ES2632966T3 - Dispositivo de medición para determinar la cantidad de llenado de un gas SF6 en una cámara de aislamiento o en una instalación de conmutación y procedimiento correspondiente - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de medición (1) para determinar la cantidad de llenado de un gas SF6 en una cámara de aislamiento (2), con un captador de presión (15), un elemento de medición de temperatura (13) y un dispositivo de procesamiento (16) para la determinación de la cantidad de llenado del gas SF6 a partir del valor de medición de presión y del valor de medición de temperatura correspondiente, en el que el dispositivo de medición (1) está dispuesto cerrando una abertura de la cámara de aislamiento (2) y presenta una cámara de medición (12) en la que están dispuestos tanto el captador de presión (15) como el elemento de medición de temperatura (13) y directamente solicitados por el gas SF6 que ha de medirse, caracterizado por que el elemento de medición de temperatura (13) es un sensor de temperatura (13) integrado mediante vitrificado de manera estanca a los gases en el dispositivo de medición (1), y el elemento de medición de temperatura (13) está dispuesto en el dispositivo de medición (1) antepuesto a la membrana del captador de presión (15) en dirección a la cámara de aislamiento (2).
Description
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DESCRIPCION
Dispositivo de medicion para determinar la cantidad de llenado de un gas SF6 en una camara de aislamiento o en una instalacion de conmutacion y procedimiento correspondiente
La presente invencion se refiere a un dispositivo de medicion para determinar la cantidad de llenado de un gas SF6 en una camara de aislamiento o en una instalacion de conmutacion de acuerdo con el preambulo de la reivindicacion 1,_cuyas caractensticas se conocen por el documento DE 34 28 322 A1,_asf como un procedimiento para la determinacion de la cantidad de llenado del gas SF6 en la camara de aislamiento o la instalacion de conmutacion y a un sistema para monitorizar la cantidad de llenado del gas SF6 en la camara de aislamiento o la instalacion de conmutacion.
Estado de la tecnica
En el documento US 7.257.496 B2 se describe un procedimiento para monitorizar un gas SF6 en un recipiente de alta tension. A este respecto, se miden una presion del gas SF6 presente en el recipiente, una temperatura ambiente del recipiente y una temperatura de la cara exterior de la pared del recipiente, en distintos instantes de medicion. A continuacion se calcula un valor promedio a partir de las temperaturas medidas y se establece aproximadamente como temperatura del gas SF6 en el recipiente. A partir de un numero de moles del gas SF6, que se calcula a partir de la presion del gas SF6 medida y de la temperatura del gas calculada con ayuda de la ley de los gases ideales (p*V = n*R*T), se determina, a partir de la evolucion lineal de los valores que se obtiene, una proporcion molar en los distintos instantes de medicion. Tras 21 dfas de medicion se traza una tendencia de la proporcion molar y se compara la pendiente de la tendencia con una fuga maxima admisible. Con ayuda de la tendencia se calcula el instante en el que se pasa a estar por debajo de un valor lfmite memorizado. En este procedimiento se transmiten los datos de medicion a un operario responsable, que se encuentra lejos del recipiente de alta tension.
Un problema del estado de la tecnica conocido consiste en que la temperatura ambiente y de la superficie o el valor promedio a partir de la temperatura de la superficie y ambiente del recipiente de gas SF6 no son iguales a la temperatura real del gas. Ademas, el gas SF6 tiene un comportamiento no lineal, tal como se conoce por una curva caractenstica de presion-temperatura del gas SF6 tfpica. Esto significa que al aplicar la ley de los gases ideales para determinar un numero de moles del gas SF6 solo se obtienen valores aproximados en comparacion con la aplicacion de un modelo para gases reales, en la que se utilicen valores realmente medidos. Ademas, el numero de moles depende de la precision de la primera medicion, es decir, de la medicion de referencia, que al aplicar la ley de los gases ideales solo se obtiene con una precision aproximada. Por tanto, no pueden detectarse fugas mmimas con este procedimiento descrito en el estado de la tecnica.
Un problema adicional del estado de la tecnica conocido consiste en que una medicion a lo largo de 21 dfas no suele ser suficiente para realizar una afirmacion valida acerca del comportamiento del recipiente monitorizado, ya que los indices de fuga esperados incluso tras un ano todavfa no provocan variaciones significativas de la cantidad de llenado (un valor indicativo de la variacion de la cantidad de llenado es -0,5%/ano como maximo). Lo mismo es valido para el calculo del instante en el que se espera pasar a estar por debajo del valor lfmite memorizado. En definitiva, un problema adicional consiste en que un fallo de la transmision de datos al operario responsable conduce a un fallo de toda la monitorizacion.
Por la publicacion DE 34 28 322 A1 se conoce un procedimiento para monitorizar gas aislante en instalaciones de alta tension. En este caso, en una pared de camara estan colocados diversos sensores, como por ejemplo un sensor de presion y uno de temperatura. A partir de los datos de medicion de estos sensores se determina la densidad del gas del gas aislante presente en la camara y, en caso de que se supere un valor lfmite ajustado previamente. se dispara una alarma.
La publicacion DE 200 11 018 U1 desvela un dispositivo para la medicion del nivel de llenado en un recipiente. En un punto situado al nivel mas bajo del recipiente estan colocados un sensor de presion y uno de temperatura. El sensor de temperatura detecta a este respecto la temperatura de un lfquido de llenado del sensor de presion. A partir de los valores de presion y temperatura establecidos se establece el nivel de llenado.
La invencion tiene, por tanto, por objetivo solucionar los problemas anteriormente mencionados del estado de la tecnica.
Este objetivo se alcanza mediante un dispositivo de medicion segun la reivindicacion 1, un procedimiento segun la reivindicacion 8 y un sistema de monitorizacion segun la reivindicacion 12. Configuraciones ventajosas de la invencion se indican en las reivindicaciones dependientes.
El dispositivo de medicion de acuerdo con la invencion para determinar la cantidad de llenado de un gas SF6 en una camara de aislamiento presenta un captador de presion, un elemento de medicion de temperatura y un dispositivo de procesamiento para la determinacion de la cantidad de llenado del gas a partir del valor de medicion de presion medido por el captador de presion y del valor de medicion de temperatura correspondiente, medido por el elemento
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de medicion de temperatura. El dispositivo de medicion esta dispuesto a este respecto de modo que cierra una abertura de la camara de aislamiento, de modo que el SF6 que ha de medirse puede penetrar en el dispositivo de medicion. De este modo se consigue que tanto el captador de presion como el elemento de medicion de temperatura se soliciten directamente por el gas que ha de medirse.
El elemento de medicion de temperatura es un sensor de temperatura, que esta integrado mediante vitrificado de manera estanca a los gases en el dispositivo de medicion. Esto significa que la conexion electrica hacia el sensor de temperatura es conducida mediante un vitrificado fuera del espacio solicitado por el gas SF6 (espacio de gas o tanque) en el dispositivo de medicion. El sensor de temperatura es preferentemente un sensor PT100, y la camara de aislamiento es preferentemente una instalacion de conmutacion de alta tension, que esta llena de gas aislante SF6.
Por lo demas, el captador de presion presenta como elemento captador de presion preferentemente una membrana, que se solicita directamente por el gas SF6, transmitiendose la presion del gas SF6 a traves de la membrana a otros componentes del captador de presion. Alternativamente a esto, el captador de presion puede ser una galga extensiometrica integrada en la membrana, un sensor de presion piezoelectrico, etc.
En el dispositivo de medicion esta dispuesto el elemento de medicion de temperatura preferentemente de modo que esta antepuesto a la membrana del captador de presion en direccion a la camara de aislamiento. Esto significa que el punto de medicion en el que tiene lugar la medicion de temperatura del gas SF6 se situa en el dispositivo de medicion, con respecto a la camara de aislamiento, directamente antes del punto de medicion de la medicion de presion del gas sF6. De este modo es posible garantizar que la temperatura medida del gas SF6 se corresponde con la presion medida del gas SF6.
Por lo demas, el dispositivo de medicion esta rodeado preferentemente por una envuelta termicamente aislante, de modo que los elementos de medicion dispuestos en el dispositivo de medicion estan aislados termicamente hacia fuera en relacion con el ambiente. Un falseamiento de los datos de medicion, en particular un falseamiento de los datos de medicion de temperatura puede evitarse de este modo.
El dispositivo de procesamiento esta dispuesto en el dispositivo de medicion preferentemente de modo que esta pospuesto al captador de presion y al elemento de medicion de temperatura en direccion a la camara de aislamiento. Esto significa que el dispositivo de procesamiento esta dispuesto en el dispositivo de medicion, con respecto a la camara de aislamiento, despues del elemento de medicion de temperatura y del captador de presion. El elemento de temperatura y el captador de presion entregan sus senales de medicion al dispositivo de procesamiento, que procesa estas senales y emite una senal que se corresponde con la cantidad de llenado. Ademas, preferentemente el dispositivo de procesamiento, el captador de presion y el elemento de medicion de temperatura estan dispuestos en el dispositivo de medicion de manera esencialmente coaxial, de modo que los respectivos ejes centrales del dispositivo de procesamiento, del captador de presion y del elemento de medicion de temperatura coinciden esencialmente. De este modo puede facilitarse un montaje de estos componentes en el dispositivo de medicion antes de colocar el dispositivo de medicion en la camara de aislamiento y garantizarse una proximidad espacial asf como una correcta posicion relativa de los componentes individuales, con lo cual se evita, entre otras cosas, un falseamiento de los datos de medicion debido a un contacto no deseado, trayectos de transmision largos y otras influencias redprocas.
El dispositivo de medicion de acuerdo con la invencion emite, ademas de la senal correspondiente a la cantidad de llenado, preferentemente una senal que se corresponde con la temperatura del gas medida. Esta senal de temperatura del gas puede usarse para suavizar una evolucion de la senal de cantidad de llenado a lo largo del tiempo o compensar un error de la senal que se corresponde con la cantidad de llenado, condicionado por una dilatacion volumetrica de la camara de aislamiento condicionada por la temperatura. Las senales que se emiten por el dispositivo de medicion son, preferentemente, senales analogicas, que corresponden a la norma de 4-20 mA.
Con el dispositivo de medicion de acuerdo con la invencion es posible identificar ya fugas mmimas de la camara de aislamiento y adoptar contramedidas pertinentes. En principio, el dispositivo de medicion de acuerdo con la invencion consiste por tanto en un sensor de presion y de temperatura combinado, que suministra una senal de salida analogica proporcionar a la cantidad de llenado. La senal de cantidad de llenado se establece a este respecto esencialmente a partir de una densidad del gas SF6, calculada basandose en una senal de presion del gas SF6 medida y una senal de temperatura del gas SF6 medida, y que se compensa a continuacion adicionalmente con ayuda de la temperatura del gas medida. A la hora de determinar la densidad del gas SF6 se utiliza preferentemente un modelo para gases reales de tipo virial en el sentido de una ecuacion de tipo virial y el calculo se produce internamente en el dispositivo de procesamiento del dispositivo de medicion. Una ecuacion virial es una ampliacion de la ecuacion general de los gases mediante un desarrollo en serie segun potencias de 1/Vm. En caso de interrupcion del desarrollo en serie tras el primer termino se obtiene de nuevo la ecuacion general de los gases. Sin embargo, si se continua con el desarrollo en serie, aparece un numero potencialmente infinito de ecuaciones de estado con un numero creciente de parametros. El modelo para gases reales de tipo virial puede, a diferencia de otros modelos como, por ejemplo, la ley de los gases ideales, recrear el comportamiento no lineal (curva caractenstica presion-temperatura) del gas SF6 con suficiente precision.
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El modelo para gases reales de tipo virial se basa en la ecuacion general de los gases (ideales) (p*V = n*R*T), estando integrado un factor para gases reales Z. Normalmente, el factor para gases reales Z no se considera sin embargo una constante fija, sino que se considera una funcion por ejemplo de la temperatura (Z(T)). Con temperatures variables se obtienen otros valores para Z. Puede procederse de manera analoga tambien para las magnitudes densidad o presion y hacer el factor para gases reales dependiente de las mismas.
p = p*Rsf6*T*Z(T) (1)
El factor para gases reales contiene al menos una variable dotada de un exponente, para representar una funcion curva, que corresponde al comportamiento real del gas SF6. A este respecto, el factor para gases reales se compone de varios terminos individuales dependientes de la temperatura asf como potencias crecientes de la densidad.
p = P *Rsf6*T*{1 + B(T)*p + C(T)*p2} (2)
En la ecuacion (2) ha de tenerse en cuenta que la densidad debe recalcularse, de modo que este presente en la unidad mol/l15 Para obtener el resultado del calculo en bares, es necesario poner la constante general de los gases en forma
R = 0,0831434 J/(mol*K)
en la ecuacion (2). Los dos terminos B(T) y C(T) en la ecuacion (2) se componen en cada caso de varios terminos:
- B(T) = Bo+^+h+h
- (3)
- C(T)= Co+Ci*T+C2*T2
- (4)
La medicion de la temperatura del gas SF6 tiene lugar correspondientemente en una camara de medicion integrada en el dispositivo de medicion, en la que tambien estan dispuestos el elemento de medicion de temperatura y el captador de presion y que tiene una conexion directa con el espacio de gas que ha de monitorizarse de la camara de aislamiento. Mediante la vinculacion directa con el espacio de gas o tanque se garantiza por tanto un intercambio de gas, con lo cual se posibilita que el elemento de medicion de temperatura mida la temperatura real del gas. La camara de medicion esta hermeticamente separada del resto del dispositivo de medicion y aislada frente a influencias termicas del exterior que conduzcan a errores gracias a la envuelta termicamente aislante.
Los elementos de medicion analogicos del dispositivo de medicion de acuerdo con la invencion estan conectados preferentemente directamente a un controlador logico (PLC). En el PLC se implementan las alarmas locales para la monitorizacion del funcionamiento seguro de la instalacion de conmutacion. En caso de que apareciera una fuga repentina, el PLC emitina al pasar a estar por debajo de un valor lfmite ajustado una alarma correspondiente, con lo cual puede garantizarse el funcionamiento seguro de la instalacion de conmutacion. Ademas, las senales analogicas se digitalizan preferentemente en el PLC a continuacion del dispositivo de medicion (como mmimo conversion A/D de 14bits). El PLC puede estar ademas conectado preferentemente con un monitor de visualizacion local. A traves del monitor se muestra el valor de densidad actual. El monitor puede presentar una funcion de cambio de color (por ejemplo: cifras verdes = OK, cifras amarillas = valor lfmite alcanzado, cifras rojas = segundo valor lfmite alcanzado). Al colocar el PLC en el entorno directo de la instalacion de conmutacion monitorizada, es decir sin teletransmision de datos, y debido a que las salidas de alarma del PLC estan directamente conectadas con el controlador de la instalacion de conmutacion, queda garantizado el funcionamiento seguro de la instalacion de conmutacion en todo momento.
Las senales digitalizadas de esta manera se envfan preferentemente por medio de tecnologfa de teletransmision de datos a una base de datos centralizada. Un software de evaluacion especial, que accede a la base de datos centralizada, ofrece la posibilidad de almacenar curvas caractensticas previamente establecidas de los elementos de medicion asf como corregir influencias externas perturbadoras (por ejemplo una dilatacion volumetrica del espacio de gas o tanque). La correccion de la dilatacion volumetrica se produce por medio de la temperatura medida y de un coeficiente de dilatacion memorizado del material del tanque. Los valores de densidad corregidos se depositan para el analisis de manera permanente en la base de datos. Los datos sin procesar se archivan. Ademas, el software puede estimar en el transcurso de una evaluacion estadfstica (metodo del error cuadratico mmimo, recta de mejor encaje) a partir de los datos de medicion una tendencia de la cantidad de llenado monitorizada. El resultado de la evaluacion es la fuga real, es decir la perdida real de gas SF6 de la instalacion de conmutacion que ha de monitorizarse. La tendencia lineal hallada puede depositarse en la base de datos y, segun desee el usuario, convertirse, por ejemplo, en un mdice de fuga o en masa de gas ya emitida. Para ello deben memorizarse solamente datos relativos a tamano (volumen) y densidad teorica del tanque monitorizado en el software de evaluacion. La tendencia tambien puede determinarse, en particular al principio de la medicion, a lo largo de periodos de tiempo mas breves. Dado que, sin embargo, los datos de emision se refieren por lo general a un periodo de tiempo de un ano, las evaluaciones a lo largo de periodos de tiempo mas breves pueden utilizarse solo de forma limitada para realizar afirmaciones acerca de la situacion de fugas del tanque.
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El analisis de la cantidad de llenado sobre la densidad del gas SF6 se realiza en periodos de tiempo fijos, por ejemplo a lo largo de un ano, un trimestre o un mes.
La evaluacion a lo largo de un ano suministra a este respecto los resultados mas precisos, las evaluaciones a lo largo de periodos de tiempo mas breves indican variaciones a corto plazo de las fugas. El software de evaluacion emite una correspondiente tendencia de las fugas del tanque. A diferencia de las tecnologfas de monitorizacion del gas SFaclasicas, un usuario puede planificar por adelantado, con ayuda de la tendencia de fuga, el mantenimiento de la instalacion de conmutacion, por ejemplo un rellenado del gas SF6. El software de evaluacion ofrece ademas la posibilidad de definir valores lfmite para la fuga del tanque. En caso de que se superen o se pase a estar por debajo de los valores lfmite ajustados, el usuario recibe un correspondiente aviso y puede adoptar contramedidas, por ejemplo para obturar las fugas.
En el dispositivo de medicion de acuerdo con la invencion, todos los valores de medicion se transmiten a la base de datos y se depositan o almacenan en la misma. Conforme a estos valores de medicion puede crearse por ejemplo una evaluacion grafica, que proporciona al usuario la informacion necesaria. A este respecto es concebible que el acceso del usuario a la base de datos pueda producirse desde cualquier PC con acceso a Internet, en donde se le posibilita al usuario, por ejemplo, un acceso protegido mediante contrasena. Alternativamente pueden ponerse a disposicion del usuario periodicamente informes que contienen las indicaciones correspondientes acerca de la perdida de gas de la instalacion. A este respecto, el dispositivo de medicion de acuerdo con la invencion ofrece la posibilidad de planificar por adelantado el mantenimiento de la instalacion de conmutacion, asf como constatar una fuga aumentada y adoptar contramedidas.
El procedimiento de acuerdo con la invencion para la determinacion de la cantidad de llenado del gas SF6 en la camara de aislamiento comprende una etapa de medicion de la presion del gas mediante el captador de presion, una etapa de medicion de la temperatura del gas inmediatamente mediante el elemento de medicion de temperatura, una etapa de determinacion de la densidad del gas a partir del valor de medicion de presion del gas y del valor de medicion de temperatura del gas correspondiente, una etapa de emision de una senal que se corresponde con la densidad del gas, una etapa de emision de una senal correspondiente, que se corresponde con la temperatura del gas y una etapa de establecimiento de una tendencia relativa a las fugas de la camara de aislamiento. Por lo demas, el procedimiento presenta ademas, preferentemente, una etapa en la que el error de la senal, condicionado por una dilatacion volumetrica de la camara de aislamiento condicionada por la temperatura, que se corresponde con la cantidad de llenado, se compensa usando la senal de temperatura del gas correspondiente. Ademas, en la etapa de determinacion de la densidad del gas se recurre preferentemente a un modelo para gases reales de tipo virial.
El sistema de acuerdo con la invencion para la monitorizacion de la cantidad de llenado del gas SF6 en la camara de aislamiento, en la que estan contenidos componentes de alta tension, comprende el dispositivo de medicion de acuerdo con la invencion, tal como se ha descrito anteriormente, asf como una unidad de evaluacion para registrar la senal que se corresponde con la cantidad de llenado a lo largo del tiempo. A este respecto se usa el procedimiento de acuerdo con la invencion descrito anteriormente, para establecer una tendencia relativa a las fugas de la camara de aislamiento. Preferentemente, la transmision de las senales a la unidad de evaluacion se produce mediante correspondientes tecnologfas de teletransmision de datos, como por ejemplo mediante la tecnologfa de radiocomunicacion o a traves de Internet.
Breve descripcion de las figuras
La invencion se explica mas en detalle a continuacion por medio de un ejemplo de realizacion preferido haciendo referencia a las figuras. En las figuras muestra:
la figura 1 una vista en seccion de un dispositivo de medicion de acuerdo con la invencion en el estado conectado a una camara de aislamiento de acuerdo con el ejemplo de realizacion preferido;
la figura 2 una vista esquematica de ejemplo de un controlador logico programable conectado aguas abajo del dispositivo de medicion de acuerdo con el ejemplo de realizacion preferido;
la figura 3 muestra diversos tipos de posibilidades de comunicacion entre el dispositivo de medicion y un usuario;
la figura 4 muestra un diagrama, que indica una evolucion de la densidad del gas SF6 a lo largo del tiempo;
la figura 5 muestra un diagrama, que indica una evolucion de la densidad del gas SF6 con compensacion de errores; y
la figura 6 muestra un diagrama, que indica una curva caractenstica real predeterminada y una curva caractenstica teorica correspondiente del dispositivo de medicion.
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Ejemplo de realizacion preferido de la invencion
La figura 1 muestra un dispositivo de medicion 1 de acuerdo con el ejemplo de realizacion preferido de la invencion. El dispositivo de medicion 1 esta fijado a una abertura en una pared exterior 21 de una camara de aislamiento 2, con lo cual la abertura en la pared exterior 21 esta obturada de manera estanca a los gases (hermeticamente). La camara de aislamiento 2 esta llena de gas SF6. El dispositivo de medicion 1 esta unido en este caso a traves de una rosca (no mostrada) con la pared exterior 21. Alternativamente a esto, el dispositivo de medicion 21 puede estar soldado firmemente a la pared exterior 21 o metido a presion en la abertura en la pared exterior 21.
A traves de la abertura 11 en el dispositivo de medicion 1 puede penetrar el gas SF6 al interior de la camara de medicion 12. En la camara de medicion 12 esta previsto un elemento de medicion de temperatura 13 para medir la temperatura del gas SF6. La lmea electrica del elemento de medicion de temperatura 13 sale de la camara de medicion 12, estando el paso de la lmea fuera de la camara de medicion 12 obturado mediante un vitrificado 14 (es decir, incrustado en vidrio).
Un captador de presion 15 esta dispuesto, por lo demas, en la camara de medicion 12, estando integrado el captador de presion 15 en una pared posterior de la camara de medicion 12. El captador de presion 15 presenta en el ejemplo de realizacion preferido una membrana de presion, que esta expuesta hacia la camara de medicion 12. De este modo, la membrana esta solicitada directamente por gas SF6 y el captador de presion 15 mide la presion del gas SFa en la camara de medicion 12. En la camara de medicion 12, el elemento de medicion de temperatura 13 esta dispuesto en la proximidad inmediata del captador de presion 15, de modo que una presion medida y una temperatura medida en la camara de medicion 12 corresponden a mismo porcentaje de gas SF6. La membrana esta unida de manera hermetica y estanca con la camara de medicion 12 y cierra esta.
El captador de presion 15 y el elemento de medicion de temperatura 13 estan conectados electricamente con un dispositivo de procesamiento 16, transmitiendo el captador de presion 15 y el elemento de medicion de temperatura 13 sus respectivas senales de medicion al dispositivo de procesamiento 16. En el dispositivo de procesamiento 16, a partir de la senal de presion analogica panalogica y de la correspondiente senal de temperatura analogica Tanalogica se establece y se emite una senal de densidad analogica panalogica del gas SF6 con ayuda del modelo para gases reales de tipo virial descrito mas arriba. Ademas, el elemento de medicion de temperatura 13 tambien emite directamente la senal de temperatura analogica medida Tanalogica.
El dispositivo de medicion 1 lo constituye una unidad cerrada, estanca a los fluidos, en la que el elemento de medicion de temperatura 13, el captador de presion 15 y el dispositivo de procesamiento 16 estan dispuestos de manera esencialmente coaxial entre sf, de modo que el elemento de medicion de temperatura 13 esta dispuesto con respecto a la camara de aislamiento 2 en la camara de medicion 12 antes del captador de presion 15 y este a su vez antes del dispositivo de procesamiento 16. Esta disposicion interna en el dispositivo de medicion 1 esta aislada frente a influencias termicas externas mediante una envuelta 17 termicamente aislante. La envuelta 17 termicamente aislante puede estar compuesta por una sustancia amortiguadora, como por ejemplo una espuma sintetica termicamente aislante.
La figura 2 muestra, esquematicamente, un dispositivo de control 3 dispuesto aguas abajo del dispositivo de medicion 1, que incluye un controlador logico programable (PLC) y en el que como entradas se usan las senales de temperatura y densidad analogicas panalogica, Tanalogica emitidas por el dispositivo de medicion 1. En el dispositivo de control 3 se convierten las senales de partida analogicas panalogica, Tanalogica del dispositivo de medicion 1 en un convertidor analogico-digital 4 en senales digitales pdigital, Tdigital. Las senales digitales pdigital, Tdigital se almacenan de manera intermedia en una memoria 5 y se retransmiten como paquete de datos a traves de una interfaz de comunicaciones 6 de manera bidireccional, por ejemplo a un servidor, sirviendo las senales retransmitidas en definitiva para crear una curva de tendencia mediante un software de evaluacion. El controlador proporciona para determinados valores de densidad preajustados contactos de alarma programables A1, A2, A3, etc., para indicar una disminucion cntica de la densidad del gas SF6. Por lo demas, el nivel de llenado medido actualmente puede mostrarse a traves de un monitor de visualizacion 7 adicional como valor real directamente junto a o en la proximidad de la camara de aislamiento 2.
La figura 3 muestra diversos tipos posibles de teletransmision de datos de las senales medidas por el dispositivo de medicion 1 en la camara de aislamiento 2 y procesadas posteriormente por el dispositivo de control 3 a un dispositivo de evaluacion 8, que ejecuta el software de evaluacion. En el caso A de la figura 3 se transmite las informacion que sale del dispositivo de control 3 directamente al dispositivo de evaluacion 8, por ejemplo a traves de una lmea fija subterranea. En el caso B de la figura 3 se transmite las informacion que sale del dispositivo de control 3 por radiotransmision al dispositivo de evaluacion 8. En el caso C de la figura 3 se introduce la informacion que sale del dispositivo de control 3 por radio a una red informatica, como por ejemplo Internet (world wide web) y se transmite a traves de un servidor 9 al dispositivo de evaluacion 8.
En la figura 4 se muestra una evolucion de la densidad del gas SF6 a lo largo del tiempo t en un diagrama. En esta vista, la distancia entre 2 rayas sobre el eje de tiempo se corresponde con un dfa. A este respecto puede observarse como vana la densidad p a lo largo del dfa debido, por ejemplo, a un calentamiento de la camara de aislamiento 2. A
partir de este diagrama puede observarse claramente que el volumen de llenado V recalculado a valores normalizados depende en gran medida de una temperatura en la camara de aislamiento 2 y por tanto de una temperatura del gas SF6.
5 La figura 5 muestra un diagrama, que indica una evolucion de la densidad p del gas SF6 con compensacion de temperatura de las mediciones individuales a lo largo del tiempo t. Para ello se compensa la temperatura del gas SF6 en cada medicion como factor de compensacion, para compensar la dilatacion volumetrica de la camara de aislamiento 2 condicionada por la temperatura. La tendencia de la densidad p del gas SF6 se muestra igualmente en el diagrama. A este respecto puede observarse que la lmea de tendencia esta ligeramente inclinada hacia abajo y se
10 aproxima lentamente a un valor lfmite mmimo mm. Al alcanzarse el valor lfmite mmimo mm. puede emitirse por ejemplo por el dispositivo de evaluacion 8 una advertencia acustica o visual a un usuario, de modo que puedan adoptarse contramedidas. Ademas, por ejemplo el monitor de visualizacion 7 puede emitir una senal visual directamente in situ en la proximidad de la camara de aislamiento 2 a un usuario, como por ejemplo, personal de mantenimiento.
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En el diagrama de la figura 6 se indica una curva caractenstica real predeterminada y la correspondiente curva caractenstica teorica del dispositivo de medicion 1. A partir de estas curvas caractensticas puede determinarse una diferencia de senal A, en la que ha cambiado la evolucion real de la densidad p del gas SF6 en comparacion con la evolucion teorica.
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Claims (13)
- 5101520253035404550556065REIVINDICACIONES1. Dispositivo de medicion (1) para determinar la cantidad de llenado de un gas SF6 en una camara de aislamiento (2), con un captador de presion (15), un elemento de medicion de temperatura (13) y un dispositivo de procesamiento (16) para la determinacion de la cantidad de llenado del gas SF6 a partir del valor de medicion de presion y del valor de medicion de temperatura correspondiente, en el que el dispositivo de medicion (1) esta dispuesto cerrando una abertura de la camara de aislamiento (2) y presenta una camara de medicion (12) en la que estan dispuestos tanto el captador de presion (15) como el elemento de medicion de temperatura (13) y directamente solicitados por el gas SF6 que ha de medirse,caracterizado por queel elemento de medicion de temperatura (13) es un sensor de temperatura (13) integrado mediante vitrificado de manera estanca a los gases en el dispositivo de medicion (1), yel elemento de medicion de temperatura (13) esta dispuesto en el dispositivo de medicion (1) antepuesto a la membrana del captador de presion (15) en direccion a la camara de aislamiento (2).
- 2. Dispositivo de medicion (1) segun una de las reivindicaciones precedentes, en el que el dispositivo de medicion (1) esta rodeado por una envuelta (17) termicamente aislante.
- 3. Dispositivo de medicion (1) segun una de las reivindicaciones precedentes, en el que la camara de aislamiento (2) es una instalacion de conmutacion de alta tension que esta llena de gas aislante SF6.
- 4. Dispositivo de medicion (1) segun una de las reivindicaciones precedentes, en el que el dispositivo de procesamiento (16) esta dispuesto en el dispositivo de medicion (1) pospuesto al captador de presion (15) y al elemento de medicion de temperatura (13) en direccion a la camara de aislamiento (2) y emite una senal que se corresponde con la cantidad de llenado de gas.
- 5. Dispositivo de medicion (1) segun una de las reivindicaciones precedentes, en el que el dispositivo de procesamiento (16), el captador de presion (15) y el elemento de medicion de temperatura (13) estan dispuestos en el dispositivo de medicion (1) de manera esencialmente coaxial.
- 6. Dispositivo de medicion (1) segun la reivindicacion 5, en el que el dispositivo de medicion (1), ademas de la senal que se corresponde con la cantidad de llenado de gas, emite una senal que se corresponde con la temperatura del gas.
- 7. Dispositivo de medicion (1) segun una de las reivindicaciones precedentes, en el que las senales emitidas son senales analogicas y se emiten conforme a la norma de 4-20 mA.
- 8. Procedimiento para la determinacion de la cantidad de llenado de un gas SF6 en una camara de aislamiento (2), cerrando un dispositivo de medicion (1) una abertura de la camara de aislamiento (2) y presentando un captador de presion (15),un elemento de medicion de temperatura (13) en forma de un sensor de temperatura (13) integrado mediante vitrificado de manera estanca a los gases en el dispositivo de medicion (1) y un dispositivo de procesamiento (16); presentando el captador de presion (15) una membrana;estando la membrana del captador de presion (15) y el elemento de medicion de temperatura (13) directamente solicitados por el gas SF6 que ha de medirse, ypresentando el procedimiento las siguientes etapas:medir la presion del gas SF6 mediante el captador de presion (15);medir la temperatura del gas SF6 inmediatamente mediante el elemento de medicion de temperatura (13), estando dispuesto el elemento de medicion de temperatura (13) en el dispositivo de medicion (1) antepuesto a la membrana del captador de presion (15) en direccion a la camara de aislamiento (2);determinar la densidad del gas SF6 a partir del valor de medicion de presion del gas y el correspondiente valor de medicion de temperatura del gas;determinar la cantidad de llenado del gas SF6 a partir de la densidad del gas SF6; emitir una senal que se corresponde con la cantidad de llenado; emitir una correspondiente senal que se corresponde con la temperatura del gas; y establecer una tendencia relativa a las fugas de la camara de aislamiento (2).
- 9. Procedimiento segun la reivindicacion 8, en el que un error de la senal que se corresponde con la cantidad de llenado condicionado por una dilatacion volumetrica de la camara de aislamiento (2) condicionada por la temperatura se compensa usando la correspondiente senal que corresponde a la temperatura del gas.
- 10. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 8 y 9, en el que en la etapa de determinacion de la densidad del gas SF6 se recurre a un modelo para gases reales de tipo virial.
- 11. Procedimiento segun la reivindicacion 10, en el que el modelo para gases reales de tipo virial se basa en la ecuacion general de los gases, complementada por un factor para gases reales, conteniendo el factor para gases reales por lo menos una variable dotada de un exponente para representar una funcion curva que se corresponde con el comportamiento real del gas SF6.5
- 12. Sistema para monitorizar la cantidad de llenado de un gas SF6 en una camara de aislamiento (2) que presenta componentes de alta tension, que comprende un dispositivo de medicion (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7 y un dispositivo de evaluacion (8) para registrar la senal que se corresponde con la cantidad de llenado a lo largo del tiempo, en el que se usa un procedimiento segun una de las reivindicaciones 9 a 11 para10 determinar una tendencia relativa a las fugas de la camara de aislamiento (2).
- 13. Sistema de monitorizacion segun la reivindicacion 12, en el que la transmision de senales al dispositivo de evaluacion (8) se realiza mediante tecnologfa de teletransmision de datos.
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