气体绝缘电涌放电器和气体绝缘电涌放电器监测系统技术方案

公开了一种气体绝缘电涌放电器(1a；1b；1c)，其包括金属包覆壳(3)，在该金属包覆壳中布置有块体堆叠件(4)。块体堆叠件(4)包括至少一个金属氧化物电阻柱(2)，并且气体绝缘电涌放电器(1a；1b；1c)的特征在于：容性元件(9a；9b；9c)，容性元件布置用于获得气体绝缘电涌放电器(1a；1b；1c)的电场测量结果；以及衬套(10a；10b；10c)，所述衬套布置成穿过金属包覆壳(3)并且布置成用以向电涌放电器监测装置(7)的输入部提供容性三次谐波电流测量。还提供了一种监测系统(100)，该监测系统包括连接至电涌放电器监测装置(7)的气体绝缘电涌放电器(1a；1b；1c)。1c)。1c)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】气体绝缘电涌放电器和气体绝缘电涌放电器监测系统


[0001]本文中公开的技术总体上涉及气体绝缘电涌放电器的领域、并且特别地涉及使得能够对其进行状态监测的气体绝缘电涌放电器、以及气体绝缘电涌放电器监测系统。

技术介绍

[0002]气体绝缘变电站(GIS)是金属封装的变电站，占地面积相当小。因此，它经常被用于空间有限的地方，例如海上平台或城市建筑中。GIS包括高压部件、比如电涌放电器、断路器和隔离开关，并且使用中等压力的介电气体进行相
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相绝缘和相
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地绝缘。
[0003]GIS不受外部环境影响并且与外部环境相区别开，这从环境的角度来看是有益的，但也带来了一些困难。GIS中的电涌放电器可以承受与空气绝缘变电站(AIS)中的电涌放电器相同或甚至更高的工作负荷。如果发生劣化，则在其导致电涌放电器失效和随后的停电之前检测出来是有利的。对AIS电涌放电器进行有意义的在役诊断是相当简单的，而且确实有用于这种诊断的产品。相比之下，没有用于GIS电涌放电器的这样产品。
[0004]因此，对GIS电涌放电器的状态进行监测是困难的。用于AIS的已知的电涌放电器诊断方法是对泄漏电流进行三次谐波分析并且对电压中的谐波进行补偿(国际标准，IEC 60099
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5，方法B2)。它需要输入电涌放电器中的容性三次谐波电流，以便进行必要的补偿。这可以通过安装在AIS电涌放电器的基部处的场探头来完成。然而，这并不适用于GIS电涌放电器，因为GIS电涌放电器被安置在填充有绝缘气体的金属封装件内。因此，GIS电涌放电器只能通过其中进行电涌记录和总泄漏电流测量的传统电涌计数器进行监测，而这并不是对电涌放电器状态的有意义的诊断，因为它只提供关于电涌放电器活动的信息。
[0005]因此，有必要对GIS电涌放电器进行状态监测。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是实现对GIS电涌放电器的状态监测。
[0007]根据一方面，该目的以及其他目的是由气体绝缘电涌放电器实现的。该气体绝缘电涌放电器包括金属包覆壳，该金属包覆壳中布置有块体堆叠件。该块体堆叠件包括至少一个金属氧化物电阻柱。该气体绝缘电涌放电器的特征在于：布置成用以获得气体绝缘电涌放电器的电场测量结果的容性元件、以及布置成穿过金属包覆壳的衬套(bushing)。该衬套布置成用以向电涌放电器监测装置的输入部提供容性三次谐波电流测量结果(capacitive third
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order harmonic current measurement)。
[0008]该气体绝缘电涌放电器带来了多个优点。例如，根据本专利技术的该气体绝缘电涌放电器适于使得可以使用现有的电涌放电器监测装置来对其进行状态监测。该气体绝缘电涌放电器具有成本效益，原因在于现有的部件可以通过添加器件而用于将所需测量信号提取到气体绝缘电涌放电器外侧并且使得能够使用现有的电涌放电器监测装置。
[0009]从历史上看，难以从GIS电涌放电器内部的金属氧化物电阻柱获得有意义的诊断测量，并且缺乏能够对其进行评估的装置。然而，人们甚至不愿意考虑改变现有的GIS设计，
主要原因是担心对可靠性产生影响。增加的成本也让人望而却步。因此，长期以来存在对气体绝缘电涌放电器的改善的有意义的状态监测的需要。
[0010]为了改善对GIS电涌放电器的监测，本专利技术建议在一定程度上重新设计现有的组件和容器，以并入新的部件，其中可能会对现有的监测装置进行一些个性化定制。通过结合现有和成熟的部件，在获得必要功能而不会对整体可靠性产生负面影响的同时，将解决方案的成本降到最低。GIS电涌放电器设计整体上、包括监测系统的直接成本增加很容易被原本由于因未被监测到的失效GIS电涌放电器而引起的非计划停电所导致的显著成本的降低而弥补。
[0011]在实施方式中，容性元件布置成用以提取电涌放电器的泄漏电流中的容性三次谐波分量。
[0012]在不同的实施方式中，容性元件是布置成用以提取电涌放电器的泄漏电流中的容性三次谐波分量的容性抽头。
[0013]在上述实施方式的变型中，衬套包括第一侧和第二侧，一侧布置至容性元件，并且另一侧能够电连接至电涌放电器监测装置的场探头输入部。
[0014]在一些实施方式中，容性元件包括布置在金属包覆壳内的内部容性元件。在其他实施方式中，容性元件包括布置在衬套外侧的外部容性抽头。
[0015]在各个实施方式中，容性元件包括金属板。这样的实施方式具有高的成本效益并且容易适应于当前的特殊要求。在其他实施方式中，可以使用用于测量电场的其他各种传感器装置，例如微机电系统(MEMS)传感器。
[0016]在各个实施方式中，衬套的外侧借助于电导体电连接至电涌放电器监测装置的输入部。
[0017]根据另一个方面，该目的以及其他目的通过监测系统来实现，该系统包括根据上述实施方式中的任一实施方式的气体绝缘电涌放电器，该气体绝缘电涌放电器连接至电涌放电器监测装置。
[0018]本专利技术的其他特点和优点在阅读以下描述和附图后将变得清晰。
附图说明
[0019]图1图示了GIS电涌放电器1。
[0020]图2图示了本专利技术的第一实施方式。
[0021]图3图示了本专利技术的第二实施方式。
[0022]图4图示了本专利技术的第三实施方式。
[0023]图5图示了用于在本专利技术的实施方式中使用的示例性容性元件。
具体实施方式
[0024]在下面的描述中，为了解释而不是限制的目的，阐述了具体细节，比如特定结构、接口、技术等，以便提供全面的理解。在其他情况下，省略了对众所周知的装置、电路和方法的详细描述，以避免不必要的细节使本描述变得模糊。贯穿说明书，相同的附图标记指代相同或相似的元件。
[0025]本申请的申请人开发了两种电涌放电器监测系统，型号为EXCOUNT
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II和EXCOUNT
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III，这两者在市场上有售。这些电涌放电器监测系统使得能够例如记录电涌放电器经历的放电的次数及其幅度(带时间戳)、使得能够测量通过电涌放电器的总泄漏电流和阻性电流。EXCOUNT
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III的一个版本还可以测量电涌冲击陡度，这对用户来说是额外的增值信息。因此，可以基于输出数据对AIS电涌放电器随时间的性能和健康状态进行有价值的诊断分析。
[0026]然而，这些现有的电涌放电器监测系统仅适用于AIS应用。它们包含用于提供必要输入以便进行补偿的场探头，使得可以对泄漏电流的阻性分量进行估计，以达到进行有意义的状态监测的目的。场探头需要安装在电涌放电器的基部处，使得可以检测周围的电场，这并不困难，因为其外壳不是金属的。
[0027]本专利技术提供了实现针对GIS电涌放电器补偿的输入的装置，这将在本文中的各种实施方式中进行描述。由此，现有的电涌放电器监测系统的使用也可以用于GIS电涌放电器，并且因此可以用于GIS电涌放电器的状态监测。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种气体绝缘电涌放电器(1a；1b；1c)，所述气体绝缘电涌放电器(1a；1b；1c)包括金属包覆壳(3)，所述金属包覆壳(3)内设置有块体堆叠件(4)，所述块体堆叠件(4)包括至少一个金属氧化物电阻柱(2)，所述气体绝缘电涌放电器(1a；1b；1c)的特征在于：
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容性元件(9a；9b；9c)，所述容性元件(9a；9b；9c)布置成用以获得所述气体绝缘电涌放电器(1a；1b；1c)的电场测量结果，以及
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衬套(10a；10b；10c)，所述衬套(10a；10b；10c)布置成穿过所述金属包覆壳(3)并且布置成用以向电涌放电器监测装置(7)的输入部提供容性三次谐波电流测量结果。2.根据权利要求1所述的气体绝缘电涌放电器(1a；1b；1c)，其中，所述容性元件(9a；9b；9c)布置成用以提取所述电涌放电器(1a；1b；1c)的泄漏电流中的容性三次谐波分量。3.根据权利要求1或2所述的气体绝缘电涌放电器(1a；1b；1c)，其中，所述容性元件(9a；9b；9c)是容性抽头(9a；9b；9c)，所述容性抽头(9a；9b；9c)布置成用以提取所述电涌放电器(1a；1b；1c)的泄漏电流中的容性三次谐波分量。4.根据权利要求3所述的气体绝缘电涌放电器(1a；1b；1c)，其中，所述衬套(10a；10b；10c)包括第一侧和第二侧，一侧布置至所述容性元件(9...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：日立能源瑞士股份公司，
类型：发明
国别省市：