[发明专利]用于气体绝缘开关设备的气体监测系统

说明书

本发明涉及一种气体监测系统(1)，该气体监测系统(1)包括气体绝缘开关设备(10)，其中气体绝缘开关设备(10)具有至少两个分开的腔室(11，12)，该至少两个分开的腔室(11，12)被填充有围绕高压或中压部件(16)的绝缘气体(15)，该气体监测系统(1)进一步包括连接到第一腔室(11)的第一传感器(21)和连接到第二腔室(12)的第二传感器(22)，两个传感器(21，22)都适于随时间测量这两个传感器的相应的腔室(11，12)中的绝缘气体(15)的物理特性，并且该气体监测系统(1)进一步包括计算机单元(25)，计算机单元(25)适于使用自适应滤波器(特别是维纳滤波器)从两个传感器测量值计算两个腔室(11，12)中的一个腔室中的绝缘气体(15)的泄漏率。

技术领域

本发明涉及一种用于气体绝缘开关设备(GIS)的气体监测系统。GIS通常在中压状态(10kV至100kV)和高压状态(100kV至1200kV)下操作。为了使电气部件(例如隔离开关、熔断器或断路器)绝缘，GIS填充有绝缘气体(诸如空气或SF6)。其他气体也被使用，并且目前正在由不同的制造商开发。

SF6在传统上一直是高压应用的气体选项。分子的对称布置使其具有极高的稳定性和介电性能。它的介电强度大约是大气压下空气的介电强度的三倍。因此，使用SF6作为绝缘气体的GIS可以比使用空气作为绝缘介质的设备要紧凑得多。此外，SF6是一种“自我修复的”电介质，因为它基本上不会因击穿而损坏。这使得SF6非常适合作为中断介质。

但是，SF6也被认为是一种非常强力的温室气体。US EPA报告说，SF6的大气寿命约为3200年，并且全球变暖潜力(100年期)是CO2的23,900倍。因此，SF6的使用受到严格控制和管制。GIS内部的制造缺陷可能导致SF6泄漏，从而影响环境，并同时降低GIS的绝缘性能。当绝缘气体损失过多时，由于不受控制的放电，它可能会产生潜在的灾难性影响。

背景技术

在技术上需要提供监测系统来测量GIS内部的绝缘气体量。通过这种系统，操作员能够在给定的装置中保持绝缘气体使用的库存，并产生早期警报以防止故障。然而，绝缘气体的通常的测量读数受环境条件(诸如太阳能辐射和温度波动)的影响很大。这些条件会给气体密度测量带来显著的噪声，这会给测量带来误差，并增加提供可靠测量所需的数据量。此外，由于噪声波动可能被解释为泄漏，因此可能会引发潜在的假警报。

先前，有人建议通过使用简单的线性回归算法来标识绝缘气体的泄漏率。这种算法将从给定数目的数据点计算数据的趋势。据估计，通常需要高达28天的数据点才能准确计算泄漏率。这将降低系统的有效性，因为泄漏可能在28天时段之前发生。此外，线性回归算法不考虑任何环境因素，因此容易出错。Rudd等人在“Circuit breaker prognosticsusing SF6 data”中已经描述了这种线性回归算法(IEEE Xplore：2011年10月10日；DOI：10.1109/PES.2011.6039599)。

因此，有必要提供一种允许更准确地标识绝缘气体的泄漏率的GIS系统。特别地，需要泄漏率标识或预测，允许在相对较短的测量时间之后，特别是在不超过一天之后进行可靠的确定。

发明内容

为了解决这些问题，本发明提供了一种气体监测系统，该气体监测系统包括气体绝缘开关设备(GIS)，其中气体绝缘开关设备具有至少两个分开的腔室，该至少两个分开的腔室被填充有围绕高压或中压部件的绝缘气体，气体监测系统进一步包括连接到第一腔室的第一传感器和连接到第二腔室的第二传感器，两个传感器都适于随时间测量这两个传感器的相应的腔室中的绝缘气体的物理特性，并且该气体监测系统进一步包括计算机单元，计算机单元适于使用自适应滤波器(特别是维纳滤波器)从两个传感器测量值计算两个腔室中的一个腔室中的绝缘气体的泄漏率。