提供減污染組分到電裝置的方法
【專利說明】提供減巧染組分到電裝置的方法
[0001] 本發(fā)明設(shè)及權(quán)利要求1前序的在電裝置中提供減污染組分的方法。
[0002] 另外，本發(fā)明設(shè)及權(quán)利要求22前序的電裝置和測定電裝置中減污染組分吸著容 量（具體地講，吸附容量）變化的方法。本發(fā)明也設(shè)及權(quán)利要求32,具體地講，權(quán)利要求33 和34的方法。
[0003] 液態(tài)或氣態(tài)的介電絕緣介質(zhì)常規(guī)應(yīng)用于多種電裝置中電組件的絕緣，例如開關(guān)設(shè) 備、氣體絕緣變電站（GIS)、氣體絕緣線（GIL)、變壓器等。
[0004] 例如，在中壓或高壓金屬包封開關(guān)設(shè)備中，電組件布置在氣密殼中，氣密殼限定絕 緣空間，所述絕緣空間包含絕緣介質(zhì)，并使殼與電組件隔離，而不使電流通過絕緣空間。
[0005] 為了在高壓開關(guān)設(shè)備中切斷電流，絕緣介質(zhì)進(jìn)一步作為滅弧介質(zhì)。
[0006] 關(guān)于運(yùn)一點(diǎn)，由于其高滅弧能力，包含二氧化碳（c〇2)或由二氧化碳組成的絕緣介 質(zhì)已顯示非常有利。另外，二氧化碳具有對環(huán)境相當(dāng)?shù)偷挠绊?。因此，考慮環(huán)境友好度，它 是SFe(六氣化硫）的適合替代品，SFe已一般用作介電絕緣介質(zhì)，但已知具有高全球變暖潛 能值（GW巧。
[0007] 在過去，已用吸附劑作為減污染組分。
[0008] 然而，與包含二氧化碳的絕緣介質(zhì)相關(guān)，已知吸附劑的缺點(diǎn)是，不僅吸附水分和分 解產(chǎn)物（根據(jù)具體情況），而且吸附二氧化碳和絕緣介質(zhì)的潛在其它成分（在包含二氧化碳 的混合物的情況下）。因此，在吸附劑放入電裝置的絕緣空間時，發(fā)生絕緣介質(zhì)組分的初始 吸附，運(yùn)對總壓力和絕緣介質(zhì)的組成具有有害的影響，從而影響介質(zhì)的絕緣和滅弧性能二 者。
[0009] 為了補(bǔ)償運(yùn)種初始吸附，一般有兩種可能策略： 根據(jù)第一策略，為了補(bǔ)償初始吸附量的絕緣介質(zhì)，在加入吸附劑之前，在絕緣空間初始 填充時填充比工作期間所需更多的絕緣介質(zhì)。然而，運(yùn)需要對絕緣空間大小和吸附劑的量 及其吸附容量的詳盡了解。
[0010] 根據(jù)第二策略，在初始吸附已發(fā)生后，重新填充氣體隔室。運(yùn)具有相對較長等待時 間的缺點(diǎn)，即，在將吸附劑放入絕緣空間和直到完成初始吸附然后可進(jìn)行再填充的時間之 間的階段。
[0011] 在用氣體混合物作為絕緣介質(zhì)時，為了達(dá)到絕緣介質(zhì)的所需組成，兩種上述可能 策略都需要對混合物成分的吸附劑吸附性能的了解。
[0012] 通常，二氧化碳具有對吸附劑比氣體混合物的其它成分更高的吸附能。在此情況 下，接近吸附劑的二氧化碳的相對量在吸附劑放入絕緣空間后立即減小。根據(jù)氣體的擴(kuò)散 或?qū)α鬟^程，絕緣空間中的混合物再次變得均勻可能花費(fèi)時間。
[0013] 為了使運(yùn)些影響最大限度地減小，可使放入絕緣空間的吸附劑的量減小到最小 量。具體地講，在包括多個隔室（即，多個單獨(dú)的絕緣空間）的電裝置中，確定各單獨(dú)絕緣 空間中的所需最小量不僅耗時。而且要承擔(dān)電裝置裝配期間相應(yīng)吸附劑為正確歸屬于其隔 室并因此放入錯誤絕緣空間的風(fēng)險。
[0014] 關(guān)于C〇2氣體斷路器，在EP-A-2 445 068中已建議在使用氣體斷路器之前預(yù)先使 用吸附C〇2分子的沸石。運(yùn)一建議是基于W下想法：在CO2分子預(yù)先吸附到沸石時，由于形 成電弧產(chǎn)生的CO分子（且其另外導(dǎo)致絕緣性能和滅弧性能變壞）被吸附到沸石，并釋放已 吸附到沸石的C〇2分子。因此，最終應(yīng)抑制CO量的增加和CO2氣體量的減小。
[0015] 具體地講，EP-A-2 445 068描述一種方法，其中高壓單元和沸石盒布置在電裝置 封閉器皿內(nèi)的預(yù)定位置，并抽空封閉器皿。隨后，在封閉器皿中W高壓封閉C〇2氣體，W使 C〇2氣體吸附到沸石。隨后，將預(yù)定絕緣氣體填入封閉器皿。
[0016] 然而，在EP-A-2 445 068中提出的方法相對費(fèi)力，因為在器皿中填充預(yù)定絕緣氣 體之前，需要抽空大空間，然后用C〇2填充W發(fā)生吸附。運(yùn)不僅耗時，而且需要相對復(fù)雜的 C〇2儲罐和填充裝置，假定要在器皿中填充大量CO2,用于使C〇2吸附到沸石。
[0017] 考慮到目前發(fā)展水平方法的缺點(diǎn)，本發(fā)明的問題是提供W保持其中所含絕緣介質(zhì) 絕緣性能在高水平的方式提供減污染組分到電裝置的方法，所述方法有效、快速而且經(jīng)濟(jì)。 [001引運(yùn)一問題通過獨(dú)立權(quán)利要求的主題解決，具體地講，通過權(quán)利要求1的方法。本發(fā) 明方法的優(yōu)選實施方案在從屬權(quán)利要求及權(quán)利要求組合中給出。
[0019] 具體地講，本發(fā)明設(shè)及用于提供減污染組分到電裝置的方法，所述電裝置包括殼， 殼包圍絕緣空間和布置在絕緣空間中的電組件，絕緣空間包括包含二氧化碳或由二氧化碳 組成的絕緣介質(zhì)。所述方法包括W下步驟： a) 提供可W氣密方式封閉且W其封閉態(tài)包圍預(yù)飽和空間的預(yù)飽和器皿，其體積小于電 裝置絕緣空間的體積； b) 將減污染組分放入預(yù)飽和空間； C)將包含二氧化碳或由二氧化碳組成的預(yù)飽和氣體填入預(yù)飽和空間，例如W允許在預(yù) 飽和空間放入的減污染組分吸著（具體地講，吸附）二氧化碳；和 d)使具有吸著的（具體地講，吸附的）二氧化碳的減污染組分轉(zhuǎn)移到電裝置，使得在電 裝置工作期間其與絕緣介質(zhì)接觸。
[0020] 在本發(fā)明中，電裝置提供有減污染組分，W減少或消除污染物的存在，具體地講， 水分（即，水）和/或分解產(chǎn)物和/或不希望存在的任何其它組分。
[0021] 在一個實施方案中，減污染組分可W為減水分組分。減少或除去水分特別適用，因 為水除了降低絕緣性能W外，還可導(dǎo)致腐蝕電裝置，具體地講，殼或電組件。另外，水可開啟 生成毒性和/或腐蝕性分解產(chǎn)物的反應(yīng)通道，具體地講，由于在高水分含量存在下部分放 電或形成電弧。
[0022] 在使用包含有機(jī)氣化合物的絕緣介質(zhì)時，運(yùn)特別適用，因為有機(jī)氣化合物的一種 分解產(chǎn)物是氣化氨（HF)，它為高腐蝕性，并且極毒。
[0023] 在本發(fā)明背景中使用的術(shù)語"殼"應(yīng)廣泛理解為任何至少近似封閉的系統(tǒng)。具體地 講，術(shù)語"殼"可包括相互連接的多個室。更具體地講，在實施方案中，"殼"可包括包圍絕緣 空間的室和循環(huán)系統(tǒng)，該室與循環(huán)系統(tǒng)相互連接，通過循環(huán)系統(tǒng)將絕緣介質(zhì)去除，處理（例 如，凈化），并再引入絕緣空間。作為替代或附加，"殼"可包括包圍絕緣空間的室和預(yù)處理 間，該室與預(yù)處理間相互連接，用于在引入室的絕緣空間之前預(yù)處理絕緣介質(zhì)。
[0024]具體地講，本發(fā)明的"預(yù)飽和器皿"與"殼"分開，即，預(yù)飽和空間為不同于絕緣空 間的封閉空間。
[00巧]在本發(fā)明背景條件使用的術(shù)語"吸著"應(yīng)廣泛解釋為并且包括由其使第一物質(zhì) (即，吸著物）附著到第二物質(zhì)（即，吸著劑）的任何物理或化學(xué)過程。具體地講，"吸著" 包括通過任何機(jī)制對吸著物的任何結(jié)合、捕獲或一般固定，例如，通過物理吸附和/或化學(xué) 吸附。
[0026] 根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施方案，術(shù)語"吸著"指"吸附"。
[0027] 在此實施方案中，在步驟C)中使減污染組分吸附二氧化碳，在步驟d)中使具有吸 附的二氧化碳的減污染組分轉(zhuǎn)移到電裝置。
[002引在本發(fā)明背景中使用的術(shù)語"吸附"或"吸附的"應(yīng)包括任何吸附類型，例如物理 吸附和/或化學(xué)吸附。
[0029] 根據(jù)一個實施方案，方法的步驟為連續(xù)步驟。
[0030] 根據(jù)另一個實施方案，在步驟d)中使減污染組分轉(zhuǎn)入電裝置的絕緣空間。運(yùn)不是 本發(fā)明的必要特征，因為減污染組分，具體為吸附劑，也可位于電裝置中的其它地方，例如， 作為循環(huán)系統(tǒng)的濾器的部分，通過循環(huán)系統(tǒng)，將絕緣介質(zhì)從絕緣空間去除，處理（例如，凈 化），并再引入絕緣空間。
[0031] 由于二氧化碳和任選預(yù)飽和氣體的任何其它成分被預(yù)吸著（具體地講，預(yù)吸附） 到減污染組分（更具體地講，分子篩）的事實，該組分或分子篩從而變得"預(yù)飽和"，減污染 組分放入絕緣空間只在較小程度妨礙絕緣介質(zhì)的組成或根本不妨礙絕緣介質(zhì)的組成。運(yùn)通 過W下事實解釋：在預(yù)飽和后，一般減污染組分的大部分吸著部位（具體地講，吸附部位） 由預(yù)飽和氣體成分占據(jù)，具體地講，由二氧化碳占據(jù)。
[0032] 因此，在減污染組分W本發(fā)明的方式放入絕緣空間時，絕緣介質(zhì)的總壓力沒有顯 著變化，或者根本不變化。因此，在絕緣介質(zhì)為氣體混合物的情況下，氣體混合物的組成 (和因此相應(yīng)成分之比）也沒有顯著變化，或者根本不變化。
[003引因此，減污染組分放入絕緣空間不妨礙介電性能，且在相應(yīng)的應(yīng)用中，不妨礙電裝 置的開關(guān)（switching)能力。
[0034] 雖然一方面在絕緣介質(zhì)中的二氧化碳不吸附到減污染組分（或只在不顯著程度 上吸附），但另一方面，由于比二氧化碳更高的吸附容量，水可有效從絕緣介質(zhì)去除。
[0035] 假定根據(jù)本發(fā)明，減污染組分的量和/或大小對總壓力并且在該情況下可能對絕 緣介質(zhì)的氣體組成不再有實質(zhì)影響，可使用相對較大大小和/或量的能夠吸附大量水分和 /或分解產(chǎn)物的減污染組分。因此，可實現(xiàn)在更換減污染組分變得必要之前裝置的長工作時 間。
[0036] 另外，在包括多個隔室的電裝置中，要用于不同絕緣空間的減污染組分的大小和/ 或量可對最大絕緣空間標(biāo)準(zhǔn)化，因此，有助于電裝置的簡單和安全裝配。
[0037] 在本發(fā)明背景中，已意外地發(fā)現(xiàn)，在器皿而不是在電裝置的絕緣空間預(yù)飽和減污 染組分可W簡單方式進(jìn)行，而沒有在轉(zhuǎn)入絕緣空間期間釋放所吸附二氧化碳的風(fēng)險。運(yùn)是 由于二氧化碳吸附和釋放之間的強(qiáng)滯后。因此，甚至在根據(jù)步驟d)轉(zhuǎn)移期間，使減污染組 分暴露于具有低于預(yù)飽和空間中二氧化碳數(shù)密度的環(huán)境的情況下，二氧化碳可保持吸附。 具體地講，運(yùn)是在轉(zhuǎn)移期間保持低溫的情況。
[0038] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，具有吸著（具體地講，吸附）的二氧化碳的減污染組 分在步驟d)之前或期間從預(yù)飽和空間取出。具體地講，在放入電裝置的絕緣空間之前，從 預(yù)飽和空間取出減污染組分。
[0039] 關(guān)于運(yùn)一點(diǎn)，在從預(yù)飽和空間取出之前將減污染組分封裝入容器（具體地講，袋） 特別優(yōu)選，所述容器可關(guān)于預(yù)飽和器皿和電裝置移動。因此，可長期儲存減污染組分，而不 失去吸附到它的二氧化碳及其所需品質(zhì)。根據(jù)一個特別優(yōu)選的實施方案，可W氣密方式封 閉容器。因此，可在容器中提供明確限定的氣體組成和壓力，運(yùn)允許避免在轉(zhuǎn)移期間減污染 組分吸附有害污染物和/或釋放二氧化碳的風(fēng)險。
[0040] 雖然優(yōu)選，但由于在二氧化碳吸附和上述釋放之間的滯后，封裝入容器不是必需 的。在已從預(yù)飽和空間取出后立即將減污染組分放入絕緣空間的情況下，尤其如此。
[0041] 替代W上實施方案，其中具有吸附的二氧化碳的減污染組分在步驟d)之前或期 間從預(yù)飽和空間取出，也可根據(jù)情況優(yōu)選將預(yù)飽和