套管诊断
阅读：833发布：2020-05-15
专利汇可以提供套管诊断专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及用于诊断具有基于密封 流体 的绝缘系统的电气设备(14)的状态的方法和装置(10)。装置(10)包括至少一个输入端(24)，用于接收流过该设备的 电流 的测量结果和实际设备流体压 力 的测量结果，以及诊断单元(26)。诊断单元(26)基于所测量的电流确定相应理论设备流体压力，将实际设备流体压力与理论设备流体压力比较，以及基于该比较诊断设备的状态。，下面是套管诊断专利的具体信息内容。
1.一种用于诊断具有基于密封流体的绝缘系统的电气设备(14)的状态的方法，该方法包括步骤：
接收(38)流过该电气设备的电流的测量结果，
基于所测量的电流确定(42)理论设备流体压力，
接收(44)相应实际设备流体压力的测量结果，
将该实际设备流体压力与该理论设备流体压力比较(46)，以及
基于该比较诊断(48，50)该电气设备的状态。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括基于所测量的电流确定(41)设备温度的步骤，其中所述理论流体压力是基于该设备温度确定的。
3.根据权利要求2所述的方法，进一步包括接收(40)周围温度测量结果的步骤，其中该设备温度的确定是基于所测量的电流和周围温度测量结果进行的。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述电气设备连接到一件高压电气装置(12)，以及该周围温度测量结果包含环境温度测量结果和这件高压电气装置的绝缘介质温度的测量结果。
5.根据权利要求2-4任意一项所述的方法，其中所确定的设备温度是基于对由该电流在该电气设备中生成的热的确定。
6.根据权利要求2-4任意一项所述的方法，其中所述设备温度为该电气设备中的绝缘介质(32)的温度。
7.根据权利要求2-4任意一项所述的方法，其中所述理论流体压力是基于该电气设备中的流体压力相对于设备温度的变化的模型来确定的。
8.根据权利要求1至4任意一项所述的方法，其中所述基于该比较诊断(48，50)该电气设备的状态的步骤包括将实际流体压力随温度变化的方式与一组参考压力变动曲线(56、58、60、62、64)随温度变化的方式进行比较(48)，其中每条参考压力变动曲线与相应的潜在问题相关联。
9.根据权利要求8所述的方法，其中这组参考压力变动包含提供下述组中的指标的至少一种变动：
绝缘介质不足，
绝缘介质太多，
电气设备泄漏，
放气或过热，
绝缘介质样本被采集，以及
故障电气连接。
10.一种用于诊断具有基于密封流体的绝缘系统的电气设备(14)的状态的装置，该装置包括：
用于接收(38)流过该电气设备的电流的测量结果的装置，
用于基于所测量的电流确定(42)理论设备流体压力的装置，
用于接收(44)相应实际设备流体压力的测量结果的装置，
用于将该实际设备流体压力与该理论设备流体压力比较(46)的装置，以及用于基于该比较诊断(48，50)该电气设备的状态的装置。
11.根据权利要求10所述的用于诊断具有基于密封流体的绝缘系统的电气设备(14)的状态的装置，进一步包括用于基于所测量的电流确定(41)设备温度的装置，其中所述理论流体压力是基于该设备温度确定的。
12.根据权利要求11所述的用于诊断具有基于密封流体的绝缘系统的电气设备(14)的状态的装置，进一步包括用于接收(40)周围温度测量结果的装置，其中该设备温度的确定是基于所测量的电流和周围温度测量结果进行的。
13.根据权利要求12所述的用于诊断具有基于密封流体的绝缘系统的电气设备(14)的状态的装置，其中所述电气设备连接到一件高压电气装置(12)，以及该周围温度测量结果包含环境温度测量结果和这件高压电气装置的绝缘介质温度的测量结果。
14.根据权利要求11-13任意一项所述的用于诊断具有基于密封流体的绝缘系统的电气设备(14)的状态的装置，其中所确定的设备温度是基于对由该电流在该电气设备中生成的热的确定。
15.根据权利要求11-13任意一项所述的用于诊断具有基于密封流体的绝缘系统的电气设备(14)的状态的装置，其中所述设备温度为该电气设备中的绝缘介质(32)的温度。
16.根据权利要求11-13任意一项所述的用于诊断具有基于密封流体的绝缘系统的电气设备(14)的状态的装置，其中所述理论流体压力是基于该电气设备中的流体压力相对于设备温度的变化的模型来确定的。
17.根据权利要求10-13任意一项所述的用于诊断具有基于密封流体的绝缘系统的电气设备(14)的状态的装置，其中所述用于基于该比较诊断(48，50)该电气设备的状态的装置包括用于将实际流体压力随温度变化的方式与一组参考压力变动曲线(56、58、60、62、
64)随温度变化的方式进行比较(48)的装置，其中每条参考压力变动曲线与相应的潜在问题相关联。
18.根据权利要求17所述的用于诊断具有基于密封流体的绝缘系统的电气设备(14)的状态的装置，其中这组参考压力变动包含提供下述组中的指标的至少一种变动：
绝缘介质不足，
绝缘介质太多，
电气设备泄漏，
放气或过热，
绝缘介质样本被采集，以及
故障电气连接。
套管诊断
技术领域
背景技术
[0002] 一种类型的具有基于密封流体的绝缘系统的电气设备为电气属性测量和现场控制设备，这种设备可以是套管。套管可以被提供用于多件高压电气设备，并且已知通过不同电势的区域传送高压的电流，当该套管为变压器套管时该不同电势为地电势。为了避免成为安全性危险，需要对套管本身就其运作状况如何进行监测。
[0003] 执行这一点的一种方式可以是通过打开套管并采集例如油的流体的样本，所述流体被用作套管内部的绝缘介质。这种油的温度于是可以被测量并且用于诊断套管。然而，当这完成时，套管的属性被改变。套管内油的量可能会发生改变，并且在打开套管时油也会受污染。这种情况下还存在有在如此采集样本之后套管没有妥当地密封的风险。
[0004] 因此，存在对诊断套管的可替换方式的需求。
[0005] 在本领域中存在一些描述变压器诊断的文献。
[0006] US2005/0223782例如确实描述了一种变压器监测系统。此处测量变压器的电流和环境温度。这些被用于确定变压器的油温。实际变压器油温接着被测量并且与所确定的油温进行比较，并且如果温度差异超过阈值则确定出现异常。变压器的内部压力也被确定，并且与阈值比较，以及如果该压力超过压力阈值，则确定出现异常。
[0007] US2002/0161558描述了一种变压器监测系统。在该系统中，监测许多物理量，比如电流、顶部油温和环境温度。
[0008] US4,654,806描述了一种变压器监测系统。在该系统中，测量各种参数，比如油温、环境温度和压力。接着将这些分别与相应阈值比较。
[0009] 所有这些文献均使用对变压器顶部油温的监测。
[0010] 还存在一些有关诊断套管的文献。
[0011] EP747 715比如确实描述了通过以下来诊断套管的状态：测量来自许多套管的不平衡电流波形，将不平衡值相互比较以及与初始值比较，以确定是否超过阈值。如果超过阈值，则确定哪些套管已经变化以及这些套管的电容和功率值的变化。接着，基于(变压器)顶部油温和环境温度来对这些变化的电容和功率值进行温度补偿。该文献看上去需要若干套管用以执行诊断并且另外仅仅测量电流。
[0012] D.M.Allan，M.S.Blundell，K.J.Boyd和 D.D.Hinde 的 文 章“New Insulation Diagnostic and Monitoring Techniques for In-Service HV Apparatus”(Proceedings of the 3rd International Conference on Properties and Applications of Dielectric Materials，July 8-12，1991，Tokyo，Japan)描述了一种通过监测DDF(介质损耗因数)用于变压器以及用于变压器套管的监测系统。
[0013] 因而，存在对于具有基于密封流体的绝缘系统的电气设备的诊断的需要，所述诊断可以无需打开电气设备和采集样本而使用，并且可以应用于单一电气设备。
发明内容
[0014] 本发明是针对解决这样的问题，即提供可以针对单个具有基于密封流体的绝缘系统的电气设备进行的诊断而不必打开该电气设备。
[0015] 这个问题大体上是通过以下来解决：基于所接收的流过设备的电流的测量结果而确定理论设备流体压力，将所接收的实际设备流体压力的测量结果与理论设备流体压力比较，以及基于该比较诊断该设备的状态。
[0016] 因而，本发明的一个目的是提供一种用于诊断具有基于密封流体的绝缘系统的电气设备的状态的方法，该方法可以针对单个设备进行而不必打开该电气设备。
[0017] 根据本发明，该目的是通过一种用于诊断具有基于密封流体的绝缘系统的电气设备的状态的方法来实现的，该方法包括下述步骤：
[0018] 接收流过该设备的电流的测量结果，
[0019] 基于所测量的电流确定理论设备流体压力，
[0020] 接收相应实际设备流体压力的测量结果，
[0021] 将实际设备流体压力与理论设备流体压力比较，以及
[0022] 基于该比较来诊断该设备的状态。
[0023] 本发明的另一目的是，提供一种用于诊断具有基于密封流体的绝缘系统的电气设备的状态的装置，该装置可以针对单个电气设备执行诊断而不必打开该电气设备。
[0024] 根据本发明另一方面，该目的是通过包括一种用于诊断具有基于密封流体的绝缘系统的电气设备的状态的装置来实现，该装置包括：
[0025] 用于接收流过该设备的电流的测量结果和实际设备流体压力的测量结果的至少一个输入端，以及
[0026] 诊断单元，该诊断单元具有，
[0027] 用于基于所测量的电流确定相应理论设备流体压力的装置，
[0028] 用于将实际设备流体压力与理论设备流体压力进行比较的装置，以及[0029] 用于基于该比较诊断设备的状态的装置。
[0030] 本发明的另一目的是提供一种用于诊断具有基于密封流体的绝缘系统的电气设备的状态的计算机程序产品，该计算机程序产品允许针对单个电气设备执行诊断而不必打开该电气设备。
[0031] 根据本发明另一方面，该目的是通过一种用于诊断具有基于密封流体的绝缘系统的电气设备的状态的计算机程序产品来实现，该计算机程序产品包括：
[0032] 提供在数据载体上的计算机程序代码，在所述计算机程序代码加载在计算机中时，用于使该计算机执行：
[0033] 基于所接收的流过该设备的电流的测量结果，确定相应理论设备流体压力，[0034] 接收实际设备流体压力的测量结果，
[0035] 将实际设备流体压力与理论设备流体压力进行比较，以及
[0036] 基于该比较来诊断该设备的状态。
[0037] 本发明具有许多优点。它允许诊断具有基于密封流体的绝缘系统的单个电气设备的状态，而不必打开该电气设备用以检查其内容。这种打开会负面地影响该比较，因为电气设备中使用的绝缘介质的属性会变化，这会对电气设备的安全产生负面影响。污染物和/或沾污物也会进入电气设备。打开也会导致重新封闭不妥当地执行。电气设备会变得泄漏。利用本发明的诊断避免了所有这些问题。另外，除了在诊断电气设备和多件高压电气设备(比如套管和变压器)时通常使用的那些元件之外，可以利用有限数目的另外元件以非常简单的方式执行该诊断。
附图说明
[0039] 本发明的前述和其它特征和优点将通过如附图中所示出的本发明示例性实施例的下述更具体描述而清楚明白，附图中相同的附图标记通常表示相同、功能上相似和/或结构上相似的元件。在附图中：
[0041] 图2示出套管的截面视图；
[0042] 图3示出在用于诊断套管的状态的方法中执行的多个方法步骤的流程图；以及[0043] 图4示出的图示具有多条关于压力与温度关系的曲线并且包含代表理论流体压力的第一曲线和代表套管的潜在问题的一组参考曲线。
具体实施方式
[0044] 在下文中详细讨论本发明的实施例。在描述实施例时，为了清楚起见而采用特定术语。然而，本发明并非意在受限于如此选择的特定术语。尽管讨论了特定的示例性实施例，但是应理解，如此讨论仅仅是出于说明的目的。相关领域的技术人员将认识到，可以使用其它部件和配置而不背离本发明的精神和范围。
[0045] 将具有基于密封流体的绝缘系统的电气设备与高压应用关联使用是已知的。套管是一种这样的设备，其用于测量多件高压电气设备的电气属性，所述多件设备可以是导体、电力线以及比如变压器和电抗器的感应工作元件。
[0046] 为了提供对于高压应用中的控制和安全而言至关重要的正确测量结果，需要电气设备正常运行。因此，必须诊断电气设备的运行。本发明是针对提供这样的诊断。提供这种类型的诊断用于确定电气设备是否正常运行以及在未正常运行时确定以什么方式出现故障。
[0047] 图1示意性示出用于诊断具有基于密封流体的绝缘系统的电气设备的运行的装置10。该电气设备在此处为套管14。装置10包含至少一个输入端，而此处仅一个输入端24，该输入端连接到两个周围温度传感器，即环境温度传感器22和与套管所附接的一件高压电气设备的绝缘介质温度传感器。在图1所描述的本发明实施例中，这件设备为提供在变压器箱中的变压器12，并且绝缘介质为该箱中的变压器油。该变压器12具有第一和第二绕组16和18。绝缘介质温度传感器因此此处为顶部油温传感器20。输入端24也连接到用于检测流过套管14的电流的电流传感器23。它还具有到套管14的一个连接，其用于接收设备流体压力测量结果。作为使用一个输入端用于若干类型的测量结果的可替换方案，当然有可能使用用于各种测量结果的若干输入端。套管14附接到变压器12，且更具体地附接到变压器12的第二绕组18。在该图中，没有套管连接到第一绕组16。应认识到，或者替代连接到第二绕组18的套管14或者除了连接到第二绕组18的套管14之外，当然有可能存在还连接到此第一绕组16的套管。输入端24最终连接到提供在装置10内部的诊断单元26，该单元26配置成执行电气设备的诊断，即诊断套管的完好状况和运行。此处应认识到，传感器也可以包含或者连接到A/D转换器，从而向装置10提供数字化的测量结果。
[0048] 图2中示意性示出一个套管14的截面图，该套管14被提供在变压器中距顶部油传感器20一定距离处，并且可以与本发明一起使用。由于套管14附接到变压器，其一部分被变压器的变压器油所包围。此变压器油的温度由置于变压器油箱中的顶部油温传感器20确定。套管14此处包含密封的腔室。该腔室具有在一方向上的延伸部，当套管附接到变压器时该方向是竖直的。中心电气导体28在此腔室中沿着此竖直方向伸展，该导体28被提供用于连接到变压器。导体28因此从腔室的两个相对竖直端部伸展出去，用于在一个端部连接到变压器，并且可以在另一个端部连接到线路或连接到另一电气设备，其中连接到变压器的端部为下部竖直端部。在腔室的下部区域中，还提供了围绕导体28的绝缘部30或电容器芯，该下部区域为腔室的面向变压器的部分。绝缘部30典型地由纸制成，并且具有通常由在该下部区域中环绕导体28的箔所提供的电压控制。所述纸可以是纤维素或合成的。在该腔室中进一步提供了第一流体绝缘介质。第一流体绝缘介质此处进一步为液体绝缘介质32，该液体绝缘介质此处为变压器油，该变压器油可以是植物油。该第一绝缘介质32此处在腔室中填充到使得所有绝缘部30被覆盖的水平，即绝缘部30此处被浸泡在第一绝缘介质32中。此处，在第一绝缘介质32上方具有第二流体绝缘介质34，其在此处为气体，典型地为空气。不过它可以是另一种气体，比如氮气。第二绝缘介质34此处可以以过压来提供。第二绝缘介质34此处提供可压缩体积，用以吸收液体第一绝缘介质32的体积变动。第二气态绝缘介质34所占据的体积因此通常远小于第一绝缘介质32所占据的体积。第二气态绝缘介质34由于这个原因也称为气垫。此外第一液体绝缘介质32被除气。第一绝缘介质因此饱和，并处于稳定状态。此外此处提供位于腔室的壁内且与第一绝缘介质接触的压力传感器36。利用这种布置，该传感器将被设于低电势。电流传感器23可包含设于变压器箱中并且环绕套管14的电流互感器。该电流转移接着被磁性连接到导体28。后面这两个传感器另外连接到图1中诊断装置的输入端。此处自然也可以提供A/D转换器，用以将模拟测量值转换为数字格式。
[0049] 现在还将参考图3描述该装置的运行，其中图3示出用于诊断如图1和图2所示变压器套管的状态的方法中执行的多个方法步骤的流程图。
[0050] 该方法开始于测量套管14的导体28中的电流。这些测量结果从套管14被提供到诊断装置10的输入端24，所述测量结果从该输入端被转发到诊断单元26。以此方式，诊断单元26接收流过套管的电流的测量结果，步骤38。按照相同的方式，环境温度传感器22感测环境温度，即围绕变压器12和套管14的区域中的温度，并且将环境温度测量结果转发到诊断装置10的输入端24，所述测量结果从该输入端被转发到诊断单元26。环境温度可以例如是大约20℃的室温。变压器顶部油温传感器20也感测油的顶部油温，即变压器12的绝缘介质的温度，并且将该顶部油温测量结果转发到诊断装置10的输入端24，所述测量结果从该输入端被转发到诊断单元26。以此方式，诊断单元26也接收环境温度测量结果和变压器顶部油测量结果，步骤40。基于此数据，诊断单元26接着确定理论套管压力，该理论套管压力为理论的流体压力。
[0051] 基于导体28中的电流确定理论套管压力。导体28中电流的量和随时间的变动产生热，该热被传递到绝缘部30和第一绝缘介质32。所述热传递依赖于绝缘部30和第一绝缘介质32的已知属性。基于这种热传递、环境温度和变压器12的顶部油温，于是有可能确定第一绝缘介质32的温度，该温度被认为是套管温度。因而基于对由该电流在套管中生成的热的确定，来确定套管温度，步骤41，并且该热被传递到周围介质。此外，这种温度变化通常是缓慢的过程。此外，该温度造成此第一绝缘介质32的膨胀，这导致腔室中由第一绝缘介质所占据的体积增大。由于腔室密封，这种膨胀也导致第二绝缘介质的体积减小。此处也确定第二绝缘介质34或气垫的温度。该温度取决于先前确定的套管温度、环境温度和流过导体的电流。基于气垫温度和体积，于是有可能确定气垫的压力。该压力接着与第一绝缘介质的压力组合，从而获得理论套管压力。以此方式，诊断单元26因而确定套管的理论流体压力，步骤42。因此由此可见，理论流体压力对套管温度具有依赖性。
[0052] 从前述说明可见，理论流体压力可以基于气垫压力变化的模型并且通过套管压力与套管温度的关系来确定。在本实施例中，这种压力变化是基于第一绝缘介质的体积变化确定的，该体积变化间接地影响理论流体压力，因为它造成第二绝缘介质的体积变化，所述第二绝缘介质的体积变化继而影响理论流体压力。
[0053] 假设气垫中的气态第二绝缘介质不进入流体绝缘介质，则上述关系可以通过下述等式来表达：
[0054] 气垫的压力、体积和温度(按摄氏度表达)之间的关系此处可以表达为：
[0055] (Pci*Vci)/(Ti+273)＝(Pc*Vc)/(Tc+273) (1)[0056] 其中Pci为气垫的初始压力，Vci为其初始体积以及Ti为其初始温度，即在变压器投入运行之前，而PC、VC和TC为变压器投入运行中的相应项。
[0057] 变压器投入运行中的气垫体积可以进一步表达为：
[0058] Vc＝Vci+Vxi-Vx (2)[0059] 这里Vxi为初始第一绝缘介质体积，且Vx为在变压器已经投入运行之后的第一绝缘介质体积。
[0060] 第一绝缘介质的质量m为
[0061] m＝Vx*ρx＝Vx*(ρa+ρb*Tx) (3)[0062] 其中ρx为该介质的密度。该密度具有恒定分量ρa和温度依赖分量ρb，而Tx为套管中的平均第一绝缘温度。此温度Tx是根据由于热和介质损耗而引起的热传递到周围介质以及在套管中生成的热来计算的。
[0063] 气垫的温度也可以表达为：
[0064] TC＝a*(Tair+273)+(a-1)*(Tx+273) (4)[0065] 其中a是常量，Tair是环境温度。
[0066] 利用这些等式，就有可能得到确定气垫的压力的如下等式
[0067]
[0068] 接着可以根据下式来调整该理论流体压力：
[0069] PS＝PC+PL (6)
[0070] 其中PS为在压力传感器36处的相应理论流体压力，以及PL为压力传感器上方的第一液体绝缘介质柱的压力。
[0071] 这是可以如何确定理论流体压力的一个实例。在进行这种确定的同时，压力传感器36检测套管14中的实际流体压力。实际流体压力因而与上述电流的测量同时检测。实际流体压力测量结果从压力传感器36被提供到诊断装置10的输入端24，所述测量结果从该输入端接着转发到诊断单元26。以此方式，诊断单元26因而接收套管中相应实际流体压力的测量结果，步骤44。所检测的实际流体压力因而对应于所确定的理论流体压力，并且反之亦然。压力测量结果另外与电流测量结果相关联。由于这个原因，有可能将所确定的理论流体压力与所测量的流体压力相关联，且可选地也与某一套管温度相关联。诊断单元26接着将相应的所检测的流体压力和理论流体压力彼此进行比较，并且如果它们之间的差异是在预定范围(该范围可以根据所确定的套管温度而变化)内，步骤46，则诊断单元诊断或者确定该套管令人满意地运行，即套管14的状态正常，步骤48。
[0072] 然而如果该状态在该范围之外，步骤46，则诊断单元26诊断套管已经改变其原始属性或者有故障。在本发明的一些变动中，这可以是套管诊断中执行的所有步骤。诊断因而可以仅仅涉及基于实际和理论流体压力的比较而将有故障的套管与运行的套管分离。然而，在本发明的优选实施例中，在已经确定套管已改变其原始属性或者是有故障时，该诊断单元26继续工作，并且基于将实际流体压力随套管温度变化的方式与一组参考压力曲线随温度变化的方式比较，进一步诊断套管的状态，步骤50。
[0073] 现在也参考图4描述这是如何完成的，该图示出压力与温度关系的图示，其包含代表理论流体压力的第一曲线54和代表套管的各种潜在问题的一组参考曲线56-64。在该3
图示中，X轴以℃示出温度，并且Y轴以kPa示出压力。另外，提供在室温的100dm 的第一
3
绝缘介质体积和15dm 的第二绝缘介质体积的这些示例性曲线。除了一条潜在问题曲线之外，所述曲线此处另外代表一种简化的情形，其中第二绝缘介质未开始进入或溶入或混入第一绝缘介质。这里存在曲线54(示为实线)，它是理论流体压力或者当套管正常运行时压力应如何随温度变化的曲线。该曲线因而代表令人满意地运行的套管。还存在第一潜在问题曲线56(示为第一虚线)，它是包含太多绝缘介质(即太多变压器油)的套管的压力如何随温度变化的曲线。这里存在第二潜在问题曲线58(示为第一点划线)，它是包含太少绝缘介质(即太少变压器油)的套管的曲线。在附图中，存在第三潜在问题曲线60(示为点线)，其示出已在高温采集的油样本的情况下套管的压力如何随温度变化。还存在第四潜在问题曲线62(示为第二虚线)，其示出泄漏套管(即，不完全密封的套管)的压力如何随温度变化。最后存在第五潜在问题曲线64(示为第二点划线)，其示出气体已经形成于油中或者已经过热的套管的套管压力如何随温度变化。这个最后的潜在问题曲线因此代表这样的情形，其中第二绝缘介质已经进入、溶入或混入第一绝缘介质。这些潜在问题曲线提供了关于套管中的故障的指标。
图示中，X轴以℃示出温度，并且Y轴以kPa示出压力。另外，提供在室温的100dm 的第一
3
绝缘介质体积和15dm 的第二绝缘介质体积的这些示例性曲线。除了一条潜在问题曲线之外，所述曲线此处另外代表一种简化的情形，其中第二绝缘介质未开始进入或溶入或混入第一绝缘介质。这里存在曲线54(示为实线)，它是理论流体压力或者当套管正常运行时压力应如何随温度变化的曲线。该曲线因而代表令人满意地运行的套管。还存在第一潜在问题曲线56(示为第一虚线)，它是包含太多绝缘介质(即太多变压器油)的套管的压力如何随温度变化的曲线。这里存在第二潜在问题曲线58(示为第一点划线)，它是包含太少绝缘介质(即太少变压器油)的套管的曲线。在附图中，存在第三潜在问题曲线60(示为点线)，其示出已在高温采集的油样本的情况下套管的压力如何随温度变化。还存在第四潜在问题曲线62(示为第二虚线)，其示出泄漏套管(即，不完全密封的套管)的压力如何随温度变化。最后存在第五潜在问题曲线64(示为第二点划线)，其示出气体已经形成于油中或者已经过热的套管的套管压力如何随温度变化。这个最后的潜在问题曲线因此代表这样的情形，其中第二绝缘介质已经进入、溶入或混入第一绝缘介质。这些潜在问题曲线提供了关于套管中的故障的指标。
[0074] 由于各种类型的误差，套管14中的流体压力可以按照不同方式随温度变化。例如，如果套管14的腔室中存在太多油，其会按照一种方式变化，以及如果套管14中存在太少油，其会按照另一种方式变化。第一和第二潜在问题曲线56和58示例性说明这一点。从图4中可以看出，这两条潜在问题曲线56和58，与理论压力曲线54相似，在一个点具有相同的压力，此处这个点为在室温的100kPa的压力，但是在其他方面这两条潜在问题曲线彼此不同，并且也具有不同斜率。与油太少相比，油太多的压力变动更大。因此通过检测所测量的流体压力和理论流体压力在室温相等但是在其它温度不同，并且通过调查根据温度的变化速率，有可能确定是油太少或者是油太多，其中高的变化速率表示油太多以及低的变化速率表示油太少。从附图可以看出，这些误差曲线56和58另外是非线性的。如果所测量的流体压力与理论流体压力在室温吻合但是在其它温度不同并且具有非线性的温度依赖性，则有可能调查压力随温度变化的速率。如果所测量的压力的变化速率低于第二潜在问题曲线58的变化速率，则油太少并且接着指示该潜在问题，而如果所测量的压力的变化速率高于第一潜在问题曲线56的变化速率，则油太多，并且接着指示该潜在问题。
[0075] 这里当然也有可能将所检测的流体压力与相应的所计算的潜在问题压力比较。这里，通过使用等式(5)，将初始体积Vxi设置为上体积阈值，可以确定油太多的套管的相应潜在问题压力，以及通过应用等式(5)，将初始体积Vxi设置为下体积阈值，可以确定油太少的套管的相应潜在问题压力。这里，当然也进行初始体积Vci的相应调整。
[0076] 还可以看出，两条另外潜在问题曲线，即第三曲线60和第五曲线64基本上涉及将理论压力曲线54沿着Y轴向上或向下偏移。这意味着这些潜在问题可以通过以下确定：当所测量的流体压力与理论流体压力在室温不吻合时，调查各种温度的所测量的压力和理论压力之间差异的大小和正负号。如果所测量的流体压力比理论流体压力大得超过第三阈值，则确定放气或过热，而如果所测量的流体压力比理论流体压力低得超过第四阈值，则确定：已经采集高温的油样本。这意味着如果油样本已经经由介质34被采集，则过压在高温已经被释放。按照相同的方式，第三曲线60也可以代表在低压力采集的油样本。
[0077] 最后可以看出，在存在泄漏的情况下，则存在压力的小的或者可忽略的线性变化，参见第四潜在问题曲线62。通过查看所测量的流体压力与理论流体压力在室温吻合以及其随温度很小且线性地变化，因此可以生成套管泄漏的指示。
[0078] 以此方式，通过将实际压力变动与参考压力变动曲线比较，诊断单元26因此可以诊断套管的状态，步骤50，并且指示与实际压力变动最接近的那条参考压力变动曲线相关联的潜在问题，步骤52。这意味着如果与理论压力曲线和其余参考压力变动曲线相比，所测量的压力变动更接近一条这样的潜在问题曲线，则与此曲线相关联的潜在问题被选择和指示。
[0079] 以此方式，有可能诊断套管的状态。还可以完成而不必打开套管从而调查腔室的内容。这种打开首先会负面地影响该比较，因为腔室中使用的绝缘介质的属性可能会变化，这可能对套管的安全产生负面影响。污染物和/或沾污物也会进入腔室，这会以此方式负面地影响套管的运行。打开也会导致重新封闭不妥当地执行。套管会变得泄漏。利用本发明的诊断，避免了所有这些问题。
[0080] 另外，可以利用有限数目的附加元件以非常简单的方式执行根据本发明的原理的诊断。周围温度传感器(比如顶部油温传感器和环境温度传感器)和电流传感器是公知的，并且广泛地结合套管使用用以执行对变压器的监测。这意味着所需要的附加元件主要是套管中的压力传感器以及用于执行诊断的一些附加处理能力。这种情况下，比如套管监测功能的监测功能可以被包含作为变压器监测功能的附加功能，该附加功能在许多情况下已经存在于变压器中。
[0081] 从前述描述认识到，根据本发明的诊断装置可以作为计算机被提供，其中输入单元可以实现为比如LAN接口的网络接口，并且诊断单元可以以具有关联程序存储器的处理器的形式被提供，该程序存储器包含当由处理器运行时执行本发明的诊断功能的计算机程序代码。诊断单元因此也可以被认为包括：用于基于测量的电流确定理论设备流体压力的装置；用于将实际设备流体压力与理论设备流体压力比较的装置；以及用于基于该比较诊断设备的状态的装置。可选地，它也可以包括：用于基于所测量的电流，连同周围温度测量结果或者无周围温度测量结果来确定设备温度的装置；用于基于流体压力相对设备温度的变化的模型来确定理论设备流体压力的装置；以及用于比较实际设备流体压力随温度变化的方式和一组参考压力变动曲线随温度变化的方式的装置，其中所有这些装置因而可以通过计算机程序代码来实现。
[0082] 该计算机程序代码于是也可以提供在数据载体上，该数据载体为比如存储器棒或CD ROM盘，当该载体加载到计算机中时，所述代码执行根据本发明的诊断。
[0083] 除了已经描述的方式之外，本发明可以按照许多方式变化。可以提供没有绝缘或电容器芯的套管。另外套管中可以仅仅存在一种绝缘介质，该绝缘介质则可以是气体，比如SF6或氮气。这种情况下，套管温度为该介质中的上升的温度，并且所使用的套管压力为该介质的压力。所使用的压力变化的模型于是不依赖于任何体积变化，而是仅仅依赖于套管温度变化。
[0084] 压力传感器可以另外具有这样的可替换布置：该压力传感器布置在其中提供气垫的腔室的顶部。如果这种布置与液体第一绝缘介质和第二气态绝缘介质组合，则所使用的理论和实际套管压力有可能仅仅基于第二绝缘介质的压力。
[0085] 所描述的理论流体压力的模型当然可以改变或被适配以考虑到放气，即某些第二气态绝缘介质混入液体第一绝缘介质。
[0086] 还可能检测除了所描述的潜在问题之外的其他潜在问题，其中一种这样的另外潜在问题可以是有故障电气连接。
[0087] 套管的压力传感器以及套管在本发明的一些实施例中可以是作为诊断装置的一部分的元件。所述温度传感器之一或二者也可以是这样的元件。还有可能确定理论套管压力和套管温度，而不测量环境温度和变压器顶部油温。
[0088] 诊断不限于感应工作的多件高压设备，比如变压器和电抗器，而是可以用在被密封并且具有可热膨胀绝缘介质的任何一件高压设备上。
[0089] 本发明另外可以这样变化：多于一个套管可以被提供给一件设备，比如三个套管，针对电力传输系统的每相一个套管。这种情况下，有可能将这三个相关套管的所测量的实际流体压力彼此比较，从而确定是否有任何压力偏离其它压力并且基于这个压力与偏离的套管的理论流体压力的比较，来诊断偏离的套管的状态。
[0090] 套管另外可以不直接连接到一件电气设备。它可以首先穿过壁且接着连接到这件设备。
[0091] 电气设备实际上不限于套管，而可以是任何具有基于密封流体的绝缘系统的电气设备，并且因此也可以是例如变压器或电抗器。
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