目前,國內(nèi)外采用的瓦斯繼電器有三種形式:浮筒式、擋板式和開口杯式。國外的瓦斯繼電器多為浮筒式結(jié)構(gòu) ,采用雙浮子結(jié)構(gòu);國內(nèi)采用的多為上開口杯下?lián)醢褰Y(jié)構(gòu)(擋板和浮筒工作原理相同)。正常運(yùn)行時(shí),繼電器內(nèi)充滿了油,上、下開口杯都浸在油內(nèi)。由于開口杯及附件在油內(nèi)的重力所產(chǎn)生的力矩比平衡錘產(chǎn)生的力矩小,因此,開口杯處于上升位置,磁力接點(diǎn)斷開。當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生輕微故障時(shí),產(chǎn)生較少的氣體 (稱輕瓦斯),此氣體上升到油面并聚集在繼電器上方,使油面下降,上開口杯露出油面。上開口杯及附件在空氣中的重力加上杯內(nèi)油的重量,所產(chǎn)生的力矩大于平衡錘所產(chǎn)生的力矩,因此,開口杯順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),帶動(dòng)磁鐵,使上方的磁力接點(diǎn)接通,發(fā)出延時(shí)輕瓦斯信號(hào)。變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí),產(chǎn)生大量的氣體 (稱重瓦斯),由于這些氣體的膨脹使油面上升,因油箱與油枕的聯(lián)接管道較油箱細(xì)得多,故其中油的流速將很大,形成強(qiáng)烈的油流,沖擊擋板帶動(dòng)下開口杯轉(zhuǎn)動(dòng),使下磁力接點(diǎn)接通,發(fā)出跳閘脈沖,重瓦斯保護(hù)動(dòng)作跳閘。當(dāng)變壓器嚴(yán)重漏油而使油面極低時(shí),造成瓦斯繼電器儲(chǔ)油器內(nèi)的油面不斷下降,先形成上開口杯轉(zhuǎn)動(dòng),發(fā)生輕瓦斯信號(hào),隨后,油面繼續(xù)下降,下開口杯轉(zhuǎn)動(dòng),發(fā)生斷路器跳閘脈沖,重瓦斯保護(hù)動(dòng)作跳閘。
干簧管是擋板式及浮筒式瓦斯繼電器的重要組成部件,其將兩片端點(diǎn)處重疊的可磁化的簧片、密封于一玻璃管中,兩簧片分隔的距離只約幾個(gè)微米,玻璃管中裝填有高純度的惰性氣體, 在尚未操作時(shí),兩片簧片并未接觸、外加的磁場(chǎng)使兩片簧片端點(diǎn)位置附近產(chǎn)生不同的極性, 結(jié)果兩片不同極性的簧片將互相吸引并閉合,接通跳閘或信號(hào)回路。因起上部結(jié)構(gòu)也采用的開口杯,所以動(dòng)作原理與開口杯式相似:分解出的瓦斯氣體沿連接彎管運(yùn)動(dòng)至氣體繼電器處,聚集在頂蓋處形成一定的壓力,將變壓器油面高度壓低,開口杯所受浮力減小,隨油面的降低開始轉(zhuǎn)動(dòng),使磁鐵4與干簧觸點(diǎn)15接觸,從而吸引干簧觸點(diǎn)接通,發(fā)出輕瓦斯信號(hào)。
b 油箱內(nèi)部發(fā)生短路故障時(shí)故障點(diǎn)高溫電弧將使變壓器油迅速分解出大量瓦斯氣體,有一定壓力的氣體在向油枕處運(yùn)動(dòng)時(shí),由于油的粘滯性,形成油流,沖擊擋板。擋板翻轉(zhuǎn)帶動(dòng)磁鐵11與干簧管13靠近,吸引干簧觸點(diǎn)接通,跳開變壓器各側(cè)開關(guān)并發(fā)出重瓦斯動(dòng)作信號(hào) 當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生輕微故障時(shí),產(chǎn)生較少的氣體 (稱輕瓦斯),此氣體上升到油面并聚集在繼電器上方,使油面下降。隨著液面的下降,上浮子也一同下降。通過浮子的運(yùn)動(dòng),使上磁鐵與上干簧管接觸,從而吸引干簧觸點(diǎn)接通,發(fā)出輕瓦斯信號(hào)。變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí),產(chǎn)生大量的氣體 (稱重瓦斯),由于這些氣體的膨脹使油面上升,因油箱與油枕的聯(lián)接管道較油箱細(xì)得多,故其中油的流速將很大,形成強(qiáng)烈的油流,沖擊擋板帶動(dòng)下浮子轉(zhuǎn)動(dòng),使下磁鐵與下干簧管接觸,從而吸引干簧觸點(diǎn)接通,發(fā)出跳閘脈沖,重瓦斯保護(hù)動(dòng)作跳閘。由于滲漏等原因造成變壓器油流失時(shí),隨著液體水平面的下降,上浮子也同時(shí)下沉,此時(shí)發(fā)出輕瓦斯報(bào)警信號(hào)。當(dāng)液體繼續(xù)流失,儲(chǔ)液罐、管道和瓦斯繼電器被排空。隨著液體水平面的下降,下浮子下沉,帶動(dòng)下磁鐵與下干簧管接觸,從而吸引干簧觸點(diǎn)接通,發(fā)出跳閘脈沖,重瓦斯保護(hù)動(dòng)作跳閘。通過上述分析可知,擋板式的擋板結(jié)構(gòu)不隨油面下降而動(dòng)作,而是在油的流速達(dá)到定值時(shí)才動(dòng)作,所以擋板式瓦斯繼電器遇到油面下降或嚴(yán)重缺油時(shí),不會(huì)造成重瓦斯跳閘;而開口杯和浮子的工作原理相似,都能反映油位降低異?,F(xiàn)象。