[发明专利]确定流体绝缘电气设备的操作参数的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及导出流体绝缘电气设备的至少一个操作参数P和操作所述电气设备的方法。此外，本发明涉及具有实施所述方法的分析和控制单元的这类电气设备。

前言和技术背景

以液态和/或气态(即，流体)的介电绝缘介质广泛用于使诸如开关设备或互感器的多种电气设备中的电活性部件绝缘。例如，在中压或高压金属封装开关设备中的电活性部件配置在气密隔室中，该气密隔室封入具有数巴压力的绝缘气体，其使该设备的隔室与电活性部件电隔离。换句话说，该绝缘气体不允许电流从该电活性部件通到该隔室。为了维持该电气设备的安全性和功能性，应该导出电气设备的取决于绝缘流体的介电击穿强度E_bd的一种或多种操作参数。

常用的介电绝缘气体为六氟化硫(SF₆)，其表现出优异的绝缘和灭电弧能力。然而，SF₆是温室效应的强烈贡献者，且因此具有高全球变暖潜力。因此，应该寻找供选的绝缘流体。已经确认了数种供选的绝缘流体。这些供选物中的一些包含多组分流体混合物，即它们包含多于一种分子或原子物种。然而，因为这类多组分流体混合物的介电击穿强度E_bd例如取决于混合物组分的浓度比，所以其导出变得比单组分绝缘流体更复杂。

US 2002/0095262 A1和US 7,184,895 B2描述了监测由至少两种组分组成的气体绝缘介质中组分的比例的方法和装置。

然而，所公开的方法和装置具有缺点，它们不能确定介电击穿强度E_bd或依赖于E_bd的操作参数，该操作参数是与评价气体绝缘电气设备的操作状态相关的主导参数。

发明说明

因此，本发明的一般目的在于提供导出流体绝缘电气设备的至少一个操作参数P的改进的方法，其中所述操作参数P取决于所述电气设备的绝缘流体的介电击穿强度E_bd。本发明的其他目的在于提供操作这类流体绝缘电气设备的方法和提供通过所述方法操作的流体绝缘电气设备。本发明的另一目的在于提供实施所述方法的计算机程序元素(computer program element)。

这些目的通过独立权利要求的方法和装置实现。

因此，导出流体绝缘电气设备(例如，气体绝缘的中压或高压开关设备)的至少一个操作参数P(例如，指示“操作”或“故障”状态)的方法包括将所述电气设备的绝缘流体的至少三种组分X、Y和Z分配到至少第一组分组A和至少第二组分组B的步骤。所述操作参数P取决于所述绝缘流体的介电击穿强度E_bd(例如，绝缘强度)。如上所述，所述电气设备的绝缘流体包含具有相应组分浓度c(X) = c_X、c(Y) = c_Y和c(Z) = c_Z的至少三种组分X、Y和Z。所述第一组分组A具有组浓度c_A且所述第二组分组B具有组浓度c_B。此外，所述组分组A和B中的至少一个包含所述组分X、Y和Z中的至少两种。换句话说，至少所述第一组分组A包含所述组分X、Y和Z中的至少两种，或者至少所述第二组分组B包含所述组分X、Y和Z中的至少两种。例如，所述第一组分组A可包含所述组分X和Y且所述第二组分组可包含所述组分Z。

所述方法还包括确定所述绝缘流体的至少一个量(例如，压力、温度和/或密度)的方法要素，该量指示所述第一组分组A的组浓度c_A和所述第二组分组B的组浓度c_B。术语“指示”在这方面是指所述第一组分组A和所述第二组分组B的组浓度c_A和c_B可使用所述至少一个量导出。任选多个这样的量可由所述绝缘流体确定。

具体地讲，所述方法包括借助于至少一个传感器测定多个测量变量(例如，指示所述绝缘流体的压力p和/或温度T和/或密度ρ)的方法要素。随后，指示所述第一组分组A和所述第二组分组B的组浓度c_A和c_B的所述至少一个量使用这些测量变量确定。因此，通过测量所述一个或多个测量变量，较容易地确定所述第一组分组A和所述第二组分组B的组浓度c_A和c_B。