確定絕緣氣體的泄漏率的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及使用具有高介電潛能(dielectric potential)的氣體來監控高電壓(high-voltage)設備。
[0002]更具體地，本發明涉及確定絕緣氣體從電氣系統的氣體絕緣室的泄漏率。
[0003]為了保護環境，必須控制諸如六氟化硫SF6之類的絕緣氣體的釋放。六氟化硫SF6是京都協定書(Kyoto protocol)以及2003/87/EC指令中所指定的溫室氣體之一。六氟化硫SF6的全球變暖潛能(global warming potential, GffP)是二氧化碳(1)2的22800倍。
[0004]因此，必須監控絕緣氣體從氣體絕緣開關設備(gas-1nsulated switchgear,GIS)/氣體絕緣線路(gas-1nsulated line，GIL)類的高電壓設施的泄漏率。
【背景技術】
[0005]在GIS上使用具有觸點的密度監控器是已知的。這些機電設備被校準以在GIS的制造商所設置的壓力值下激活。這些設備可以給出該開關設備的介電強度的狀態，但是在任何情況下都不能被告知氣體損耗量或氣體泄漏率。
[0006]氣體密度的模擬傳感器/發射器(還被稱為密度計)可被用于測量并發送表示封閉在GIS的隔室中的絕緣氣體密度的幅值，但是該氣體密度的模擬傳感器/發射器對該設施的高電壓環境所造成的電磁干擾非常敏感。
[0007]所述密度計可以推導出趨勢曲線，但是僅具有百分之幾的精度。這樣的精度不足以監控絕緣氣體從GIS/GIL類的設施的泄漏率。
[0008]可以利用紅外相機來觀測SF6氣體泄露。然而，這不能對氣體損耗量進行量化。
[0009]假設正在泄露的SF6的隔室需要從SF6的容器填充，那么還可以在每次填充(top-up)之前和之后對該容器進行稱重，以在最后一次填充后推導出損耗量并由此推導出泄漏率。然而，兩次填充之間可以間隔數年。在兩次填充之間，不能獲得與氣體的泄漏率有關的信息。
【發明內容】
[0010]本發明旨在通過提供一種確定絕緣氣體從電氣設施的氣體絕緣GIS隔室的泄漏率的方法來克服現有技術的問題，所述電氣設施具有多個相似的隔室；
[0011 ] 其特征在于，該方法包括以下步驟:
[0012]周期性地確定該設施的各個隔室的氣體密度值；
[0013]根據先前確定的該設施的各個隔室的一系列氣體密度值來確定各自的趨勢線；
[0014]將所確定的趨勢線的斜率進行相互比較；
[0015]當針對這些斜率之一的比較結果大于預定閾值時，對泄露進行檢測；以及，在針對一個斜率檢測到泄露的情況下，
[0016]確定與導致泄露被檢測到的斜率相關聯的隔室的泄漏率。
[0017]借助于本發明，可以確定絕緣氣體的泄漏率，使得可以保證泄漏率維持在合同值(contractual value)以下和/或在出現泄露的情況下提醒操作員。根據與該設施的隔室相關聯的斜率確定該泄漏率。
[0018]根據優選的特征，周期性確定所述設施的各個隔室的氣體密度值包括:根據壓力測量值和溫度測量值確定存在于各個隔室中的氣體的瞬時密度，以及在預定周期上計算所述瞬時密度的平均值。
[0019]因此，所述計算是在某一持續時間上做出的，所述持續時間根據可能的絕緣氣體泄漏的進展、環境溫度的變化以及負載曲線來確定。通常，這些是相對緩慢的現象。
[0020]根據優選的特征，各自的趨勢線是在跨該系列氣體密度值的活動窗內確定的。針對一個隔室所確定的每個新氣體密度都對該系列值有所貢獻，因而更新趨勢線的斜率的計算也在考慮之中。
[0021 ] 這使得可以跟隨氣體密度值的進展。
[0022]根據優選的特征，當檢測到針對所述隔室之一的斜率上的變化時，對所述趨勢線的斜率進行比較。
[0023]當在有界觀察窗內，一個趨勢線相對于其他趨勢線存在斜率上的漂移時，那么懷疑絕緣氣體發生泄露。
[0024]趨勢線的斜率的變化標記了觀察窗的結束，在該觀察窗內，對與多個相似隔室鏈接的斜率進行比較并計算泄漏率。
[0025]斜率的變化可以由周圍空氣的熱變化產生，周圍空氣的熱變化由外殼內部的氣體運動或隔室中出現泄露而產生。
[0026]根據優選的特征，對所述趨勢線的斜率進行比較包括:將所述斜率中的每個斜率與其余斜率的平均值比較以確定各個斜率的偏差。
[0027]因此，針對一個隔室所記錄的每個趨勢線與相似隔室的其他趨勢線進行比較，并且這使得可以檢測到不同于任一隔室的潛在行為。
[0028]根據優選的特征，檢測泄露包括:選擇絕對值最大的偏差并將所選擇的偏差與所述預定閾值進行比較。
[0029]如果該偏差大于預定閾值，因此所選擇的偏差對應于聲明泄露的隔室。
[0030]根據優選的特征，泄漏率是根據所選擇的最大偏差來確定的。
[0031]本發明還提供了一種確定絕緣氣體從電氣系統的氣體絕緣隔室的泄漏率的設備，所述電氣系統具有多個相似的隔室；
[0032]其特征在于，該設備包括:
[0033]周期性地確定該設施的各個隔室的氣體密度值；
[0034]根據先前所確定的該設施的各個隔室的一系列氣體密度值確定各自的趨勢線；
[0035]用于將所確定的趨勢線的斜率進行相互比較的裝置；
[0036]用于當針對所述斜率之一的比較結果大于預定閾值時對泄露進行檢測的裝置；以及，在針對一個斜率檢測到泄露的情況下，
[0037]用于確定與導致泄露被檢測到的斜率相關聯的隔室的泄漏率的裝置。
[0038]本發明還提供了一種包括如上所述的設備的電氣設施。
[0039]該設備與設施呈現出與以上所述優點相似的優點。
[0040]在具體的實施方式中，本發明的方法的步驟由計算機程序指令執行。
[0041]因此，本發明還涉及一種數據介質上的計算機程序，所述程序適用于在計算機上運行，所述程序包括用于執行如上所述的方法的步驟的指令。
[0042]該程序可以使用任一編程語言，并且可以采用源代碼、目標代碼、或介于源代碼與目標代碼之間的代碼中間物，例如采用部分編譯的形式或任意其他需要的形式。
[0043]本發明還提供了一種數據介質，該數據介質由計算機可讀并包括適于實施如上所述的方法的步驟的計算機程序指令。
[0044]該數據介質可以是能夠存儲程序的任意實體或設備。通過示例的方式，該數據介質可以包括存儲裝置，例如，諸如光盤(CD) ROM或微電子ROM之類的只讀存儲器(ROM)，或者諸如軟盤或硬盤之類的磁記錄裝置。
[0045]此外，該數據介質可以是適于經由電纜或光纜、通過無線電、通過電磁波導，或通過其它方法進行傳輸的可傳輸介質，例如電信號、光信號或電磁信號。特別地，本發明的程序可以通過互聯網類型的網絡進行下載。
[0046]可替換地，該數據介質可以是并入有所述程序的集成電路，該電路適于執行本發明的方法或用在本發明的方法的執行中。
【附圖說明】
[0047]在閱讀以下以非限制示例方式并參照附圖給出的優選實施例的說明時，其他特征和優點是顯而易見的，附圖中:
[0048]圖1a為本發明的第一實施例中的第一高電壓電氣設施的框圖，該第一高電壓電氣設施具有氣體絕緣隔室，并安裝有用于確定絕緣氣體從氣體絕緣隔室的泄漏率的設備；
[0049]圖1b為本發明的第二實施例中的第二高電壓電氣設施的框圖，該第二高電壓電氣設施具有氣體絕緣隔室，并安裝有用于確定絕緣氣體從氣體絕緣隔室的泄漏率的設備；
[0050]圖2示出了對絕緣氣體從本發明的氣體絕緣隔室的泄漏率進行確定的方法；
[0051]圖3示出了圖3的方法的子步驟；以及
[0052]圖4示出了根據本發明所確定的趨勢線。
【具體實施方式】
[0053]在圖1a中所示的第一優選實施例中，三相電氣設施包括氣體絕緣隔室C1、C2以及C3，每個隔室對應于該設施的一個電相。
[0054]這三個隔室C1、C2以及C3具有相似的結構、尺寸和體積。隔室的長度可以是數十厘米高達數十米。隔室具有一個或更多從隔室中穿過的導體，并且電流可潛在地在導體中流動。每個隔室具有金屬外殼，隔室被填充有處于壓力下的氣體并呈現出介電性能，以確保該外殼的導體的電絕緣。每個隔室的末端被絕緣且密封的阻隔件所封閉。以示例的方式，該絕緣氣體是六氟化硫SF6。
[0055]溫度傳感器CT1、CT2、CT3和壓力傳感器CP1、CP2、CP3被分別安裝在各個隔室Cl、C2、C3中，以測量絕緣氣體的溫度和壓力。溫度傳感器和壓力傳感器是不同的或者它們被封裝在單個發射器中。每個傳感器具有各自的微處理器并以數字方式與獲取單元UA通信，該獲取單元UA自身連接到數據處理器單元UT。該獲取單元可以是遠程的，或者可以被封裝在發射器中。每個溫度傳感器和壓力傳感器的輸出端連接到獲取單元UA的輸入端，獲取單元的輸出端連接到數據處理器單元UT的輸入端。
[0056]應該觀察到的是，本發明可以使用密度發射器或密度監控器來實施。
[0057]如下所述，數據處理器單元UT處理這些測量以及自身如何被使用。
[0058]數據處理器單元UT被連接到數據庫BD，該數據庫存儲所有計算和測量的數據。該數據處理器單元還被連接到人機界面INT，該人機界面尤其可以在檢測到泄露的情況下通知操作員。
[0059]圖1b示出了包括氣體絕緣隔室的電氣設施的第二實施例。在該實施例中，該設施不是三相設施，而是單相設施。
[0060]這個設施通常包括與第一實施例的元件相同的元件。為了簡化，相同的標記指定相似的元件。
[0061]該單相設施因而包括三個