专利名称：一种高精度测定电气装置箱体泄漏率的方法
技术领域：
本发明涉及一种根据一组密度值确定安置有传送电流的电气装置的箱体内在一定的压力下盛装的介电气体的泄漏率的方法，在相应的多对压力和温度值的基础上由记录和处理器单元计算每一个度值，该压力和温度值由从外侧固定在箱体上并且与介电气体保持联系的压力和温度传感器同时传递。
用于电力分配网的发生器或电路断路器构成了这样一种电气装置的应用，其中该箱体中盛装的介电气体是例如六氟化硫SF6。或者是处于纯净状态或者是处于与其它气体如空气或四氯化碳CCl4混合的状态，在几个巴压力下的SF6用于在打开电路断路器的时候抑制箱体内形成的电弧。
从外侧在箱体上安装所述的压力和温度传感器，并且这些压力和温度传感器通过穿过箱体壁的管道与介电气体保持联系。由这些传感器同时测量的压力和温度记录可以用来计算出在测量误差不确定度范围内的代表箱体内盛装的介电气体的实际密度的密度值。
已知考虑到在没有发生质量损失或介电气体从箱体内泄漏的情况下，仅由于温度下降的影响而导致的介电气体的收缩也能使得压力下降，可以通过在测量压力的同时测量温度来进行温度补偿。
利用上述方法，可以监视到每年几个百分比的质量损失。然而，在将来，关于环境保护的标准可能要求监视每年千分之一的泄漏率，特别是SF6和CCL4的泄露。
假定压力测量值是作为温度测量值的函数而不是作为盛装在箱体内的介电气体的实际温度值的函数进行校正，单靠温度补偿是难以提供上述精度级别的监测的。
本发明的目的是提高测量介电气体从电气装置箱体中泄漏率的精确度。
为此本发明提供一种根据一组密度值确定安置有传送电流的电气装置的箱体内在一定的压力下盛装的介电气体的泄漏率的方法，在相应的多对压力和温度值的基础上由记录和处理器单元计算每一个密度值，该压力和温度值由从外侧固定在箱体上并且与介电气体保持联系的压力和温度传感器同时传递，该方法的特征在于，密度值作为电流值的函数以及上述箱体所处介质的相关环境参数值的函数由记录和处理器单元编制了索引，将该值连同相应的每对压力和温度值一起记录下来，以便从已经编制了索引的泄漏率确定出该泄漏率，每个编制了索引的泄漏率都是从具有相同索引的密度值获得。
根据本发明，将所述电气装置内通过的电流记录下来，从而可以考虑在该装置和盛装在箱体内的介电气体之间的热交换。同样地，也将箱体所在介质的环境参数值记录下来，以便考虑在该介质和固定在箱体上的温度传感器之间的热交换。
任何介电气体的实际温度与固定在箱体上的传感器测量得到的温度之间的偏差，例如，由于气体的热惯性与装在传感器内的探头的热惯性之间的偏差而引起的差别，如果它们是由基本上恒定的电流或基本上恒定的环境参数产生的，那么它们也将保持基本恒定。
通过在记录每一对相应的压力和温度值的同时记录电流值和环境参数值，记录和处理单元就可以给与相似的电流值和与相似的环境参数值相关的密度值一个共同的索引。
这就在具有相同索引的密度值的基础上得出一个编制了索引的泄漏率，该率几乎不受存在于介电气体的实际温度与固定在箱体上的传感器测量到的温度值之间的基本上恒定的偏差的影响。在编制了索引的泄漏率基础上的测量就会更加精确，因为泄漏率是通过对编制了索引的泄漏率求平均得到的。
在阅读了下面的通过附图举例的描述后将会了解本发明的其它特征和优点。
图1是一个表示实现本发明方法的电气装置的方框图。
图2表示了应用本发明的方法得到的一组记录。
图3表示了应用本发明的方法计算一个编制了索引的泄漏率的两条曲线。
在图1中以位于在几巴压力下充有如SF6的介电气体7的圆柱形箱体1内的盒体4的形式表示了一个电气装置，如一个电路断路器。在该电路断路器上连接有两个电流馈电器3和5。
从外侧将压力和温度传感器固定在该箱体表面上。在图1的实例中，将压力传感器11内装一个内部温度探头，就不需要另外安装一个温度传感器了。
该压力传感器与装在箱体内部的介电气体通过相对很窄的管道9发生联系，管道9内容纳有所述的温度探头和一个压力探测器，如一个弹性隔膜。
压力传感器11向一个记录和处理器单元13提供同时获得的一对压力和温度值P和T。将这一对值记录下来，如一年中每小时一次，这样形成了一个年记录序列。也可以在所述的时间内零星地记录下压力和温度值，比如当测量到的温度值发生明显的变化时。由记录和处理器单元13对每一对值进行处理以计算出盛装在箱体内的介电气体的密度值，比如使用在文献中已知的经验状态公式。
根据本发明，该方法就是在记录每对压力和温度值的同时，记录流过该电气装置的电流以及关于该场地所处介质的环境参数。
在图1的实例中，电表形式的第一测量装置17与两个电流馈电器3和5并联以供给该记录和处理器单元13电流值I。
包括一个温度计的第二测量装置15安置在与箱体3相同的环境介质，通常为空气中，它向该记录和处理器单元13提供关于空气温度值Text。
测量装置15还测量所述箱体3周围的其它环境介质的环境参数，例如照在箱体上的日光辐射、空气湿度、或风速，测量装置15上安装有适用于每个这些环境参数的传感器。
由单元13对电流和环境参数进行处理以给出对于每个根据相应的一对压力和温度值计算出的密度值的索引。
图2表示了由单元13获得的n=10的一组记录，每个记录具有一对压力值Pn和温度值Tn，一个电流值，以及一个空气温度值。
在以下四个索引范围任何一个之内的以安培为单位的一个电流值都是可以被接受的I1=
,I2=[500,1000],I3=[1000,1500],I4=[1500,2000]。如果该电流值不在任何这些范围内，就将该记录存储在单元13的一个单独的存储器内。
在以下三个索引范围范围任何一个之内的以摄氏度为单位的外部温度值是可以被接受的I5=[-10,0],I6=
,I7=[10,20]。如果该外部温度不在任何这些范围内，就将该记录存储在单元13的一个单独的存储器内。
一个索引值由一个电流值索引范围连同一个环境值索引范围构成。可以将所述四个电流值范围和所述三个外部温度范围组合成对以形成十二个不同的索引C1到C12。
由记录号为1、4、8、10的记录确定出的四个密度值与在相同的第一范围I1内的四个电流值以及在相同的第二范围I5内的四个空气温度值联合在一起。这四个密度都由范围组合I1和I5限定的同一个索引C1联合在一起。
由记录号为2、3、5、6、7、9的记录确定出的六个密度值与在相同的第一范围I4内的四个电流值以及在相同的第二范围I5内的六个空气温度值联合在一起。这六个密度都由范围组合I4和I5限定的同一个索引C10联合在一起。
可以很容易地将图2中仅有一个环境参数的实例一般化为多环境参数。
如果已经得到足够的记录数，在所述序列的结尾，或当该序列出现时，对具有相同索引的密度值进行处理以计算出编制了索引的泄漏率ti图3是针对图2中所示的索引C1和C10图示的作为记录数的函数的分别由三角和方块表示的密度值。这些数值聚成两个截然不同的组，而它们两个基本上都成直线分布。记录和处理器单元13对每组相同索引的值实施线形回归运算并分别在各自直线斜率的基础上计算编制了索引的泄漏率τ1和τ10。
可以观察到，上述两条直线是基本上相互平行的，并且它们都沿密度轴偏移。这一偏移表示对于传感器实际测量的温度值和介电气体的实际温度值之间的差值的两个不同的数值，上述的温度差值对于每一条直线来说是基本上恒定的，即使它们一条线到另一条线是不同的。两条线基本上平行的事实证明了任何恒定的偏移实际上不会对在都具有相同的索引值的密度值的基础上计算的编制了索引的泄漏率产生影响。
因此，随着缩窄电流环境参数值的索引范围，测量得到的编制了索引的泄漏率的精确度以及通过对编制了索引的泄漏率求平均得到的总体泄漏率τ的准确度得以提高。
权利要求
1．一种确定电气装置的箱体(1)内处于一定压力之下的介电气体(7)的泄漏率的方法，该方法包括在一个确定的时期内通过从外侧固定在箱体上的温度传感器和压力传感器(11)对箱体内的气体的温度和压力(T,P)进行测量，在相应的多对测量的压力和温度值的基础上确定气体的一组密度值，以及在所述一组密度值的基础上确定所述的泄漏率，该方法其特征在于，为了从一组不同的索引(C1,C12)中选择一个索引并将选择到的索引指定给对应于所述一对测得的温度和压力值的所述密度值，在测量箱体内的气体的一对温度和压力值的同时还测量在安置在所述箱体内的装置内流过的电流(I)以及关于所述箱体所在介质的环境参数(Text)，每个索引对应于包含所述电流测量值的一个索引范围(I1到I4)以及包含了所述环境参数的测量值的一个索引范围(I5到I7)，还在于，在具有相同的索引值的密度值的基础上确定出对应于所述索引值的泄漏率，并且在分别对应于所述不同索引的所述泄漏率(τ1到τ10)的基础上，确定出从所述箱体内的所述气体泄漏率。
2．如权利要求1所述的方法，其特征在于所述环境参数为所述箱体所处位置空气的温度。
3．如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的环境参数是透过所述箱体所处位置空气的日光辐射。
4．如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的环境参数是所述箱体所处位置空气的湿度。
5．如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的环境参数是相对于所述箱体所处位置空气的风速。
6．如权利要求1至5所述的方法，其特征在于通过对对应于一个索引值的所述密度值进行线形回归运算来确定对应于该索引值的泄漏率，其中通过对分别对应于所述不同索引的所述泄漏率求平均来确定所述箱体内的气体的所述泄漏率。
7．如权利要求6所述的方法，其特征在于，运用与所述压力和温度传感器(11)相连的一个记录和处理器单元(13)来确定对应于所述各个索引的所述泄漏率，并确定从所述箱体内的总体气体泄漏率，所述记录和处理器单元以规律的或零星的方式将每对测得的温度和压力值连同一个电流值和一个环境参数值记录在存储器内。
全文摘要
在本方法中,使用从外侧固定在箱体上并与介电气体发生联系的压力传感器和温度传感器记录下成对的压力和温度值,从而可以计算出介电气体对应于每对记录下来的值的密度值。在记录压力和温度值的同时还记录下在安置在箱体内的电气装置内流动的电流以及关于所述箱体所处位置的介质的环境参数,以便给每个密度值一个索引,从而在编制了索引的泄漏率的基础上更精确地确定泄漏率,编制了索引的泄漏率每一个都是从具有相同索引的密度值得出的。
文档编号G01M3/00GK1224832SQ9812456
公开日1999年8月4日 申请日期1998年10月23日 优先权日1998年10月23日
发明者让－皮埃尔·杜普拉斯, 埃德蒙德·瑟里斯 申请人:Gec阿尔斯托姆T&D公司