SF6 密度继电器的校验：动作值、返回值与环境温度

一、密度继电器校的不是压力，是 20℃ 下的密度

SF6 密度继电器装在气室上，看上去像一块压力表，考核的却不是压力。它管的是一件事：气室里每立方米装着多少千克 SF6。这个量在泄漏时变小，在补气时变大，与气温无关。

密封气室里的气体，压力跟着温度走。同一团气，冬天压力低，夏天压力高，密度并没有变。若按当时的表压判断该不该补气，冬天会误判为缺气，夏天会误判为超压。工程上的处理办法是把当时的压力折算到一个共同的基准温度，即 20℃，折出来的值记作 P20。报警值、闭锁值、铭牌上的额定值，讲的全是 P20。

这一步定了整篇的调子，校验密度继电器，测的是接点在什么 P20 下动作、在什么 P20 下返回，以及温度偏离 20℃ 时这套动作还准不准。压力只是中间量，密度才是被守住的量。

现场常听到一种说法：这块表在 0.5 兆帕报警，所以拿 0.5 兆帕的气压去试。这话在 20℃ 的房间里有几分对，出了这个房间不成立。25℃ 时同样的密度对应更高的压力，直接按 0.5 兆帕打压，接点会提前动作，测出来的动作值偏低，人被自己的操作骗了一次。

依据要写明。校验这件事的依据是 DL/T 259-2023《六氟化硫气体密度继电器校验规程》，2023 年 5 月 26 日发布、2023 年 11 月 26 日实施，全部替代 2012 版，适用范围包括新制造、使用中与检修后的弹簧管或波纹管压力式密度继电器，现场校验与实验室校验都算在内。

还有一层常被忽略：密度继电器不常动作。一只装在户外的表，一年可能一动不动，机构在壳子里生锈、干涩、积灰，等到真要动作的那天，能不能动是另一回事。校验的价值不只在于读几个数，还在于让机构动一动，把隐患提前暴露在校验台上，而不是暴露在跳闸时刻。

二、三个数字先分清：额定值、动作值、返回值

校验报告上会出现一串数字，头三个必须分清，否则后面的判据全用错地方。

额定值指设备在 20℃ 时应有的气体压力，由设备厂给定，写在铭牌上，它不是一个测出来的量，是比对用的基准。三相共箱的设备与分相独立气室，额定值往往不同，同一座站里几只表拿同一本记录抄，容易抄错。

动作值指接点切换那一刻的 P20。报警接点动一次，闭锁接点动一次，两只接点各有各的动作值。闭锁值通常低于报警值，先报警、后闭锁，给运行人员留出补气的窗口。也有设备设过压报警接点，设定点在额定值以上，动作方向与前两只相反。

返回值指压力回升或继续下降时，接点恢复原状态那一刻的 P20。动作值与返回值之间的差，叫切换差。规程把切换差单列一条，限值按量程的百分数给，不按压力的具体数值给，因为量程不同的表放在一起比较，只有百分数才有共同尺度。

这三个数字里，额定值来自铭牌，动作值与返回值来自实测。三者摆在一起，才能判断这只继电器是准的、钝的，还是接点已经粘住。只写动作值不写返回值，等于只看了半张体检单。

整定值从哪儿来，这一点比读数更容易被忽略。报警值与闭锁值由设备厂按气室结构、额定压力、温度补偿方式给定，写进设备技术协议，运行单位不得自行改动。检修中确有需要调整的，要有设备厂书面意见或者上级技术部门批复，调完重新校验并记录调整前后两个数。现场遇到动作值偏一点便拧调节螺钉的做法，短期看省事，长期把整定值改成了一个没有出处的数，下一次校验连比对基准都没有。

概念之外还有一层版本问题。产品标准 GB/T 22065-2008 目前仍在现行，替代它的 2026 版要到 2027 年 4 月 1 日才实施，跨这一年的报告要写清依据的是哪一版，别把两份文件的条款混着引。

表1 把三个概念摆开对照。

表1 额定值、动作值及返回值的对照

三、动作值怎么测：路径、速率、等待

动作值不是一个点，是一个过程的结果。规程对过程管得很细，原因在于这类继电器靠机械机构动作，机构对压力的响应有惯性，也有摩擦。

先说路径。设置点在额定压力以下的，考核压力下降方向的动作值，做法是从高压侧缓慢放气，看接点在哪个 P20 断开。设置点在额定压力以上的，考核压力上升方向，从低压侧缓慢充气。反向的动作值不单独考核，只要求满足切换差。这条规则写在设定点偏差那一条里，很多人凭习惯一律用降压法，遇到过压报警接点会测反方向，读数看着像超差，其实测错了对象。

再说速率。接近动作值时，负荷变化速度每秒不大于量程的 5%，这条限值对应的是机构与气室之间的压力传递时间，速率快了，气室里的压力已经越过设定点，机构还没来得及动，记录下来的动作值必然偏高。以量程 1.0 兆帕为例，每秒不超过 0.05 兆帕。开阀大流量充气，压力表指针一冲而过，接点动作被推后，读数偏高。现场用校验仪自带的微调阀，一点一点顶上去，指针停住再看，比手拧钢瓶阀稳得多。

第三条是等待。压力到位不等于气室与继电器温度一致。气体压缩或膨胀会带温度变化，机构与外壳的温度也要跟上。规程要求校验前把继电器放在校验环境里至少 3 小时，目的是消掉这部分温差。现场赶时间，从车上取下接上气路，二十分钟测完，数据看着漂亮，温度一平衡便露馅。

连接方式也影响读数，老设备没有校验接口，要把继电器从气室上拆下来，拆装过程带进的空气与水分，会在下一次读数里显形。新一点的做法是在气室与继电器之间装一只三通阀，不拆卸校验，关掉本体侧阀门，把校验仪接到自检口上。这种做法省事，代价是多了一个密封点，阀门的密封圈老化会变成新的漏点。

气路里残留的空气是另一个干扰项。空气的密度与 SF6 差得远，混进去以后，同样的压力对应的密度偏低，折算出来的 P20 系统性偏小。抽真空、用 SF6 置换两遍，比直接接管子省不了几分钟，却能省掉一次数据复盘。

气路准备有一套固定动作，做熟了不觉得费事。先把校验仪与被检表之间的软管接好，抽真空到当地大气压以下，再充入 SF6 至常压，重复两次，把管内空气置换掉。随后关闭本体侧阀门，让继电器气室与设备分开，只留校验仪这一路压力。顺序不能反。等压力稳定，读数不再漂移，才开始升压或降压。这一套动作走完，后面测出来的数才有资格进报告。

还有一条容易被忽略：触点动作值与切换差的测试电压不低于 24 伏。用万用表通断档看接点，表内电压低，氧化层没被击穿，接点明明接通却显示断开。规程写 24 伏不是随便定的，它对应现场实际回路的工作电压水平。

四、返回值为什么必须测：切换差是机构的体检项

只测动作值，能发现继电器准不准。加上返回值，才能发现它灵不灵。机构也会钝。

切换差反映的是机构从动作到复位要走完的那段行程。行程太小，接点在设定点附近来回抖动，一只表在半天里报十几次警，运维人员很快学会不理它，报警功能形同虚设。行程太大，气体已经漏到闭锁值以下，接点还不复位，或者补气补到额定值以上才恢复，设备带着异常状态继续跑。

规程给的限值是切换差不超过量程的 3%。量程 1.0 兆帕对应 0.03 兆帕。这个数字看着宽松，实际使用中机构磨损、杂质进入、微动开关位置偏移，都会让切换差往大里走。校验记录里把动作值与返回值成对写下来，比只写一个动作值有用得多，两次校验之间的差值变化，是一条可读的趋势线。

测量顺序也会互相影响。先降压测报警值，再升压测返回值，中间要让压力在中位停一会儿，等机构稳定。一路降到底再一路升上来，机构还没复位进入下一次动作，读数会偏。校验仪自动跑程序时，停留时间设得太短同样出问题，程序跑得快不等于测得快。

触点氧化是另一类问题。银合金接点长期不动，表面生成一层硫化物，静态测通断时接触电阻偏大，万用表读数在几十欧到几百欧之间跳。校验时通过 24 伏以上的测试电压把膜层击穿，读数恢复正常，看着像没问题，实际回路里电压更低、电流更小，接点仍然不通。遇到这种情况，动作值与切换差全部合格也要在报告里注明触点状态，必要时拆开清洁或整只更换。

二次回路这一头常被漏掉。接点动作正常，信号未必送到监控后台。校验时把继电器接点接到实际回路里，或者用便携灯组模拟，看后台有没有对应报文，闭锁回路有没有真正断开跳闸线圈。这一步属于传动验证，不算计量校验，但现场因接点氧化导致的拒动，比因动作值偏移导致的拒动更多。

五、表计类型不同，读数基准不同

同样是密度继电器，零点定在哪儿，决定读数怎么解释。规程把这类表计分成四种，校验前先认清铭牌上标的是哪一种，否则整篇偏差。

相对压型以当地大气压为零点，表上读的是表压。绝压型以真空为零点，读数比表压高一个大气压。两种混合压型则把零点放在某个约定值上，一种以当地大气压为参考，一种以 0.1 兆帕为参考。

零点的影响在温度上体现得明显。20℃ 时，相对压型的指针落在零位线内，环境温度高于 20℃ 时指针落在零位以下，低于 20℃ 时落在零位以上。绝压型的规律反过来，温度高于 20℃ 时指针指向比当地大气压更低的位置。这不是表坏了，是气体的密度没变而压力变了，零点跟着温度漂。

海拔带来的是另一重偏差。同一只相对压型表，在平原与高原读同一个表压，对应的密度不同，因为当地大气压不同。规程要求记录大气压力，量程 80 千帕至 110 千帕、分辨力优于 0.1 千帕的气压表正是干这个用的。校验记录里只写“环境压力为大气压”而不写数值，搬到高原复核时对不上。

校验仪的读数也必须与被检类型匹配。把绝压型表接到按表压标定的通道上，差着一个大气压，动作值怎么调都对不上。多数校验仪在设置页里可以选表压或绝压，选错了不报警，数据照出，这是现场常见的错误，也难发现。

混合气体是另一重变量。部分 GIS 采用 SF6 与氮气的混合气体，绝缘性能靠配比维持，密度继电器的整定值按混合比给出。校验时若按纯 SF6 的密度压力关系折算，读数会系统性偏离，混比越高偏得越多。这类设备在铭牌与气室标牌上都会写明配比，校验前先确认，折算时按对应配比的气体状态方程算，不能拿纯气的一套数照搬。

计量口径另有 JJG 1073-2011，覆盖 -0.1 至 0.9 兆帕、以弹簧管为测量元件、带温度补偿并具有接点输出的一类表，做初次检定、后续检定与使用中检查时按它走。现场不便拆卸的情形，还有 T/CEC 414-2020《压力式六氟化硫气体密度控制器现场校准规范》，2021 年 2 月 1 日起实施，管的是现场校准的条件与项目。

表2 把四种类型摆在一起。

表2 四类密度表计的零点及温度表现

六、环境温度这一维：参比 20℃ 及补偿系数

温度是这件事的主线，前面几节都绕着它转。到了判据这一层，它直接决定允许误差能放多宽。

规程把校验条件分成两档。参比工作条件写在 4.1.2，环境温度 20℃±1.5℃，继电器处于正常工作位置，压力变化均匀，检测装置的温度探头与被检继电器的温度保持一致。实验室校验尽量落在这一档里，测出来的数据可以直接对表。现场校验很难满足，机房、开关室、户外箱体的温度各不相同，只能按偏离量放宽判据。

放宽不是随口给个数。温度补偿误差限按基本误差加上温度项算，-20℃ 至 +60℃ 区间取温度补偿系数 0.02%/℃，低于 -20℃ 取 0.05%/℃。写成式子，允许误差等于基本误差加上系数乘以温度偏离量的数值。

以量程 1.0 兆帕、1.0 级的继电器为例算一遍。基本误差 1% 量程，折成 0.010 兆帕。环境温度 0℃，偏离 20℃ 有 20℃，温度项 0.02% 乘以 20 等于 0.4%，折成 0.004 兆帕，合计允许 ±0.014 兆帕。环境温度 -10℃，偏离 30℃，温度项 0.6%，折成 0.006 兆帕，合计 ±0.016 兆帕。

再往冷走要换系数。-30℃ 时先取 -20℃ 处的限值 0.010 兆帕，再用 0.05%/℃ 乘以从 -20℃ 到 -30℃ 的 10℃，得 0.5%，折成 0.005 兆帕，合计 ±0.015 兆帕。系数变大是合理的，低温下补偿机构的非线性明显，内部填充的硅油黏度也上来了。

表3 把几个温度点的算法列出来，量程取 1.0 兆帕、等级取 1.0 级。

表3 温度偏离时允许误差的算法（量程 1.0 兆帕、1.0 级）

表里的数只是算法演示，真实判据要按铭牌逐台算，同一批表量程不同，允许误差便不同。量程 0.6 兆帕的表，同样 1% 只折 0.006 兆帕，一算差距不小。

补偿不等于修正。

这里有一处反复出现的错误：对带温度补偿的继电器，把校验仪显示的 P20 再手工折一次。补偿是继电器自己做的，校验仪给出的是折算后的等效值，再折一遍等于把温度影响算了两次，读数会偏出一大截。判断要不要手工折算，看的是读数来源，不是看现场温度高不高。

温度探头贴在哪儿，同样影响结果。贴在继电器外壳上，读到的是壳温，气室里的气体温度可能差几度。规程要求探头与被检继电器温度一致，做法是把探头贴在与气室连通的位置，或者等整机在环境里放够 3 小时，让壳、气、机构同温。少了这一步，后面所有折算都建在一个不准的温度上。

湿度也要记。

湿度与放置时间写在同一条里，相对湿度不大于 85%，环境压力为大气压，校验前在校验环境里放置至少 3 小时。三条都是为了让读数稳定，不是形式要求。

七、温度补偿怎么验，现场和实验室怎么分工

前面讲的都是 20℃ 附近的校验。温度补偿性能要另做一套，因为补偿机构在常温下往往看不出问题，到了冬夏两端才暴露。

规程给的方法是恒温法。把继电器密封装在一只小气室上，整体放进恒温试验箱，气管从箱内引到箱外的四通接头，接上高精度压力传感器和压力调节阀。箱温设到继电器工作温度的上限或下限，恒温保持 4 小时，让箱体、气室、继电器、气体四者温度一致。然后在箱外缓慢调节压力，记录接点动作时的压力与温度，再把箱温拉回 20℃，恒温 4 小时左右，读一次压力，这个读数是该温度下折算到 20℃ 的动作值。

两段恒温各 4 小时，一次完整试验要耗掉一整天。规程允许触点动作值的温度补偿按 30% 抽检，抽到不合格再做全检。这条抽检规则给制造厂和检测机构留了余地，现场没必要每只表都做。

触点的温度补偿要求与额定值同级。换句话说，指示准到什么程度，接点动作也要准到什么程度。2012 版只管指示值的补偿，接点动作这一块是空白，2023 版把它补上了。这次修订的背景之一，是旧版对非 20℃ 校验时的允许误差一律按 ±2.5% 处理，好的表与差的表混在一个筐里，分不出优劣。

现场做不了这套。恒温箱进不了开关室，四个小时的恒温也排不进停电窗口。可行的分工是：现场只做 20℃ 附近的示值、动作值、切换差、绝缘，温度补偿性能留给实验室，或者随设备检修返厂做。报告里要写清楚哪几项做了、哪几项没做，不能把没做的项当作合格。

项目怎么取舍，规程分了两类。例行校验用于掌握运行状态、及时发现隐患，在停电窗口里做。诊断性校验用于例行校验发现问题、设备经受不良工况、存在异常或家族缺陷警示时，为进一步评估状况而做。

外观及零位、示值误差、回程误差、轻敲位移、设定点偏差、切换差、触点电阻，两类都做。绝缘电阻只在诊断性校验里做，限值不小于 100 兆欧，2012 版写的是 20 兆欧，2023 版抬到了 100 兆欧。工频耐压、温度补偿性能、密封性能、耐冲击试验也只放在诊断性一侧，其中耐压是触点与外壳之间加 2 千伏、历时 1 分钟、泄漏电流不大于 0.5 毫安。耐振动试验反过来，只在例行校验里做。

表4 把两类校验的项目摆开。

表4 例行校验及诊断性校验的项目取舍

标准器这一侧也有门槛，标准器的允许误差量值不大于被检继电器允许误差量值的四分之一。被检是 1.0 级，标准器须到 0.25 级，拿一块 0.5 级的压力表当标准，数据再好看也站不住。测温装置的允许误差不超过 ±1℃，温场波动性与均匀性不大于 1℃，大气压力表的分辨力优于 0.1 千帕。

校验周期不在 259 里定，规程把使用中继电器的周期指向 DL/T 393，由那本状态检修试验规程规定。这一条常被误引，报告里写“按 259 每三年一次”找不到出处。

窗口安排上还有一层现实约束。一座 220 千伏变电站，气室几十只，逐个校验一只表要半小时到一小时，全做一遍两三天。可行的排法是按间隔分片，先做近三年出过误报警的间隔，再做老旧设备，新投运的按交接数据核对一遍即可。抽检比例写在年度计划里，比每年平均用力更容易积累可比的趋势数据。

现场校验用的便携校验仪，本身也要校准。DL/T 1694.10-2024 管的正是这件事，规范的是校验仪自己的计量特性。仪器的校准证书过期，测出来的数一样不可信，这一环在检修季常被跳过。

判定这一环，怕的是只看单个数字。动作值落在允许误差内，切换差却在限值边上，这只表算合格还是算隐患，规程给的是判据，运行经验给的是趋势，两样都要看，缺一样都容易把一只正在劣化的表放过去。可行的做法是调出上一轮记录，看动作值往哪个方向走、切换差有没有逐年变大。同一只表三年里动作值单调下移，即使每次都在限值内，也说明补偿机构在劣化，下一轮宜安排更换。

不合格的处理也分层次。示值超差但动作值合格，可以先调整再复校。切换差超标，多与机构磨损或杂质有关，现场调不了，返厂或更换。绝缘电阻偏低，说明内部受潮，先干燥处理再测，干燥后仍低则整只更换。把处理意见写进报告，比只写“不合格”三个字有用。

复校间隔在实际执行中往往不是按规程算出来的，而是跟着检修计划走。规程把使用中继电器的周期交给 DL/T 393，落到某座站、某类设备，还要看检修窗口与设备重要性。重要间隔、老旧设备、出过缺陷的气室，间隔缩短得比较自然。一般间隔跟着检修周期一起做，省掉一次为单只表安排的停电。间隔定下后写进台账，下一轮按台账催办，比靠人记可靠得多。

八、结语：一条温度线，三个数字，一张记录表

回到标题里的三样东西，各自的落点不一样。

动作值检验继电器准不准，测的时候要管住方向、速率、等待。返回值检验机构灵不灵，与动作值成对记录，差值构成趋势。环境温度不是背景条件，它决定判据能放多宽，也决定补偿机构要不要另做试验。

记录先于结论。

这三样东西末了落在一张记录表上。表里该有的项目：铭牌量程与准确度等级、表计压力类型、当时环温、湿度、当地大气压、校验前在环境中放置时长、升压速率、降压速率、报警与闭锁的动作值与返回值、折算后的 P20、标准器编号、证书有效期。缺哪一项，复核的人都没法把数据重放一遍。

有一个环节容易被跳过：校验前后顺手测一次气体质量。密度继电器长期不动作，机构卡涩常常不是磨损，而是分解产物与水分在内部的沉积物。用司南 SF6 综合测试仪测一遍露点、纯度、分解物，露点量程 -60℃ 至 +20℃、精度 ±0.2℃，纯度量程覆盖 0 至满量程、精度 ±0.5%，二氧化硫量程到 2000 微升每升，全参数检测 8 分钟内完成。气体质量合格、继电器动作却不准，问题在机构。气体质量不合格，先把气处理干净再谈校验，否则换一只新表也撑不了多久。

这一层要说清楚：北京康高特（KGT）的仪器线里没有密度继电器校验仪，密度这一环属于压力计量，与气体质量分析是两条线，现场常常同一趟做完。把两条线的数据放在一份报告里，才看得出是气的问题还是表的问题。

温度这条线拉直，三个数字各归其位，报告才有可复核的底子。校验这一步省下的两小时，通常会在下一次误报警的抢修里加倍还回来。

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