[发明专利]用于确定存在于电气设备的舱中的流体的流体成分的特性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及中高压开关技术的领域，且涉及一种用于光学地确定存在于电气设备的舱中的流体的流体成分的特性的方法，以及一种用于执行该方法的测量装置，特别是用于测量存在于高压开关设备中的绝缘气体和/或绝缘气体成分的特性(根据独立权利要求)。

背景技术

电气开关装置在中高压开关应用的领域中众所周知。它们例如用于在电气故障发生时中断电流。作为示例，填充有介电绝缘流体的断路器具有打开触点且使它们彼此远离的任务，以便避免电流，即使在源自电气故障本身的高电位的情况下。

介电绝缘流体广泛地应用于使多种电气开关装置(诸如气体绝缘开关设备(GIS))中的电气有源部分绝缘。例如，中或高压金属封装的开关设备中的电气有源部分布置在不透气体的舱中，该不透气体的舱包封具有若干巴压力的绝缘气体，该绝缘气体将设备的舱与其电气有源部分电气地分离。换句话说，绝缘气体不允许电流从电气有源部分流至舱。常用的介电绝缘气体为六氟化硫(SF₆)，其展示出极好的介电绝缘和电弧熄灭能力。然而，SF₆对温室效应而言为强大贡献者，且因此具有高的全球变暖潜能。因此，GIS的制造商争取备选绝缘流体。确定了若干备选绝缘流体。这些备选物中的一些包括多成分流体混合物，即它们包括多于一种分子或原子种类。发现的是，此类绝缘流体混合物的某些特性对电气设备的安全操作而言为强制的。作为示例，绝缘流体的介电击穿强度强烈地取决于混合流体成分的局部浓度比和总流体压力。

在提出的SF₆替换物的候选者中，与运载气体混合的具有5或6个碳原子(C5,C6)的氟酮(FK)似乎最有希望。FK报道成具有良好的介电特性，且与SF₆相反，FK对全球变暖仅具有较小影响，且在大气中迅速降解。

由于这些绝缘介质包括气体的混合物或由其组成，故有必要能够确定各种成分的浓度，特别是FK的浓度，以便确保电气设备的安全性和功能性。

除了气体成分的浓度之外，还存在维持和监测电气开关装置(例如，监测舱内的湿度积聚)的过程中涉及的许多其他相关方面和/或特性，这也可严重地影响此类电气开关装置的功能性。

在以下，将描述本发明以用于气体绝缘开关设备(GIS)，该用语将因此以电气开关装置的大体意义使用。

发明内容

本发明的目的在于改进具有流体绝缘(特别是具有气体绝缘)的电气开关装置的安全和维护能力，且使绝缘流体特性的维护和监测简化。

该目的根据相应的独立权利要求的特征由一种方法和一种测量装置解决，该方法用于确定存在于电气设备的舱中的流体的至少一种流体成分的特性，该测量装置用于执行该方法。

用于借助于测量装置(其布置在舱外且包括用于从舱接收一定量的流体的室)来确定存在于电气设备的舱中的流体的至少一种流体成分的特性的方法包括以下步骤或方法元件：

a)将测量装置附接于舱的端口，

b)可选地排空测量装置的室(即，步骤b)可省去)，

c)利用由光源发射的光在室中照射光路，

d)测量由光探测器接收的光的第一强度，

e)将流体从舱释放到室中，

f)测量由光探测器接收的光的第二强度，

g)从第一强度和第二强度计算流体成分的部分粒子密度，以及

h1)通过使用部分粒子密度来确定流体成分的特性；或

h20)测量室中的流体和/或光路中的流体部分的至少一个额外参数，且

h21)通过使用部分粒子密度和该至少一个额外参数来确定流体成分的特性。

要注意的是，该方法的步骤b)为优选的，然而不是必要的。这是由于事实上，反映用于获得第一强度的基准测量的该步骤也可在不吸收任何感兴趣的波长的光的气体(例如，氩)中执行。在该情况下，室不一定必须排空。

用于执行根据本发明的方法的测量装置包括：

-壳体，其包绕用于从电气设备的舱接收流体的室，

-光源，其用于发射光到光路中，

-光探测器，其用于接收由光源发射的光，

-至少一个连接元件，其用于将测量装置连接于电气设备的舱的端口，

-阀，其用于控制流体输送进和输送出室，

-至少数据采集和处理单元，其用于采集和/或处理测量和/或探测到的数据，以及

-控制器。

测量装置优选用于测量存在于高压开关设备的舱中的绝缘气体和/或绝缘气体成分的特性。