소위 밀도란 특정 조건에서 단위 부피당 특정 물질의 질량을 말합니다. SF6 차단기 내부의 SF6 가스는 밀폐된 용기에 담겨 있습니다. 정격 압력 및 20℃ 조건에서 SF6 가스는 일정한 밀도 값을 가집니다. 차단기 작동의 모든 허용 조건 범위 내에서 SF6 가스의 압력은 온도에 따라 변하지만, 밀도 값은 일정하게 유지됩니다. 이는 SF6 차단기의 절연 및 아크 소멸 성능이 SF6 가스의 순도와 밀도에 크게 좌우되기 때문입니다. 따라서 SF6 가스의 순도 검사 및 밀도 모니터링은 매우 중요합니다.

밀도의 기호는 ρ이며, 단위는 kg/m³ 또는 g/L입니다. 밀도의 정의에 따르면 SF₆ 가스 밀도표에 표시되는 값은 밀도 단위여야 합니다. 그러나 현재 국내외에서 제작 및 사용되는 밀도표의 표시 값은 압력 단위인 MPa를 차용하고 있습니다.

이상 기체 상태 방정식 pv=nRT에 따르면, 압력 p는 아래 그림과 같이 온도에 대해 선형적인 관계를 갖습니다. SF6 장비 내부 가스의 온도가 변하면 압력계가 나타내는 값도 변하게 되어 장비의 상태를 정확하게 반영하지 못합니다.

일반 압력계를 사용하는 경우 SF6 가스 누출을 감시합니다실제 누출 때문인지 아니면 주변 온도 변화로 인한 SF6 가스 압력 변화 때문인지 구별하기 어려울 것입니다. 밀도를 자주 모니터링하기 위해 국가 표준에서는 SF6 차단기에 압력계를 장착하도록 규정하고 있습니다. SF6 가스 밀도 측정기 그리고 밀도 릴레이압력계 또는 SF6 가스 밀도계는 모니터링 기능을 수행하고, 밀도 릴레이는 제어 및 보호 기능을 수행합니다. SF6 릴레이 교정기는 모든 유형의 SF6 릴레이를 테스트하는 데 특화된 장치입니다. 주요 기능은 SF6 릴레이 접점의 작동 압력 값을 측정하고, 접점 작동 순간 SF6 릴레이 교정기에 저장된 SF6 가스 압력 값과 온도 값을 20℃에 해당하는 표준 압력 값으로 자동 변환하는 것입니다.

SF6 릴레이 구조 원리

SF6 릴레이(테이블)는 주로 스프링 금속 곡선 튜브, 기어 메커니즘 및 포인터, 이중 금속 밴드 등으로 구성됩니다. 스프링 튜브 압력계 구조의 원리를 기반으로, 주변 온도 변화에 따라 팽창 및 수축하는 이중 금속 밴드를 온도 보상 장치로 추가했습니다. 이로 인해 스프링 튜브와 이중 금속 밴드는 온도 변화에 따라 동일하고 반대되는 증분으로 팽창 및 수축하므로, 밀도(압력) 측정값은 주변 온도 변화에 따라 변하지 않습니다.

SF6 릴레이 구조의 온도 보상 원리는 다음과 같습니다.

SF6 릴레이

SF6 릴레이는 실제로 온도 보상 기능이 있는 압력 릴레이로, 20℃에서의 압력 값을 밀도 값으로 사용합니다. 온도가 변하면 탄성 부르동관과 금속 밴드가 동시에 변하므로 바늘 표시가 변하지 않습니다.

일정한 부피 조건에서 온도 변화로 인한 압력 변화는 부르동관과 금속띠의 상응하는 변화로 보상될 수 있으므로 바늘이 휘어지지 않아 압력 지시계의 정확성을 보장합니다.

온도 변화 이외의 원인으로 인한 압력 변화에 대한 압력 성분의 반응은 가스 밀도 릴레이 포인터의 동작으로 변환되어 다이얼에 표시되며, 시스템에서 허용하는 최소 또는 최대 압력을 초과하는 압력 값을 감지할 수 있습니다. 아래 이미지는 누출 상황을 보여줍니다.

SF6 전기 장비 유지보수 관련 규정

육불화황 전기 장비에 대한 일반 요구 사항

에너지부에서 발행한 DL/T728-2013 "가스 절연 금속 밀폐형 개폐기 발주에 관한 기술 지침" 및 "고전압 차단기 작동 규정" 등의 표준에 따르면, 육불화황(SF6) 전기 장비(주로 SF6 차단기 및 가스 절연 개폐기)에 대한 일반적인 요구 사항은 다음과 같습니다.

SF6 가스 압력 변화를 모니터링하기 위해 밀도 릴레이 또는 가스 밀도계를 설치해야 합니다.

밀도 모니터링 장치는 밀도계 또는 밀도 릴레이일 수 있습니다. 밀도 릴레이를 선택하는 경우 가스 밀도계도 함께 설치해야 합니다.

SF6 가스의 압력과 온도를 매일 확인하고 기록하십시오.

국가전력망공사가 SF6 계전기 구조 요구사항과 관련하여 새로 마련한 18가지 방지 대책 중 다음 사항이 포함됩니다. 밀도 계전기는 모니터링 대상 가스실과 동일한 작동 환경 온도에 있는 위치에 설치해야 합니다.

작동 환경 온도가 다르면 부르동관과 금속 막대의 보상 과정에서 온도 불일치가 발생하여 수치적 오차가 생길 수 있습니다.