6密度控制器製造的關鍵工序
3.1 逐台的溫度補償試驗
在產品生產過程中，對在制品逐台進行溫度補償試驗，以檢驗二隻彈簧管的匹配情況;每對匹配的兩個彈簧管必須經過溫度補償試驗，確保補償精度達到1.0級，誤差≤±0.010MPa。
3.2 超壓試驗和疲勞試驗
超壓試驗用於檢驗焊接的強度(試驗壓力1.25MPa);疲勞試驗用於消除彈簧管成型和焊接過成中產生的應力;以確保密度控制器的可靠性與穩定性。
3.3 高頻震動
通過高頻震動，進一步消除彈簧管應力。
3.4 選用優質彈簧管
通過試驗選用穩定性好的材質為CuSn8的“C”型彈簧管，從源頭上保證檢測元件和溫度補償元件的穩定性和可靠性。
3.5 選用鍍Au的電接點
為保證SF6密度控制器能可靠的發出報警、閉鎖信號，不至於因電接點氧化而導致接觸電阻增高，使報警、閉鎖信號發不出，選用鍍Au的電接點，Au具有良好的導電性與化學穩定性，以保證其電接觸可靠性。
3.6 雷射焊接工藝
雷射焊機的使用，極大的提高了機械零件連線的穩定性和可靠性，使電接點固定更為牢靠、整定值不因振動而偏離。
3.7 震動和衝擊
通過震動和衝擊，充分暴露機械裝配等方面的鬆動等各種缺陷，確保出廠產品的可靠性。
4. MKZ-I系列SF6密度控制器的質量控制
4.1 經過長期的生產實踐總結，不斷修改和完善了質量保證體系，使之更行之有效。
4.2 堅持下道工序，對上一道工序的檢驗，人人都把質量關。
4.3 用扣罩法密封試驗，漏氣率控制在 1×10以內。
4.4 嚴格的出廠檢驗。產品裝配完成、檢驗合格後方可入庫;在出廠前，再按《產品出廠檢驗標準》進行出廠檢驗，確保出廠產品的質量，檢驗記錄長期保存。
5. 結束語
5.1 MKZ—I系列SF6密度控制器結構設計簡潔、制約精度的因素很少，使用實踐證明，與某些進口密度控制器相比，具有更穩定的品質。
5.2 與其他結構相比，MKZ—I系列SF6密度控制器有溫度補償精度高，補償溫度範圍寬(適用於–50 ~ 50℃環境)、不受海拔高度影響，以及可以帶感溫包等特點，可以廣泛套用於各種環境下使用的SF6高壓電器設備。
