用于操作电气设备的方法和电气设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种用于操作流体绝缘电气设备的方法。此外，它设及具有实现该种 方法的分析和控制单元的该种电气设备W及包括该种电气设备的输电网。
【背景技术】
[0002] 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W数己的压力来包封绝缘气体，该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氣化硫 (SFe)，其呈现优良绝缘和灭弧能力。但是，SFe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。
[0003] 已经识别若干备选绝缘流体。该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W上分子或原子种类。发现该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W及与 总流体压力极为相关。为了保持混合物的绝缘特征W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W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。
[0004]US2002/0095262A1和US7184895B2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。
[0005]R.Ku;rte等人的发表物"Applicationofinfraredspectroscopyto monitoringgasinsulatedhigh-voltageequipment:electrodematerial-dependent SF6decomposition"(Anal.Bioanal.Chem. (2002) 373 ;639-646)描述红外光谱系统用 来确定来自SFe绝缘放电室中的放电的污染物。
[0006]US5218212A公开一种在光学上检测流体的化学变化的装置。
[0007]US2008/135817A1公开一种具有低全球变暖潜能值的气体介电化合物。
[0008]US4052555A公开气体介电组成。
[0009]DE202009009305U1公开一种具有绝缘介质的电气开关设备。
[0010] GB2126790A公开一种S相断路器面板。
[0011] 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】
[0012] 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该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该种 电气设备的输电网。本发明的又一目的是提供一种实现该种方法的计算机程序要素。
[0013] 该些目的通过独立权利要求的方法和装置来实现。
[0014] 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W及氧化色谱测量的情况下，测量能够 同时或者相继执行。
[0015] 本文中的术语"光学测量"设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（ym)与20微米（ym)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皿与400皿之间的至少一个巧光激发波长和/或在350皿与600皿 之间的至少一个巧光发射波长的巧光测量。
[0016]-通过例如在0. 2 ym与20 ym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。
[0017] 本文中的术语"气体色谱测量"设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。该个固相例如能够位于气体色谱柱中。
[0018] 绝缘流体包括至少两个流体成分A和B，即，它包括至少第一流体成分A和第二流 体成分B的混合物。该个/该些流体成分A和/或B在电气设备的正常工作条件（例如房 间温度和压力）下能够是液体和/或气体，例如，流体成分B能够是空气或技术空气，W及 流体成分A例如能够是部分或完全氣化氣酬C5、C6或C7其中之一（参见W下定义）。绝 缘流体包封在电气设备的至少一个间隔中，W用于绝缘例如电气设备的带电部分。
[0019] 在实施例中，第一流体成分A的分子量与第二流体成分B的分子量相差具体为至 少2倍、具体为至少5倍。
[0020] 然后，第一绝缘流体的第一流体成分A的第一浓度使用光学测量来得出（第一选 项）。如果使用气体色谱测量（第二选项，作为替代或补充），则第一流体成分A的第一浓 度或所述第一浓度使用气体色谱测量来得出。
[0021] 此外，得出绝缘流体的第二流体成分B的第二浓度。
[0022] 流体成分A和B不是污染物（例如来自例如绝缘流体或者电气设备的其他部分的 分解产物），具体来说它们是绝缘流体的预计组分。本文中的术语"污染物"或"分解产物" 设及不是绝缘流体的先验或预期组分的化学物质或混合物。作为示例，由于电气设备的操 作期间的高压电弧或部分放电，该类污染物能够从绝缘流体的原始存在流体成分来产生。 换言之，污染物是化学物质，其不是特意存在于电气设备的绝缘流体中。
[0023] 本文中的术语"浓度"定义 -指示每体积单位的量、例如每体积单元的粒子数、每体积单位的摩尔或者数密度的 量（具有单位），或者 -指示比率、例如摩尔分数、压力归一化部分压力、体积分数、质量分数和密度分数的 数量（没有单位）。
[0024] 然后，电气设备的操作状态使用绝缘流体混合物的第一流体成分的第一浓度并且 使用绝缘流体混合物的第二流体成分的第二浓度来得出。
[0025] 本文中的术语"操作状态"设及指示其对正常、即未扰动操作的可用性的电气设备 的状态。电气设备的操作状态能够从多个可能操作状态中选取。电气设备的可能操作状态 例如能够包括"操作"和"故障"。因此，电气设备的当前操作状态能够使用绝缘流体的第 一和第一流体成分的浓度来确定，W及可选地能够根据电气设备的操作状态采取其他措施 (例如紧急关闭）。
[0026] 在一实施例中，该方法还包括采用绝缘流体至少部分填充或补充间隔。该个步骤 例如能够在电气设备的调试、即安装期间或者在电气设备的维护期间执行。然后，执行光学 测量和/或气体色谱测量的步骤在间隔的填充或补充期间和/或之后执行。因此，（一个 或多个）测量能够对用于电气设备的实际操作的绝缘流体来执行。因此，潜在测量误差降 低，因为（一个或多个）测量在填充之间、在电气设备中而不仅是对绝缘流体进行。
[0027] 在一实施例中，光学测量和/或气体色谱测量、第一浓度的得出、第二浓度的得出 和操作状态的得出由电气设备本身执行。换言之，没有独立传感器装置或其他测量单元是 必需的，但是所有所需传感器和处理单元是电气设备的持久部分。因此，电气设备提供"自 行诊断"或"自行监测"功能性，因而降低维护工作量和成本。此外，较少附加设备需要携带 到站点用于调试或维护。
[0028] 在另一个实施例中，光学测量和/或气体色谱测量、第一浓度的得出、第二浓度的 得出和操作状态的得出中的至少一个或全部在电气设备的附加装置中执行。附加装置可持 久或暂时安装在电气设备。附加装置也可W是独立装置，其如测量或监测可要求地可连接 到电气设备，例如，附加或独立装置可W是液体地可连接的，即，可连接W将用于分析的样 本（例如在一示范实施例中经由自行密封绝缘流体端口）提取到至少一个或每个封装间 隔，和/或可W电气地或者经由数据传输线可连接到电气设备或GIS(氧化绝缘开关设备） 或变电站的控制单元。
[0029] 在另一个实施例中，绝缘流体的第二流体成分B的第二浓度还使用光学测量和/ 或使用气体色谱测量来得出。因此，不需要其他测量，并且成本和复杂度降低。
[0030] 作为替代或补充，绝缘流体的第二流体成分B的第二浓度使用密度测量或者使用 绝缘流体的压力和温度测量来得出（或者还推导到已经得出的第二浓度值）。因此，采用附 加测量原则，W及使用不同测量所得出的第二浓度值能够可选地相互比较。因此，能够降低 潜在测量误差，并且增强可靠性。
[0031] 在压力和/或温度和/或密度测量的情况下，得出第二浓度的步骤能够包括使用 状态的方程（即，"描述给定物理