CN1199857A - 监测高电压设备外壳的漏气率的方法 - Google Patents

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Abstract

本方法包括:i)借助一温度补偿压力传感器(1),在夜间时期以有规律的时间间隔作出气体(7)的一系列的密度记录(ρi);ii)对气体密度记录(ρi)以一小时的间隔进行处理(62),每一小时的间隔获取一个小时气体(7)密度平均值(ρH);iii)对在每一小时间隔结束时得到的小时平均值(ρH)进行处理(63),以在夜间时期结束时给出一个气体密度日平均值(ρD);和iv)通过在两个不同的夜间时期结束时得到的平均密度(ρD)之间取其差值,确定(64)外壳(3)的漏气率(τ)。

Description

监测高电压设备外壳的漏气率的方法
本发明涉及一种对装有受压气体的高电压设备的外壳监测其漏气率的方法。
更详细地说，本发明适合对一种象六氟化硫SF6之类的介电气体监测其漏气率，所述气体装于一个对断路器之类的高电压设备提供电屏蔽的外壳中，其压力处于几个巴至10巴的范围内。
在已知的方式中，根据装于外壳内的气体的密度计算漏气率，在此，密度本身是用一个温度补偿压力传感器测定的。应当说，用一个和压力传感器不同的温度传感器也能进行补偿。尽管如此，但一个单独的传感器可简化组件。
必须把温度补偿压力传感器固定到外壳的外壁上，以避免在高电压的作用下在外壳与断路器之间保持电弧的危险；它一定具有通过一个穿过外壳最厚处的通路与气体连通的一个压力检测器和一个温度检测器。
所测温度一定要尽可能接近气体的温度。图1说明在某一给定压力P下气体密度ρ怎样随温度T而变。在温度T，气体有密度ρ。如果传感器得到一个不同于T的误差为ΔT(在图1实例中为正值)的温度T+ΔT，则对压力P进行的补偿会导致一个具有误差Δρ(在图1实例中为负值)的密度ρ-Δρ。
为了检测和跟踪断路器外壳漏气随时间的演变情况，必须使与密度传感器有关的测量误差同漏气引起的密度降低相比是可以忽略不计的。
假设在现场进行试验期间的年漏气率为1％的数量级。虽然所用传感器在一年期间的密度测量稳定性为0.2％的数量级，但已观察到，在每日密度平均值之间的差值达百分之。
试验表明，日光和电气设备发热构成密度测定中误差的两个主要源。由于日照量和流过设备的电流是变化的，外壳也每天经受温度变化。这些变化使气体与检测器之间产生温度差别，因为它们在穿过外壳最厚壁而形成的连通通路处不同地响应外壳的热影响。
因此，本发明之目的在于提出一种借助一个特性稳定的温度补偿压力传感器，监测高电压设备外壳的漏气率的方法，该方法在由外壳强加上述约束的情况下仍可简单地实施。
为此目的，本发明提供一种对一个装有受压气体的高电压设备的外壳监测其漏气率的方法，该方法包括：
i)借助一个在外壳的外面固定并且用一根通过外壳最厚处形成的通路与气体连通的温度补偿压力传感器，在夜间时期以有规律的时间间隔对气体的密度作一系列的记录；
ii)对在夜间时期获取的气体密度记录以每小时一次的间隔进行处理，每一小时的间隔给出一小时的气体密度平均值；
iii)对在每一小时间隔结束时获得的每小时平均值进行处理，以便在夜间时期结束时给出一天的气体密度平均值；和
iv)利用在两个不同的夜间时期结束时获得的平均密度之间的差值，确定外壳的漏气率。
夜间的压力和温度记录使得有可能在很大程度上消除关于密度测定的误差源。
在本发明的一个特定实施例中，夜间时期从午夜延续到4：00AM。在此期间，外壳几乎不经受温度变化，其原因在于：外壳和断路器所处场地的外界温度是稳定的，特别是没有日照，并且流过断路器的小电流也是稳定的。
在阅读图1至6所示一个实施例的描述时，会看出本发明的其它特点与优点。
图1是一条曲线，说明外壳中所装气体的密度怎样随给定压力下的温度而变化。
图2以截面方式说明高电压设备的外壳。
图3较详细地说明在外壳的外壁上固定的密度传感器。
图4说明装于外壳中和从传感器来看的气体的密度，怎样随流过高电压设备的电流而变化。
图5说明装于外壳中和从传感器来看的气体的密度，怎样随装置场地的外界温度而变化。
图6是一个流程图，说明为监测断路器的漏气率而获取和处理压力与温度记录的方法。
本发明涉及一种监测高电压设备的外壳的漏气率的方法。
在图2中，以截面方式示出一个管状金属外壳3，用阴影区5表示断路器。外壳是封闭的，装有一种介电气体7，例如六氟化硫SF6或氮气N2。举例来说，气体的密度可以处于23克每升(g/l)到50g/l的范围内，这相当于压力处于4.5巴到8巴的范围内。
本发明使用一种包括一个压力检测器和一个温度检测器的传感器。在图3中，在外壳的外壁4上固定一个传感器1。用一个衬垫11提供密封。在外壳3的最厚部分加工出一个带有螺纹的通路9，并且接收一个用于固定传感器的固定环15。一个锁紧螺母13确保把传感器1可靠地固定到外壳的外壁4上。
所述传感器包括一个例如由弹性膜构成的压力检测器1A，和一个例如由铂元件构成的温度检测器1B。两个检测器都用通路9与气体7连通。它们都不从外壳2的内壁突出，内壁是光滑地抛光的。
传感器根据温度补偿压力确定气体的密度。外壳3的局部温度变化会影响装于通路9中的气体7和温度检测器1B。在白天，外壳的温度随日照而变，且随流过断路器的电流而变。
图4说明由传感器测到的密度ρ的变化，画出ρ随流过断路器的电流I而变的曲线，这是在安装断路器的场地在恒定外界温度Text下得出的。即使实际密度保持恒定，传感器也测得这种变化。同样，图5说明由传感器测到的密度ρ的变化，画出在流过断路器的电流I是恒定的情况下ρ随外界温度Text变化的曲线；即使实际密度保持恒定，传感器也测到这种变化。
这两个图说明一些实验结果，结果表明，只要电流I和外界温度Text是低的，传感器测到的密度ρ就是基本上恒定的。
本发明的方法通过在夜间时期，最好在午夜与4：00AM之间，获取压力和温度记录，就可获得这些实验的有利条件。这是一个电流I与外界温度Text皆小的时期，因为电气线路上的需求低且基本恒定，和因为没有日照。
一个用于检测约1％的年漏气率τ的检测器要求它的传感器具有瞬时测量精度，这比市场上可买到的大多数传感器的精度要高得多。这就是为什么不以实时，而以有规律的时间间隔，获取压力P和温度T的原因。在图6的实例中，在方框60内，在从午夜延续到4：00AM的夜间时期，每6分钟记录一次气体的密度值ρi。
用一小时一次的间隔处理在夜间时期获取的记录，每一小时的间隔得出一个气体密度平均值ρH。在图6中，把夜间时期分成4小时，每个小时都在方框62中给出一个一小时的平均值ρH，ρH是根据10个在每个小时时期获取的相继记录算出来的，并被存入一个存储器中。
然后对一小时间隔的平均值进行处理，以便在夜间时期结束时，给出一个气体密度的平均值ρD。在图6的实例中，在方框63中根据4个一小时的平均值ρH计算一日的平均值ρD，然后把它存入一个存储器中。
通过在两个不同的夜间时期结束时获得的平均密度之间取其差值，可确定断路器的漏气率τ。在图6的实例中，在方框64中，通过在两个被间隔一年的夜间时期的平均密度ρD与ρD+365之间取其差值，可计算一个年漏气率τ。
如果在夜间时期的两个相继时刻，在两个相继的一小时间隔结束时得到的平均密度ρH之间的变化超过一个漏气率阈值S，并且假定该阈值的被超过快于用来计算漏气率τ的最短时间，则一个报警设备产生一个一小时一次的警报。
在图6的实例中，如果在一小时的密度ρH-1与ρH之间的一个第一变化和其后在一小时的密度ρH与ρH+1之间的一个第二变化均超过一个阈值漏气率S，则在方框61中生成一个警报，并且触发一个警报设备A。在这些情况下，相当于三天记录的12个最近的一小时密度值被存储于一个存储器中。其后的处理可以评定在每小时期间进行的测量的可靠性。
如果三天后没有产生警报，则擦除所述一小时的平均密度，并且只把一天的密度存入存储器中。

Claims (4)

1.一种对装有一种受压气体(7)的高电压设备(5)的外壳(3)监测其漏气率(τ)的方法，所述的方法包括：
i)借助一个固定于外壳(3)的外面并且由一根穿过外壳(3)的最厚部分形成的通路(9)连通气体(7)的温度补偿压力传感器(1)，在夜间时期以有规律的时间间隔作出(60)气体(7)的一系列的密度记录(ρi)；
ii)对在夜间期间获取的气体密度记录(ρi)以一小时的间隔进行处理(62)，每个一小时的间隔给出一个一小时的气体(7)密度的平均值(ρH)；
iii)对在每个一小时间隔结束时得到的一小时平均值(ρH)进行处理(63)，以便在夜间时期结束时给出一个一天的气体密度平均值(ρD)；和
iv)通过在两个不同的夜间时期结束时获取的平均密度(ρD)之间获取其差值，确定(64)外壳(3)的漏气率(τ)。
2.根据权利要求1的方法，其中，如果在夜间时期的两个相继的时刻，在两个相继的一小时间隔结束时得到的两个平均小时密度(ρH)之间的变化值超过(61)一个漏气率阈值(S)，则一个报警设备(A)生成一个一小时一次的警报。
3.根据权利要求1或2的方法，其中，通过在两个被间隔一年的夜间时期结束时得到的两个平均日密度(ρD，ρD+365)之间获取其差值，确定(64)外壳(3)的年漏气率(τ)。
4.根据权利要求3的方法，其中，夜间时期从午夜延续到4：00AM。
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