[发明专利]包含气体绝缘装置，特别是气体绝缘变压器或反应器的电设备

说明书

本发明涉及包含气体绝缘变压器(101)或反应器的电设备(1)。所述电设备(1)包含封闭内部空间(14)的外壳(12)，所述内部空间的至少一部分限定含有包含有机氟化合物的介电绝缘流体的绝缘空间(16)，且电部件(18)布置在所述绝缘空间(16)中并被所述绝缘流体围绕。所述电部件(18)包含至少一个绕组(20，22)。所述电设备(1)还包含电连接器(32)，用于通过使至少一个绕组(20，22)与电网连接，使所述装置(10)从非操作状态到操作状态。所述设备(1)还包含辅助电源(34)，当所述装置(10)在非操作状态时，所述辅助电源可与至少一个绕组(20，22)连接。

本发明涉及电设备以及气体绝缘电装置，特别是气体绝缘变压器或反应器。

变压器和反应器为本领域公知的。通常，变压器指定经感应耦合的导体(即，变压器绕组)将电能从一个电路传输到另一电路的设备。在第一(“初级”)绕组中的电流在磁芯中产生磁场，所述磁场在第二(“次级”)绕组中引发电压。该效应称为互感。

在本发明的含义内，反应器指定用于在电路中阻断高频交流电流同时允许较低频率或直流电流通过的感应器。与在任何情况下包含至少两个绕组的变压器相反，反应器可包含单独一个绕组。

包含绕组和磁芯的变压器或反应器的电部件的有源部分等其它部分必须取决于其间的介电需求而彼此绝缘。就绝缘而言，可分成不同类型的变压器(或类似的反应器)：

一方面，在干式变压器(或相应地反应器)中，包含绕组和磁芯的电部件不浸没在绝缘流体中；通常，其由常压空气围绕。

另一方面，在液体或气体绝缘变压器(或相应地反应器)中，电部件布置在填充有绝缘流体的槽或容器中。具体地讲，在液体绝缘变压器中，绝缘流体为液体，例如矿物油或硅油或酯油，或相应地在气体绝缘变压器中，绝缘流体为气体，例如处于大气压或高压下的SF₆或N₂。

对于高于36 kV的电压，通常使用气体绝缘或液体绝缘变压器(或相应地反应器)。由于绝缘流体相对高的绝缘性能和高的热性能，电部件的各部分之间的间隙相对小。

然而，液体绝缘变压器，且特别是油浸没的变压器，在严重的故障条件下承受着火和爆炸的风险。在敏感区域，例如地下变电站、城市区域、精炼厂和离岸装置，这可能是关键的。在这样的情况下，由于安全性原因，优选使用填充有非可燃气体的气体绝缘变压器。例如，使用SF₆作为绝缘气体的变压器已经在市场上可得。

在试图找到具有高绝缘性能同时具有低于SF₆的低全球变暖潜势(GWP)的备选绝缘流体中，例如在WO2011/048039中已提出在变压器中使用氟酮。

气体绝缘变压器需要在高于指定的最低操作温度(其可能例如低至-25℃)的环境温度下具有完全功能。因此，通常使用在操作条件(即，低至最低操作温度)下为气态的绝缘流体。

然而，氟酮具有相对高的沸点，且因此即使在高于最低操作温度的温度下承受冷凝的风险。然而，如果绝缘介质部分冷凝，电装置(特别是变压器或反应器)的介电承受能力或介电强度降低，意味着其可能不能被通电至完全定额的电压。

为了降低冷凝的风险，通常选择相对低分压的氟酮，再一次对绝缘流体的介电承受能力以及冷却能力具有影响。

当装置在非操作状态时，即，在与电网连接之前，冷凝的风险特别明显。在该状态下，不存在功率损失，且因此不产生热量；在内部空间中的温度可能因此不足以保持绝缘流体为气态。

在冷的环境中，即，远低于绝缘流体的露点，在操作期间可能甚至发生冷凝现象，即，当通过装置的功率损失产生的热量不足以保持温度高于露点时。特别是当不存在负荷或仅存在很小负荷的情况下。