[发明专利]用于操作电气设备的方法和电气设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于操作流体绝缘电气设备的方法。此外，它涉及具有实现这种方法的分析和控制单元的这种电气设备以及包括这种电气设备的输电网。

背景技术

液体和/或气体状态(即，流体)的介电绝缘介质广泛地应用于绝缘多种电气设备、例如开关设备和变压器中的带电部分。例如，中压或高压金属封装开关设备中的带电部分设置在气密间隔中，其以数巴的压力来包封绝缘气体，这将设备的间隔与带电部分电分隔。换言之，绝缘气体不允许电流从带电部分传递到间隔。常用介电绝缘气体是六氟化硫(SF₆)，其呈现优良绝缘和灭弧能力。但是，SF₆是温室效应的强促成因素，并且因而具有高全球变暖潜能值。因此，应当找到备选绝缘流体。

已经识别若干备选绝缘流体。这些备选中的一部分包括多分成流体混合物，即，它们包含一种以上分子或原子种类。发现这类绝缘流体混合物的某些性质对于电气设备的安全操作是切实可行的。作为示例，绝缘流体的介电击穿强度与混合物成分的浓度比以及与总流体压力极为相关。为了保持混合物的绝缘特征以及因而保持电气设备的安全性和功能性，绝缘流体的不同流体成分的浓度以及流体中的微粒的总数必须保持恒定或者至少在某些边界之内保持恒定。此外，需要确保绝缘气体混合物的某个纯度水平。为此，传感器装置用于绝缘流体的离线监测。

US 2002/0095262 A1和US 7184895 B2描述用于监测由至少两个成分所组成的气体绝缘介质中的成分的比例的方法和装置。

R. Kurte等人的发表物“Application of infrared spectroscopy to monitoring gas insulated high-voltage equipment: electrode material-dependent SF6 decomposition”(Anal. Bioanal. Chem. (2002) 373：639-646)描述红外光谱系统用来确定来自SF₆绝缘放电室中的放电的污染物。

US 5218212 A公开一种在光学上检测流体的化学变化的装置。

US 2008/135817 A1公开一种具有低全球变暖潜能值的气体介电化合物。

US 4052555 A公开气体介电组成。

DE 202009009305 U1公开一种具有绝缘介质的电气开关设备。

GB 2126790 A公开一种三相断路器面板。

但是，所公开方法和装置的缺点在于，它们没有监测多成分绝缘流体，并且没有得出电气设备的操作状态或者各种操作状态。

发明内容

因此，本发明的一般目的是提供一种用于操作电气设备的改进方法。本发明的另一目的是提供一种实现这种操作方法的电气设备。本发明的又一目的是提供一种包括这种电气设备的输电网。本发明的又一目的是提供一种实现这种方法的计算机程序要素。

这些目的通过独立权利要求的方法和装置来实现。

相应地，一种用于操作流体绝缘电气设备(例如气体绝缘中压或高压开关设备、气体绝缘线路或者气体绝缘变压器)的方法包括对电气设备的绝缘流体执行至少一个光学测量和/或至少一个气体色谱测量。在光学测量以及氧化色谱测量的情况下，测量能够同时或者相继执行。

本文中的术语“光学测量”涉及包括绝缘流体原子或分子与光子之间的相互作用的绝缘流体的物理性质的实验量化。示例为

- 通过例如在例如0.2微米(μm)与20微米(μm)之间的至少一个光子波长的多路分光镜的光学吸收测量，或者

- 例如在100 nm与400 nm之间的至少一个荧光激发波长和/或在350 nm与600 nm之间的至少一个荧光发射波长的荧光测量。

- 通过例如在0.2 μm与20 μm之间的范围中的光学激发、之后接着使用例如话筒对绝缘流体的声响应的检测的光声测量。

本文中的术语“气体色谱测量”涉及包含绝缘流体和运载流体(称作“移动相”)的原子或分子与固定材料(称作“固相”)之间的相互作用的绝缘流体的至少一个流体成分的物理性质(例如保留时间)的实验量化。这个固相例如能够位于气体色谱柱中。