[發(fā)明專(zhuān)利]用于確定絕緣液體填充的電氣設(shè)備的相對(duì)濕度的方法和裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200980114943.4
• 申請(qǐng)日: 2009-03-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102017030A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: G·安德森;B-O·斯特尼斯塔姆
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: ABB技術(shù)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01F27/14
• 分類(lèi)號(hào): H01F27/14;G01N33/28;H01F27/40;H02H7/04
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 王茂華;龐淑敏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于確定絕緣液體填充的電氣設(shè)備的相對(duì)濕度的方法和裝置，該電氣設(shè)備包括容納絕緣液體和氣體的容器和連通單元，該連通單元提供容器的氣體和外部環(huán)境的氣體的連通，并且提供對(duì)通過(guò)連通單元的氣體的脫水。

背景技術(shù)

絕緣液體填充的電氣設(shè)備，比如變壓器，抽頭變換器或者開(kāi)關(guān)設(shè)備，是在需要隔離和冷卻的應(yīng)用中使用的設(shè)備。電氣單元浸沒(méi)在具有適當(dāng)?shù)慕殡姾屠鋮s性質(zhì)的絕緣液體中。該電氣單元封閉在容納絕緣液體和氣體的容器中，該氣體諸如空氣，氫氣和諸如此類(lèi)的氣體。具有浸沒(méi)的電氣單元的容器還可以連接到包含絕緣液體和氣體的膨脹箱。絕緣液體具有包括絕緣液體和氣體之間的界面的表面。

絕緣液體的相對(duì)濕度的值對(duì)于絕緣液體填充的電氣設(shè)備的功能而言是重要的。絕緣液體的相對(duì)濕度是在某一溫度下水汽含量和絕緣液體的最大可能的水汽含量的比率。絕緣液體填充的電氣設(shè)備的故障在覆蓋電氣單元的絕緣液體的相對(duì)濕度太高的情況下可能發(fā)生。絕緣液體的相對(duì)濕度的變化對(duì)于絕緣液體的介電耐受性具有巨大影響。在絕緣液體的高相對(duì)濕度下，絕緣液體的介電耐受性低。絕緣液體的介電耐受性還受到絕緣液體中的顆粒污染的影響，比如來(lái)自電氣單元的電極的金屬顆粒。如果絕緣液體的介電耐受性低，可能發(fā)生電氣單元中的閃絡(luò)，這可能損壞或者限制電氣設(shè)備的功能。

按照經(jīng)驗(yàn)，以規(guī)則的間隔來(lái)分析和維護(hù)高壓設(shè)備的絕緣液體。還可以獲取絕緣液體的樣本，來(lái)測(cè)量絕緣液體中的水汽的量，以便確定絕緣液體的相對(duì)濕度。更換絕緣液體和獲取絕緣液體的樣本的操作是費(fèi)時(shí)的，因此導(dǎo)致電氣設(shè)備較高的運(yùn)行成本。取而代之，可以將水汽傳感器放置在絕緣液體中。然而，測(cè)量液體中的水汽需要昂貴的傳感器。

電氣設(shè)備在工作時(shí)產(chǎn)生熱量，這引起局部溫度升高。這對(duì)于抽頭變換器和類(lèi)似的開(kāi)關(guān)設(shè)備而言尤其如此，其中機(jī)械接觸開(kāi)關(guān)在切換點(diǎn)之間具有高電勢(shì)的情況下持續(xù)閉合和斷開(kāi)。在開(kāi)關(guān)操作中，絕緣液體可分解為氣體，這些氣體需要被釋放。因此，容器需要與外部環(huán)境連通。外部環(huán)境是包圍絕緣液體填充的電氣設(shè)備的環(huán)境，比如圍繞容器的空氣。到外部環(huán)境的連通通常通過(guò)連通單元(比如脫水通氣裝置)來(lái)進(jìn)行。

連通單元提供容器的氣體和外部環(huán)境之間的連通。因此，氣體可以通過(guò)連通單元并且容器內(nèi)的壓力將保持在外部環(huán)境的壓力下。當(dāng)絕緣液體例如被電氣單元加熱時(shí)，絕緣液體膨脹并且容器內(nèi)的氣體通過(guò)連通單元被壓出到外部環(huán)境中。反之，當(dāng)絕緣液體冷卻時(shí)，絕緣液體的體積下降并且來(lái)自外部環(huán)境的氣體通過(guò)連通單元被吸入到容器中。此外，連通單元具有對(duì)通過(guò)連通單元的氣體提供脫水的功能，即連通單元具有去除在容器和外部環(huán)境之間流通的氣體的水汽的能力。如果流通單元的該功能很差，絕緣液體的相對(duì)濕度可能增加，這可能導(dǎo)致電氣設(shè)備的故障。

US20060162304示出了用于油隔離的電氣設(shè)備的減濕器。水汽傳感器設(shè)置在設(shè)備的外殼和減濕器中的加熱器之間。來(lái)自水汽傳感器的信息用于控制減濕器中的加熱器，加熱器具有使減濕器再生的功能。然而，該減濕器沒(méi)有確定油中的相對(duì)濕度的能力。此外，沒(méi)有公開(kāi)用于測(cè)試減濕器去除水汽的能力的措施。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個(gè)目的是提供用于確定絕緣液體填充的電氣設(shè)備的相對(duì)濕度的方法。

該目的通過(guò)如權(quán)利要求1所限定的方法而實(shí)現(xiàn)。

該方法包括：

持續(xù)地測(cè)量和存儲(chǔ)容器中的氣體的相對(duì)濕度，

基于在一定時(shí)間段內(nèi)的所述存儲(chǔ)的濕度測(cè)量，計(jì)算氣體的相對(duì)濕度的平均值，以及

基于氣體的相對(duì)濕度的所述平均值和在平衡態(tài)下氣體的相對(duì)濕度和絕緣液體的相對(duì)濕度之間的關(guān)系，確定絕緣液體的相對(duì)濕度。

相對(duì)濕度是物質(zhì)的水含量的度量。氣體的相對(duì)濕度是在某一溫度下氣體的水汽含量和最大可能水汽含量之間的比率。在平衡態(tài)下，在具有氣體和絕緣液體的封閉系統(tǒng)中，水從氣體到絕緣液體的擴(kuò)散以及反之的擴(kuò)散之間存在平衡。在此平衡態(tài)下，氣體的相對(duì)濕度和絕緣液體的相對(duì)濕度之間存在關(guān)系。該關(guān)系取決于溫度。由于連通單元，絕緣液體填充的設(shè)備是半開(kāi)放的系統(tǒng)，其不處于平衡態(tài)，從而所述關(guān)系不成立。然而，與氣體的相對(duì)濕度變化的速率相比，絕緣液體的相對(duì)濕度的變化緩慢地發(fā)生。氣體的相對(duì)濕度的平均值將代表容器的假定的平衡態(tài)，并且根據(jù)本發(fā)明用于確定絕緣液體的相對(duì)濕度。因此，基于氣體的相對(duì)濕度的所述平均值和在平衡態(tài)下氣體的相對(duì)濕度和絕緣液體的相對(duì)濕度之間的所述關(guān)系，來(lái)確定絕緣液體的相對(duì)濕度。