确定绝缘气体的泄漏率的制作方法

文档序号:9240239阅读:500来源:国知局
确定绝缘气体的泄漏率的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及使用具有高介电潜能(dielectric potential)的气体来监控高电压(high-voltage)设备。
[0002]更具体地,本发明涉及确定绝缘气体从电气系统的气体绝缘室的泄漏率。
[0003]为了保护环境,必须控制诸如六氟化硫SF6之类的绝缘气体的释放。六氟化硫SF6是京都协定书(Kyoto protocol)以及2003/87/EC指令中所指定的温室气体之一。六氟化硫SF6的全球变暖潜能(global warming potential, GffP)是二氧化碳(1)2的22800倍。
[0004]因此,必须监控绝缘气体从气体绝缘开关设备(gas-1nsulated switchgear,GIS)/气体绝缘线路(gas-1nsulated line,GIL)类的高电压设施的泄漏率。
【背景技术】
[0005]在GIS上使用具有触点的密度监控器是已知的。这些机电设备被校准以在GIS的制造商所设置的压力值下激活。这些设备可以给出该开关设备的介电强度的状态,但是在任何情况下都不能被告知气体损耗量或气体泄漏率。
[0006]气体密度的模拟传感器/发射器(还被称为密度计)可被用于测量并发送表示封闭在GIS的隔室中的绝缘气体密度的幅值,但是该气体密度的模拟传感器/发射器对该设施的高电压环境所造成的电磁干扰非常敏感。
[0007]所述密度计可以推导出趋势曲线,但是仅具有百分之几的精度。这样的精度不足以监控绝缘气体从GIS/GIL类的设施的泄漏率。
[0008]可以利用红外相机来观测SF6气体泄露。然而,这不能对气体损耗量进行量化。
[0009]假设正在泄露的SF6的隔室需要从SF6的容器填充,那么还可以在每次填充(top-up)之前和之后对该容器进行称重,以在最后一次填充后推导出损耗量并由此推导出泄漏率。然而,两次填充之间可以间隔数年。在两次填充之间,不能获得与气体的泄漏率有关的信息。

【发明内容】

[0010]本发明旨在通过提供一种确定绝缘气体从电气设施的气体绝缘GIS隔室的泄漏率的方法来克服现有技术的问题,所述电气设施具有多个相似的隔室;
[0011 ] 其特征在于,该方法包括以下步骤:
[0012]周期性地确定该设施的各个隔室的气体密度值;
[0013]根据先前确定的该设施的各个隔室的一系列气体密度值来确定各自的趋势线;
[0014]将所确定的趋势线的斜率进行相互比较;
[0015]当针对这些斜率之一的比较结果大于预定阈值时,对泄露进行检测;以及,在针对一个斜率检测到泄露的情况下,
[0016]确定与导致泄露被检测到的斜率相关联的隔室的泄漏率。
[0017]借助于本发明,可以确定绝缘气体的泄漏率,使得可以保证泄漏率维持在合同值(contractual value)以下和/或在出现泄露的情况下提醒操作员。根据与该设施的隔室相关联的斜率确定该泄漏率。
[0018]根据优选的特征,周期性确定所述设施的各个隔室的气体密度值包括:根据压力测量值和温度测量值确定存在于各个隔室中的气体的瞬时密度,以及在预定周期上计算所述瞬时密度的平均值。
[0019]因此,所述计算是在某一持续时间上做出的,所述持续时间根据可能的绝缘气体泄漏的进展、环境温度的变化以及负载曲线来确定。通常,这些是相对缓慢的现象。
[0020]根据优选的特征,各自的趋势线是在跨该系列气体密度值的活动窗内确定的。针对一个隔室所确定的每个新气体密度都对该系列值有所贡献,因而更新趋势线的斜率的计算也在考虑之中。
[0021 ] 这使得可以跟随气体密度值的进展。
[0022]根据优选的特征,当检测到针对所述隔室之一的斜率上的变化时,对所述趋势线的斜率进行比较。
[0023]当在有界观察窗内,一个趋势线相对于其他趋势线存在斜率上的漂移时,那么怀疑绝缘气体发生泄露。
[0024]趋势线的斜率的变化标记了观察窗的结束,在该观察窗内,对与多个相似隔室链接的斜率进行比较并计算泄漏率。
[0025]斜率的变化可以由周围空气的热变化产生,周围空气的热变化由外壳内部的气体运动或隔室中出现泄露而产生。
[0026]根据优选的特征,对所述趋势线的斜率进行比较包括:将所述斜率中的每个斜率与其余斜率的平均值比较以确定各个斜率的偏差。
[0027]因此,针对一个隔室所记录的每个趋势线与相似隔室的其他趋势线进行比较,并且这使得可以检测到不同于任一隔室的潜在行为。
[0028]根据优选的特征,检测泄露包括:选择绝对值最大的偏差并将所选择的偏差与所述预定阈值进行比较。
[0029]如果该偏差大于预定阈值,因此所选择的偏差对应于声明泄露的隔室。
[0030]根据优选的特征,泄漏率是根据所选择的最大偏差来确定的。
[0031]本发明还提供了一种确定绝缘气体从电气系统的气体绝缘隔室的泄漏率的设备,所述电气系统具有多个相似的隔室;
[0032]其特征在于,该设备包括:
[0033]周期性地确定该设施的各个隔室的气体密度值;
[0034]根据先前所确定的该设施的各个隔室的一系列气体密度值确定各自的趋势线;
[0035]用于将所确定的趋势线的斜率进行相互比较的装置;
[0036]用于当针对所述斜率之一的比较结果大于预定阈值时对泄露进行检测的装置;以及,在针对一个斜率检测到泄露的情况下,
[0037]用于确定与导致泄露被检测到的斜率相关联的隔室的泄漏率的装置。
[0038]本发明还提供了一种包括如上所述的设备的电气设施。
[0039]该设备与设施呈现出与以上所述优点相似的优点。
[0040]在具体的实施方式中,本发明的方法的步骤由计算机程序指令执行。
[0041]因此,本发明还涉及一种数据介质上的计算机程序,所述程序适用于在计算机上运行,所述程序包括用于执行如上所述的方法的步骤的指令。
[0042]该程序可以使用任一编程语言,并且可以采用源代码、目标代码、或介于源代码与目标代码之间的代码中间物,例如采用部分编译的形式或任意其他需要的形式。
[0043]本发明还提供了一种数据介质,该数据介质由计算机可读并包括适于实施如上所述的方法的步骤的计算机程序指令。
[0044]该数据介质可以是能够存储程序的任意实体或设备。通过示例的方式,该数据介质可以包括存储装置,例如,诸如光盘(CD) ROM或微电子ROM之类的只读存储器(ROM),或者诸如软盘或硬盘之类的磁记录装置。
[0045]此外,该数据介质可以是适于经由电缆或光缆、通过无线电、通过电磁波导,或通过其它方法进行传输的可传输介质,例如电信号、光信号或电磁信号。特别地,本发明的程序可以通过互联网类型的网络进行下载。
[0046]可替换地,该数据介质可以是并入有所述程序的集成电路,该电路适于执行本发明的方法或用在本发明的方法的执行中。
【附图说明】
[0047]在阅读以下以非限制示例方式并参照附图给出的优选实施例的说明时,其他特征和优点是显而易见的,附图中:
[0048]图1a为本发明的第一实施例中的第一高电压电气设施的框图,该第一高电压电气设施具有气体绝缘隔室,并安装有用于确定绝缘气体从气体绝缘隔室的泄漏率的设备;
[0049]图1b为本发明的第二实施例中的第二高电压电气设施的框图,该第二高电压电气设施具有气体绝缘隔室,并安装有用于确定绝缘气体从气体绝缘隔室的泄漏率的设备;
[0050]图2示出了对绝缘气体从本发明的气体绝缘隔室的泄漏率进行确定的方法;
[0051]图3示出了图3的方法的子步骤;以及
[0052]图4示出了根据本发明所确定的趋势线。
【具体实施方式】
[0053]在图1a中所示的第一优选实施例中,三相电气设施包括气体绝缘隔室C1、C2以及C3,每个隔室对应于该设施的一个电相。
[0054]这三个隔室C1、C2以及C3具有相似的结构、尺寸和体积。隔室的长度可以是数十厘米高达数十米。隔室具有一个或更多从隔室中穿过的导体,并且电流可潜在地在导体中流动。每个隔室具有金属外壳,隔室被填充有处于压力下的气体并呈现出介电性能,以确保该外壳的导体的电绝缘。每个隔室的末端被绝缘且密封的阻隔件所封闭。以示例的方式,该绝缘气体是六氟化硫SF6。
[0055]温度传感器CT1、CT2、CT3和压力传感器CP1、CP2、CP3被分别安装在各个隔室Cl、C2、C3中,以测量绝缘气体的温度和压力。温度传感器和压力传感器是不同的或者它们被封装在单个发射器中。每个传感器具有各自的微处理器并以数字方式与获取单元UA通信,该获取单元UA自身连接到数据处理器单元UT。该获取单元可以是远程的,或者可以被封装在发射器中。每个温度传感器和压力传感器的输出端连接到获取单元UA的输入端,获取单元的输出端连接到数据处理器单元UT的输入端。
[0056]应该观察到的是,本发明可以使用密度发射器或密度监控器来实施。
[0057]如下所述,数据处理器单元UT处理这些测量以及自身如何被使用。
[0058]数据处理器单元UT被连接到数据库BD,该数据库存储所有计算和测量的数据。该数据处理器单元还被连接到人机界面INT,该人机界面尤其可以在检测到泄露的情况下通知操作员。
[0059]图1b示出了包括气体绝缘隔室的电气设施的第二实施例。在该实施例中,该设施不是三相设施,而是单相设施。
[0060]这个设施通常包括与第一实施例的元件相同的元件。为了简化,相同的标记指定相似的元件。
[0061]该单相设施因而包括三个
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