CN1248005C - 分接头切换器的状态诊断 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于控制和调节感性功率设备(5)的浸入在流体(3)中的分接头切换器(1)的状态诊断的方法和装置(4)，感性功率设备(5)例如为变压器或电抗器。诊断方法本质上将分接头切换器(1)和周围空气和感性功率设备(5)之间的预期热交换、预期的由分接头切换器(1)在运行期间产生的热量以及流体(3)的实际温度进行比较和评估。从实际温度、预期热交换和预期产生的热量中可得到系统的热平衡，并用于诊断分接头切换器(1)的运行状态。状态诊断的结果可用作能对操作者提出警告的指示器(70)、或者可以以数据信号(78)的形式发送给远程和/或便携式显示装置(79)如计算机。

Description

分接头切换器的状态诊断

技术领域

本发明一般涉及分接头切换器，详细地说，涉及用于这种分接头切换器的状态诊断的方法和装置。

背景技术

分接头切换器广泛地用于调节和控制大型或中型感性功率设备如变压器和电抗器的输出。这些感性功率设备将电功率从第一电力系统变换到第二电力系统。当第二系统的负载增加时，感性功率设备的输出电压降低。为了补偿这种输出电压降，即在第二电力系统中保持相对稳定的输出电压，或者根据配电板消费者的需求来调节输出电压，可采用分接头切换器。

分接头切换器控制和调节变压器的变压和电抗器的电感。在变压器中，第二系统的电压取决于匝数比，即变压器的次级绕组和初级绕组之间的匝数比。通常与初级绕组相连的分接头切换器通过在绕组的不同的固定触点或分接头之间进行切换来改变此匝数比。这种切换通常以一些较小的步骤进行，使得每步电压变化约为额定电压的0.5-2.5％，通常在1.5％左右。

分接头切换器通常因其操作以及负载而受热，因此它浸入在通常为油的冷却流体中。冷却流体同时还用作绝缘介质。然而由于在切换操作期间通常会发生电弧放电，因此油可能会发生降解，并在流体中形成了降解产物。为了不弄脏感性功率设备，分接头切换器最好与感性功率设备的流体分隔开并置于填充了流体的箱中，此箱又位于感性功率设备的箱中或其上。

由于分接头切换器和流体在运行期间受热，通常采用分接头切换器的监测来维持可靠和有效的运行。在这种监测中，测量若干参数并得到分接头切换器的整个状态的描述。特别是，冷却和绝缘流体的温度需要保持在一定的安全限值之下。如果流体温度超过一定的限值，那么就可能产生击穿，它可能导致整个或部分分接头切换器损坏，或者是缩短其使用寿命。在一些情况下，感性功率设备也受到影响，损坏了设备并缩短了其使用寿命。

在日本专利JP10041162中公开了一种用于分接头切换器的异常诊断装置。此装置具有扭矩检测器以检测分接头切换器的驱动轴的扭矩。温度检测器可检测分接头切换器的温度。根据此测量的温度，对标准扭矩图进行校正操作。然后将校正过的标准扭矩图与驱动轴的检测扭矩图进行比较，以便诊断任何异常情况。

美国专利No.6052060公开了一种油浸电力开关装置如分接头切换器，其中油循环系统从油中滤除所形成的碳颗粒。循环系统配备有温度探针，用于测量离开装有分接头切换器的箱的油温。将测得温度与设定值相比较，以便检测可能存在的过高油温。为了防止或降低因过高油温而引起的设备损坏，可以发出警报和/或断开电负载。

大多数现有技术中的监测和诊断系统如上述美国专利No.6052060中所公开的系统涉及对分接头切换器及其相关装置的突发损坏的保护。系统大多根据对冷却和绝缘流体的直接温度测量来对分接头切换器进行状态诊断，如果温度超过一定的安全阈值，则执行动作。因此，只有在流体温度足够高时才执行动作，因此情况很快就会变得危险了。这种紧急动作可包括负载降低，并在危急状态下切断分接头切换器和感性功率设备。然而，存在故障的分接头切换器并不一定在所有情况下都会导致危险性加热。存在故障的分接头切换器例如可以在低负载下运行，并将不顾其缺陷而在允许的温度下运行。此时检测不到缺陷的任何表示，直到提高了负载和功率为止。在这种情况下，将分接头切换器从运行中撤出以供修理通常是非常不方便的，这是因为它通常直接关系到提高的性能要求。

因此，如果能实现一种可在任何时刻提供关于分接头切换器的涉及热量问题的实际运行状态的信息的装置、即状态诊断装置，作为传统过热保护装置的补充，那么这将是有利的。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种用于控制感性功率设备的分接头切换器的状态诊断的方法。另一目的是提供一种诊断方法，其可精确地检测设备的故障和/或影响操作的外部因素，即使在分接头切换器在较低的功率负载下操作时也是如此。

根据本发明，所述分接头切换器浸入在流体中，所述方法包括以下步骤：确定所述流体的实际温度T_tap；其特征在于所述方法还包括以下步骤：确定预期的由所述分接头切换器产生的热量Q_heat ^expected；确定所述分接头切换器的预期结果热交换Q_exchange ^expected；计算所述感性功率设备和所述流体之间的热交换Q_tr；根据所述流体的所述实际温度T_tap、所述预期产生的热量Q_heat ^expected和所述预期结果热交换Q_exchange ^expected之间的比较来执行诊断动作；和根据所述预期的由所述分接头切换器产生的热量Q_heat ^expected、所述分接头切换器的所述预期结果热交换Q_exchange ^expected和所述流体的先前热含量Q_tap ^previous来确定所述流体的预期温度T_tap ^expected，这样，所述比较过程分别基于所述流体的所述预期温度T_tap ^expected和所述实际温度T_tap。

为实现上述目的，按照本发明的第一方面，提供了一种用于控制感性功率设备的分接头切换器的状态诊断的装置，所述分接头切换器浸入在流体中，所述流体的温度由第一温度计来测量，其特征在于：用于确定预期的由所述分接头切换器产生的热量的装置，其中用于确定所述分接头切换器产生的所述预期热量的所述装置与用于得到所述分接头切换器中的负载电流值的装置相连；用于确定所述分接头切换器的预期结果热交换的装置；用于计算所述感性功率设备和所述流体之间的热交换的装置；和与所述第一温度计和所述确定装置相连的执行装置，所述执行装置设置成可根据所述流体的所述实际温度、所述预期产生的热量和所述预期结果热交换来执行诊断动作，其中与所述执行装置相连的指示器设置成指示故障操作。

按照本发明的第二方面，提供一种控制感性功率设备的分接头切换器，所述分接头切换器浸入在流体中，所述流体的温度由第一温度计来测量，所述分接头切换器包括状态诊断装置，所述状态诊断装置的特征在于：用于确定预期的由所述分接头切换器产生的热量的装置，其中用于确定所述分接头切换器产生的所述预期热量的所述装置与用于得到所述分接头切换器中的负载电流值的装置相连；用于确定所述分接头切换器的预期结果热交换的装置；用于计算所述感性功率设备和所述流体之间的热交换的装置；和与所述第一温度计和所述确定装置相连的执行装置，所述执行装置设置成可根据所述流体的所述实际温度、所述预期产生的热量和所述预期结果热交换来执行诊断动作，其中与所述执行装置相连的指示器设置成指示故障操作。

按照本发明的第三方面，提供一种包括由分接头切换器控制的感性功率设备的感性功率设备系统，所述分接头切换器浸入在流体中，所述流体的温度由第一温度计来测量，所述分接头切换器包括状态诊断装置，所述状态诊断装置的特征在于：用于确定所述分接头切换器产生的预期热量的装置；其中用于确定所述分接头切换器产生的所述预期热量的所述装置与用于得到所述分接头切换器中的负载电流值的装置相连；用于确定所述分接头切换器的预期结果热交换的装置；用于计算所述感性功率设备和所述流体之间的热交换的装置；和与所述第一温度计和所述确定装置相连的执行装置，所述执行装置设置可根据所述流体的所述实际温度、所述预期产生的热量和所述预期结果热交换来执行诊断动作，其中与所述执行装置相连的指示器设置成指示故障操作。

一般来说，浸入在流体中并可控制和调节感性功率设备的分接头切换器的运行状态通过获得和评估分接头切换器预期产生的热量、分接头切换器的预期结果热交换以及流体的实际温度来进行诊断。

预期产生的热量是在分接头切换器的运行期间产生的热量，在优选的计算模型中，其表达为由分接头切换器的正常运行电阻所产生的热量与在分接头切换器的实际切换操作期间所产生的热量之和。电阻产生的热量在负载电流流经分接头切换器的电流线和主触点时产生。由于电流线和主触点的材料特性，即其电阻大于零，因此在操作中产生了热量且热量扩散到流体中。在切换操作期间，热量部分地由负载电流的流动产生，部分地由通过过渡触点的过渡电阻器的上升(arising)循环电流产生。由于预期产生的热量取决于分接头切换器的负载电流，因此在用于预期产生的热量的计算模型中测量并使用负载电流值。

分接头切换器的预期结果热交换是一方面在分接头切换器和周围空气之间、另一方面在分接头切换器和感性功率设备之间的任何热流量之和。因此，应计算分接头切换器和周围空气之间的热交换以及分接头切换器和感性功率设备之间的热交换并将它们相加。前一热交换、即空气和分接头切换器之间的热交换取决于它们之间的温度差异，因此应测量流体的实际温度和周围空气的温度。分接头切换器和感性功率设备之间的热交换类似地取决于温度差异，但在这里它是感性功率设备的温度和流体的实际温度之间的差异，因此应当测量这两个量。

然后，通过比较和评估所得的预期结果热交换、预期产生的热量和流体的实际温度来研究分接头切换器系统的热平衡，以便检测任何非预期的运行状态。在一种优选的比较实施例中，从预期产生的热量、预期结果热交换和流体的先前热含量中计算出流体的预期温度。然后将此计算出的预期流体温度与实际测量的流体温度相比较。在理想的预期运行状态下，预期的流体温度应基本上等于实际的流体温度。相等性的偏差是非预期运行状态的指示。这种状态可包括非预期的热源，例如由分接头切换器触点的增大的接触电阻所产生的热量，和/或在有故障的切换操作期间所产生的热量，在这种故障切换中分接头切换器被卡在中间位置，或者切换操作太慢。其它会影响感性功率设备的运行的非预期热源包括外部因素，例如天气状况。

此诊断方法最好执行若干次，以便得到关于分接头切换器的运行状态的更完整的描述。

本发明的主要优点在于，它提供了分接头切换器的状态诊断，能够检测故障和其它会影响分接头切换器操作的效应，即使在大多数现有技术的方法失效时也是如此。这意味着可在分接头切换器的负载增加和情况变得危险之前检测到故障并加以留意。

附图说明

通过参考下面的描述并结合附图，可以最佳地理解本发明和它的其它目的和优点，附图中：

图1是分接头切换器系统中热流的示意的视图；

图2是根据本发明的配备有传感器的分接头切换器和电源变压器的一部分的示意图；

图3是显示与变压器箱有关的分接头切换器的可能安装结构的示意图；

图4a-e图解说明分接头切换器的切换操作的实例；

图5是显示分接头切换器的测量的顶部流体温度与计算的顶部流体温度之比与时间的关系的实例的曲线图；

图6是根据本发明的状态诊断方法的通用步骤的流程图；

图7a-c显示执行图6中的三个步骤的实施例的流程图；

图8是根据本发明的状态诊断装置的一个实施例的框图；和

图9a-c是可用于本发明的状态诊断的指示器的实施例的不同的图解说明。

具体实施方式

现今的分接头切换器、尤其是它们所控制和调节的感性功率设备是昂贵的装置，因此通常装有保护系统。这种系统设置成可监测分接头切换器的操作，并在操作超过一定的安全操作阈值时执行控制动作。具有操作阈值的典型量是对分接头切换器起冷却和绝缘作用的流体的温度。如果此温度升高得太多，就可能会产生对分接头切换器和相关设备的损坏。因此，许多保护系统的目的是监测和/或控制流体的温度。系统的控制动作基本上在温度超过安全阈值时启动，这样保护系统可称为严重损坏保护系统。所执行的紧急动作可包括降低负载，并在危急情况下切断分接头切换器和感性功率设备。然而，当现有技术的监测和控制系统的紧急动作不充分或执行得太迟时可能会产生危险情况，导致了分接头切换器的损坏。现有技术的紧急动作还可能在不方便的时候产生，例如在负载需求增大的期间。

分接头切换器的接触电阻会随时间和操作而增大。这种接触电阻的增大具有多种原因，包括碳化。这种电阻增加导致了在负载电流流经分接头切换器时产生的热量增加。由于电阻增加到足以使所产生的热量增加会带来问题的程度发生在较长的时间如几个月内，因此只具有温度测量的现有保护系统和方法在所产生的热量增加到十分危险的程度之前无法检测到这种增大的电阻。

另一会产生热量的故障状态是在分接头切换器于切换操作期间被卡在连接两个固定触点的中间位置处或在切换操作执行得太慢时产生。在这种情况下，负载电流或负载电流和上升循环电流将流经分接头切换器的过渡电阻器，使得冷却流体的温度上升。虽然此热发生比由增大的接触电阻所产生的热量更大和更快，然而其仍需一段时间，直到能明显地检测到整个流体温度的升高为止。故障分接头切换器附近的流体温度升高得很快，然而由于冷却流体的性能，整个流体整体温度升高得较慢。如果分接头切换器被卡在此中间位置一段较长的时间，在此应用中为数分钟，那么所产生的热量将烧坏过渡电阻器。然而如果分接头切换器并不是永久性地卡住，而是操作得太慢，即切换操作花费了比预期的更长的时间，那么过渡电阻器不会被烧坏，可能完全不会达到紧急温度水平。在这种情况下，现有技术的系统无法检测到分接头切换器中的故障。

在只采用顶部流体温度测量的现有技术系统和方法中，会遇到的另一典型问题是外部因素如外界温度和天气状况会影响分接头切换器的操作。由于大多数分接头切换器的控制和监测系统未考虑到这些外部因素，因此在未产生任何实际紧急状况时可能会侵犯安全阈值。

由于大多数现有技术的控制系统和方法直接导致紧急动作，因此这些系统尤其在分接头切换器和感性功率设备只在其一部分额定容量下加载时会遇到问题。在这种低功率运行期间，分接头切换器可在其安全阈值内操作，例如低于最大的容许流体温度，即使在出现了如上所述的设备故障或外部影响因素时也是如此。然而，如果这些情况突然改变，例如功率负载突然增加，此故障或外部因素会在控制系统的紧急动作产生效果之前使分接头切换器超过安全阈值。结果就会损坏分接头切换器设备，使得操作者的成本过高。这种成本不仅表现在修理成本上，而且表现在如果损坏过于严重则由分接头切换器控制的感性功率设备就必须至少暂时地关闭的无效操作上。即使控制系统动作足够有效以保护分接头切换器免受损坏，故障的检测也通常要在不方便的时候进行。

本发明涉及比如上简要介绍的现有技术系统更佳的分接头切换器操作的另一方面。虽然现有技术系统涉及紧急和严重损坏保护，然而本发明涉及分接头切换器的热状态的状态诊断。故障和其它可能导致设备损坏的因素可通过状态诊断而在早期得到检测，即使在较低功率负载、即远早于损坏危险普遍发生时也是如此。本发明为操作者提供了在运行期间关于分接头切换器的运行状态的操作指示。然后这些指示可用于连续地或在间断的时刻监测和/或控制分接头切换器的操作，因此，如果运行状态使得在功率负载提高时超过了安全阈值，可用这些指示来对操作者提出警告。然后操作者可进行所需的动作，以在产生代价高的损坏之前修理或补偿故障状态。这种动作可安排在分接头切换器的操作中的方便时刻进行。

参考图1，图中显示建立本发明的状态诊断的基本原理。图1示意地显示流入和流出冷却分接头切换器的流体的热流量以及分接头切换器所产生的热量。分接头切换器的实际热含量90取决于由分接头切换器产生的预期热量92以及流入/流出分接头切换器的预期结果热交换。预期结果热交换又由两个不同的热交换作用构成，即流体与围绕分接头切换器的周围空气之间的热交换94和流体与分接头切换器所控制的感性功率设备之间的热交换96。热交换94，96在理论上可以是正值、负值或零。在此说明书中，如果热量从空气流入到流体中，那么流体和周围空气之间的热交换94为正值，反之，即如果热量从流体流入到空气中，那么热交换94为负值。结果，如果热交换94为正值，那么环境温度高于流体温度。在此说明书中，如果热量从感性功率设备流入到流体中，那么流体和感性功率设备之间的热交换96为正值。在热交换96为负值的情况下，热量从流体流入到感性功率设备中。因此，正的热交换96意味着感性功率设备的温度比分接头切换器的流体温度更高。应当指出，感性功率设备的温度实际上是冷却感性功率设备的流体的温度，然而为了降低将冷却和绝缘分接头切换器的流体的温度与冷却感性功率设备的流体的温度混淆起来的危险，在此说明书中，将冷却感性功率设备的流体的温度简单地称为感性功率设备的温度。

本发明的状态诊断测量冷却分接头切换器的流体的实际温度。然后确定由分接头切换器产生的预期热量92和分接头切换器的预期结果热交换。然后将这些热作用与测量流体温度相比较，以检测任何非预期的操作。因此，状态诊断比较和评估分接头切换器系统中的热作用和测得流体温度，推导出系统热平衡的表示。这与主要进行温度测量和温度保护的现有技术系统不同。这些现有技术系统的紧急动作用于降低温度，即降低分接头切换器的热含量90。因此，它们的主要目的是防止分接头切换器的热量90或流体温度变得过大，这由箭头98示意地示出。

下面将以电源变压器形式的可控制和调节感性功率设备的分接头切换器来描述本发明的状态诊断。如本领域的技术人员所理解的那样，变压器仅为可应用本发明的分接头切换器的感性功率设备的说明性的实施例。因此本发明并不限于变压器，而是可应用于其它的感性功率设备，例如电抗器。

参考图2，图中显示浸入装有冷却和绝缘流体3的箱2中的分接头切换器1。分接头切换器1可通过在变压器5的调节绕组6的不同的固定触点或分接头之间进行切换来控制和调节变压器5的输出电压。分接头切换器1的流体3可用作冷却介质，它一般通过经分接头切换器箱2的壁的散热而将分接头切换器1所产生的热量传递给周围空气，还可用作绝缘介质。

图2所示的分接头切换器1配备有多个传感器20，22，24和26，用于记录流体3的温度、环境温度、变压器5的温度和流经分接头切换器1的负载电流。通过设置在分接头切换器箱2中的温度计20来测量冷却和绝缘分接头切换器1的流体3的温度。温度计20最好设置在箱2的上部，从而测量顶部流体温度。

环境温度是围绕在分接头切换器1周围的空气温度的量度。此温度由设置在分接头切换器箱2的附近的防风雨温度计22来测量，温度计22最好与周围空气直接接触。

变压器5中的温度计24测量变压器5的温度，该温度实际上是冷却变压器5、变压器铁心和调节绕组6的流体的温度。

设置耦合线圈27来得到对流经分接头切换器1的负载电流的直接估计。耦合线圈27又由安培计26或类似的电流测量装置来监测。

然后，由传感器记录的数据通过温度连接线30，32，34和电流连接线36转发给状态诊断装置4。状态诊断装置4可设置成与分接头切换器2相连、全部在远程控制系统中实现或者以部分地与分接头切换器箱2相连且部分地处于远程控制系统中的形式来实现。

如图2所示的分接头切换器箱2设置在包括调节绕组6的变压器箱7的外部。然而如图3所示，分接头切换器箱2A，2B可安装在变压器箱7的外部，或者是插入到变压器箱7中并从中伸出。对于大型变压器来说，分接头切换器箱2A大多是设置成插入在变压器箱7中，而对于小型变压器来说，分接头切换器箱2B可如图2所示地安装，即安装在变压器箱7的外部。本发明的状态诊断方法可应用于任一类型的分接头切换器。图3所示的两种类型的分接头切换器之间的主要差异在于，在安装在变压器箱7内的分接头切换器2A中，变压器的温度和分接头切换器的流体的实际温度之间的差异通常小于安装在变压器箱7外的分接头切换器2B中的这一差异。另一不同之处在于，对于内部安装的分接头切换器2A来说，通过其而从分接头切换器的流体中散热的面积小于外部安装的分接头切换器2B中的这一面积。实际上，本发明的状态诊断方法可应用于任何分接头切换器中，与分接头切换器相对于其所控制和调节的变压器的安装方式无关。

为了理解分接头切换器在运行期间如何产生热量以及在设备损坏时会增大热量产生的可能热源，图4a-4e更详细地显示在一个可能的切换操作期间的分接头切换器1。在图4a中，主触点14与固定触点或分接头15相连，固定触点15又与变压器的调节绕组6相连。第一过渡电阻器10和第二过渡电阻器12的第一过渡触点11和第二过渡触点13断开，并位于固定触点之间的空间内。因此，所有负载电流I均由主触点14承受。在下面的图中，分接头切换器1从固定触点15切换到下一固定触点16。

首先，第一过渡触点11和固定触点15相连。在此位置中，主触点14和第一过渡触点11均与固定触点15相连。然后主触点14从固定触点中断开，如图4b所示。此时负载电流I流经第一过渡触点11及其第一过渡电阻器10。在这一步骤中，因负载电流I流经第一过渡电阻器10而产生了增大的热量。

在下一步骤中，如图4c所示，分接头切换器1运动，使得第二过渡触点13与下一固定触点16相连，同时第一过渡触点11仍与固定触点15相连。负载电流I在第一过渡触点11和第二过渡触点13之间主要分成两个相等的部分。另外，产生了循环电流I_C，其流经第一过渡触点11、第二过渡触点13及其相关的过渡电阻器10，12以及与分接头切换器1相连的两个固定触点15，16。由于分别存在着第一和第二过渡电阻器10，12，因此这个循环电流I_C是有限的。在这一步骤中，由于流经过渡电阻器10，12的负载电流I和循环电流I_C而产生了更大的热量。

在图4d中，第一过渡触点11从固定触点15中断开。然而，第二过渡触点13与下一固定触点16相连，并因此与其过渡电阻器12一起承受全部负载电流I。如图4b所示，由于流经一个过渡电阻器、在这种情况下是第二过渡电阻器12的负载电流I而产生了热量。

然后主触点14与下一固定触点16相连，其也与第二过渡触点13相连。此切换操作在图4e中完成，此时主触点14与下一固定触点16相连，第二过渡触点13断开。因此，在这个位置，负载电流I只由主触点14承受。

可导致非预期的运行状态的故障是在分接头切换器1的任何通电触点中的增大的电阻。这种增大可以有许多原因，然而操作欠佳(lack ofoperations)或切换操作非常差(very few switching opeation)是其普遍的原因或至少是一部分的原因。另外，已形成的降解产物沉积在触点上也会增大它们的电阻。如果分接头切换器1的电阻增大，那么由负载电流I所产生的热量也增大。因此，故障状态使得所产生的热量增加，这可能会导致分接头切换器1的操作产生问题，在严重的情况下会导致设备损坏。

引起非预期的热量产生的另一故障状态是分接头切换器1在切换期间被卡在中间位置或操作太慢。此中间位置对应于图4b-d中的分接头切换器1的位置。在这些位置中，负载电流I或在图4c中的负载电流I和循环电流I_C流经过渡电阻器10，12。流经电阻器10，12的电流产生了热量，这又加热了流体。如果分接头切换器1被永久性地卡住，那么电阻器10，12将被烧坏，并存在着对分接头切换器和变压器造成严重损坏的危险。但如果分接头切换器1操作太慢以致于切换操作所花的时间高于预期时间，那么所产生的热量不足以烧坏过渡电阻器10，12。这种延长的切换操作可在几秒内进行，或者是在数分钟内发生设备损坏。与触点增大的电阻所产生的热量相比，在分接头切换器1卡住或切换较慢的情况下在短得多的时间内产生了大得多的热量。

为了进行本发明的状态诊断方法的比较，需要分接头切换器流体的实际温度T_tap。此实际流体温度T_tap最好从直接的温度测量中得到。分接头切换器的流体在大多数运行状态下分成两个不同的流体部分，下方的冷部分和上方的暖部分。在运行期间分接头切换器对周围的流体进行加热。当流体变热时它向上浮起到含有流体的暖部分的上方部分中。热量可从此部分中经分接头切换器箱而正常地扩散到周围空气中。当热量离开流体时流体变冷，并下沉到下方流体部分中。在本发明的第一实施例中，只测量顶部流体的温度。由于此温度通常是流体的最高温度，因此对测量和监测流体以检测流体温度是否超过了安全阈值来说它是很重要的。各流体部分中的温度分布在各部分的整个流体体积中是相当均匀的。因此，只在一个位置处测量顶部流体温度就足够了。然而，在温度分布并不均匀的一些非稳态操作中，可在上方流体部分中的不同位置处设置几个温度计。然后通过对从这些温度计的全部或一些中得到的记录进行平均，得到实际流体温度T_tap。在本发明的另一实施例中，不仅测量顶部流体温度，而且测量底部流体温度。在此实施例中，温度计设置在分接头切换器箱的顶部和底部位置处。因此，为了得到实际流体温度T_tap，应将顶部和底部流体温度进行平均。还可以在顶部和/或底部流体部分中设置几个温度计，这样就在温度平均中使用来自这些温度计的全部或一些中得到的测量值。

由分接头切换器产生的预期热量Q_heat ^expected最好是由分接头切换器的电流线路和主触点的电阻所引起的预期热量Q_resistance以及由切换操作所引起的预期热量Q_switching。因此，预期热量Q_heat ^expected是两个产生热量的作用之和，即可计算如下：

$Q_{\mathrm{heat}}^{\mathrm{expected}}=Q_{\mathrm{resis}\tan \mathrm{ce}}+Q_{\mathrm{switching}}.$

由电阻引起的热量Q_resistance在负载电流I流经图4a和4e中的电流线路和主触点时产生。主触点和电流线路因触点和线路的材料特性而具有大于零的电阻R。流经非零电阻的电流线路和主触点的负载电流I产生了热量，其扩散到周围的流体中，从而使流体也变热。因电阻而产生的热量Q_resistance可简单地表示为：

Q_resistance＝RI²Δt，

其中R是分接头切换器的电流线路和主触点的电阻，Δt是负载电流I所流过的时间间隔。一种更佳的模型是采用某一瞬时的负载电流I来计算那一特定瞬时所产生的功率，然后采用此瞬时的负载电流I来再次计算另一瞬时的所产生的功率。为了得到因分接头切换器的电阻而产生的热量Q_resistance，将这两个时间不同的计算功率进行平均，并乘以它们之间的时间间隔。另一种模型基于一段时间内的负载电流I的几次测量，并计算各测量时间处所产生的功率。然后通过对所有计算功率进行平均并乘以时间间隔的长度，得到电阻产生的热量Q_resistance。如果负载电流I可表达为时间的函数，那么可从对时间积分得到所产生的热量Q_resistance。

用于由分接头切换器的切换操作所产生的热量Q_switching的计算模型取决于实际的切换是如何进行的。根据分接头切换器的实际设计，可能存在不同的切换操作，例如对称标志循环。例如，切换的步骤数目可随分接头切换器的不同而变化。下面的计算模型基于根据图4a-4c的切换操作。因此，在此模型中，由切换产生的热量Q_switching基本上包括对应于图4b-4c的位置的三个作用。由切换产生的热量Q_switching可简单地表示为：

Q_switching＝R_transI²Δt₁+2R_trans[(I/2)²+I_C ²]Δt₂+R_transI²Δt₃，

其中R_trans为过渡电阻，I_C是循环电流，而Δt₁，Δt₂和Δt₃是在不同切换步骤所经历的时间间隔。

参考图4b，关于切换产生的热量Q_switching的表达式中的第一项是在第一过渡触点11与固定触点15相连时产生的热量。然后负载电流I流经电阻为R_trans的第一过渡电阻器10。

关于切换产生的热量Q_switching的表达式中的第二项对应于图4c中的步骤。在此步骤中，过渡触点11，13通过固定触点15，16与调节绕组6相连。因此，如果它们对应的电阻R_trans相等的话，那么负载电流I的一半流经各个过渡电阻器10，12。除此半负载电流I之外，在过渡电阻器10，12中有循环电流I_C流动。此循环电流I_C因两个固定触点15，16之间的电压而产生。结果，流经一个过渡电阻器12的总电流为负载电流I的一半加上循环电流I_C，而对于另一过渡电阻器10来说，总电流为负载电流I的一半减去循环电流I_C。为了得到总的产生功率，将两个过渡电阻器10，12所产生的功率相加。

由切换操作产生的热量Q_switching的计算模型中的第三和最后的项对应于图4d。在此图中，第二过渡触点13与固定触点16相连，使得负载电流I流经电阻为R_trans的第二过渡电阻器12。

在用于上述切换操作的Q_switching的计算模型中，假定第一和第二过渡电阻器10，12的电阻R_trans相等。然而，对于一些分接头切换器来说，第一过渡电阻器10的电阻也可能与第二过渡电阻器12的电阻不同。这样，计算模型必须与这些不同的电阻值相符合。过渡电阻器的数量根据不同类型的切换原理而变化，因此公式也相应地变化。

分接头切换器的预期结果热交换Q_change ^expected最好包括两个热交换作用，即分接头切换器的流体和周围空气之间的热交换Q_amb以及流体和变压器之间的热交换Q_tr。因此，所述结果热交换Q_change ^expected可表达为：

$Q_{\mathrm{change}}^{\mathrm{expected}}=Q_{\mathrm{tr}}+Q_{\mathrm{amb}}.$

在优选的计算模型中，热交换Q_amb根据环境温度T_amb和实际流体温度T_tap之间的差异来确定。结果，周围空气和分接头切换器之间的热交换Q_amb可表达为：

Q_amb＝fkn(T_amb-T_tap)Δt，

其中Δt是测量温度所经历的时间间隔，而fkn( )为函数。此函数不仅取决于环境温度和分接头切换器温度之间的温度差，而且取决于外形因素、流体和空气的比热以及分接头切换器内、外的流动状态等。因此，为了计算热交换Q_amb，应当考虑这些因素。环境温度T_amb的测量可通过在设置在分接头切换器箱附近的不同位置的一个或若干温度计来进行。

热交换Q_tr最好根据变压器温度T_tr和实际流体温度T_tap之间的差异来确定。因此，热交换Q_tr可表达为：

Q_tr＝fkn(T_tr-T_tap)Δt，

其中Δt是温度测量所经历的时间间隔，而fkn( )为函数。对于空气和分接头切换器之间的热交换Q_amb的函数来说，此函数不仅取决于变压器和分接头切换器之间的温度差，而且取决于外形因素、分接头切换器流体和变压器流体的比热以及分接头切换器和变压器内部的流动状态等。变压器温度T_tr可由一个或若干温度计来测量。顶部和底部变压器温度最好分别对应于变压器流体的顶部和底部温度来测量。然后通过对这些不同的温度测量进行平均来得到变压器温度T_tr。

预期结果热交换Q_change ^expected可以为正值、负值或零。在第一种情况即为正值的情况下，存在着流入流体中的净热流量，因此流体将受热。另一方面，如果预期结果热交换Q_change ^expected为负值，则存在着流出流体中的净热流量，而零值对应于净热流量为零。

用于计算由分接头切换器的电阻或在切换操作期间所产生的热量以及在流体和空气或在流体和变压器之间的热交换的上述计算模型只是可能存在的热力学模型的说明性实例。如上所述，切换操作的模型取决于如何进行实际的切换。另外对其它的热作用和热交换来说，还存在着在计算中考虑了或多或少的因素的其它模型，它们给出了或多或少程度的精确计算。

然后在流体的实际温度T_tap、分接头切换器预期产生的热量Q_heat ^expected和分接头切换器预期结果热交换Q_change ^expected之间进行比较，得到关于分接头切换器系统的热平衡的表示。最好通过基于预期产生的热量Q_heat ^exected和预期结果热交换Q_change ^expected来计算流体的预期温度T_tap ^expected，从而进行这一比较。在一个可能的计算模型中，预期流体温度T_tap ^expected由下式确定：

$T_{\mathrm{tap}}^{\mathrm{expected}}=\frac{Q_{\mathrm{heat}}^{\mathrm{expected}}+Q_{\mathrm{change}}^{\mathrm{expected}}}{c_{\mathrm{fluid}}{m}_{\mathrm{fluid}}}+\frac{Q_{\mathrm{tap}}^{\mathrm{previous}}}{c_{\mathrm{fluid}}{m}_{\mathrm{fluid}}},$

其中c_fluid和m_fluid分别是流体的比热和质量，Q_tap ^previous是流体的先前热含量。通过将预期产生的热量Q_heat ^expected、预期热交换Q_change ^expected和先前热含量Q_tap ^previous相加，再将此和数除以流体质量m_fluid与比热C_fluid，从而得到流体温度的预期变化。比热c_fluid和质量m_fluid是所用流体的特性，通常可从变压器制造商、标准文献或通过测量来得到。

从温度测量例如在分接头切换器和变压器起动或再起动时的温度测量中可以容易且准确地计算出流体的第一先前热含量Q_tap ^previous。然后可将所计算出的先前热含量Q_tap ^previous存储在存储器中。可从先前热含量Q_tap ^previous的存储值开始并加上流体热含量的变化、即预期产生的热流入Q_heat ^expected和预期结果热交换Q_change ^expected，从而计算出可用于下一次状态诊断的下一个先前热含量Q_tap ^previous。

然后将所计算出的预期温度T_tap ^expected与流体的实际测量的温度T_tap相比较。实际流体温度T_tap和预期流体温度T_tap ^expected之间的相等性偏差表示存在非预期的运行状态，包括接触电阻增大、分接头切换器卡住或切换得过慢，和/或存在外部因素如天气状况。如果存在非预期的发热源，无论它是设备损坏形式的内部源或是外部源，预期温度T_tap ^expected大多均小于实际温度T_tap。可以计算实际流体温度T_tap和预期流体温度T_tap ^expected之间的比率。在理想的预期运行状态中，这个比率接近1。这样，偏离1就表示存在着非预期的运行状态。

作为根据所测量的实际流体温度和所计算的预期流体温度之间的单一比较来进行状态诊断的补充，可以采用通用状态行为与时间之间的关系。在一段时间内进行预期产生的热量Q_heat ^expected和预期结果热交换Q_change ^expected的数次计算。在各瞬时或采样时刻，例如采用上述计算模型来从所计算的预期产生的热量Q_heat ^expected和结果热交换Q_change ^expected中确定流体的预期温度T_tap ^expected。在图5中绘出了流体的实际温度T_tap和预期温度T_tap ^expected之间的比率与时间的关系曲线。

图5显示两种不同故障的两个这种比率与时间的关系。从线140开始，此线140对应于具有接触电阻增大问题的分接头切换器的通用性能。此增大的分接头切换器的电阻导致了增大的非预期的热量产生。然而，接触电阻的增加是成比例的缓慢过程。结果，触点上的电阻增加，并随时间而增大，这意味着所产生的热量随时间而缓慢增加。因此，如果状态诊断只是根据流体温度测量来进行的话，那么需花费数月的时间来检测电阻问题。然而根据本发明的状态诊断，例如通过计算在一些不同瞬时处的温度比率并观察增大的温度比率的任何趋势，例如线140，就可以在早得多的时候检测到电阻问题。

曲线150表示另一热发生故障的状态，即分接头切换器在切换操作期间暂时性地卡在中间位置处或分接头切换器的切换操作过慢。这种热发生过程比接触电阻增大而产生的热量快得多。此时产生了相对较大量的热量，其由曲线150的峰值表示。这些事件的过程发生在数分钟内，有时更快一些而有时更慢一些。如果不采取任何动作的话，那么过渡电阻器会因所产生的热量而被真正地烧坏。与现有技术的状态诊断相比，本发明的状态诊断更可能在发生任何设备损坏之前检测到故障并执行所需的动作。当曲线150的峰值超过断路电平160时，切换操作就可能存在着故障。此断路电平160的大小最好足够低，使得可在因热量的产生增大而使任何附加设备损坏之前检测到故障并进行诊断动作。检测故障操作的更快速的方式是检查曲线150的峰值的斜率155。太大的斜率表示存在故障，然后应执行诊断动作。如果流体温度的测量和计算足够频繁，就可以在几分钟内、即在超过断路电平160之前根据斜率155来检测到有故障的切换。如果要在故障会产生大量热量的情况下保护设备，那么这种早期检测是十分重要的。

也可在流体的实际热含量、流体的先前热含量、预期产生的热量和预期结果热交换之间进行比较，而不是在实际流体温度和预期流体温度之间进行比较。可采用流体的质量和比热来从流体的实际温度中计算其实际热含量。然后根据流体的实际热含量和预期热含量之间的比较来进行诊断动作，预期热含量定义为先前热含量、预期产生的热量和预期结果热交换之和。在分接头切换器的理想预期操作下，预期热含量基本上等于实际热含量。它们之间的不相等表示存在着非预期的运行状态，例如因接触电阻增大和/或故障切换操作而产生的额外热量。

基于比较诊断的动作包括故障运行的指示，如果推断出存在着非预期的发热源，则进行此动作。这种指示的形式可以是目视/音频指示器，例如通过点亮报警灯来警告操作者出现了非预期操作。这种指示信息也可发送给远程显示装置和/或由操作者携带的便携式显示装置。然后操作者可在分接头切换器的运行期间纠正故障，或者对外部因素进行补偿。

在图6和7a-c中概括了本发明的状态诊断方法。状态诊断始于图6中的步骤100。在步骤102中得到流体的实际温度，最好从流体的直接温度测量中来确定。在步骤104中通常根据分接头切换器的负载电流来确定预期产生的热量。在步骤110中确定预期结果热交换。除了实际流体温度之外，在热交换确定中还使用了环境温度和变压器温度的测量。在步骤116中，在所得到的实际流体温度、所确定的预期产生的热量和预期结果热交换之间进行比较。根据此比较，如果检测到非预期的运行状态，那么在步骤124中执行诊断动作。这种动作包括故障指示并将其信息发送给显示装置。这种指示的形式可以是目视/音频指示器如报警灯，警告操作者可能存在的非预期操作。在步骤126中完成整个诊断方法。

图7a-c详细地描述了用于完成图6中的步骤104，110和116的优选方式。

在图7a所示的确定预期产生的热量的优选实施例中，在步骤106中计算由分接头切换器的电阻产生的热量。此热量在负载电流流经分接头切换器的电流线路和主触点时产生。在步骤108中，计算在切换操作期间产生的热量。流经过渡电阻器的负载电流和循环电流导致了这种热量产生。

图7b是图6中步骤110所示的确定预期结果热交换的一个优选实施例。在步骤112中根据实际流体温度和环境温度来计算流体和周围空气之间的热交换。在步骤114中计算流体和变压器之间的热交换。对于这一计算来说，除流体温度之外还需要变压器的温度。

在图7c中显示用于完成图6中比较步骤116的一个优选实施例。在步骤118中，从计算或存储器中得到流体的先前热含量。在步骤120中，根据预期产生的热量、预期结果热交换和先前热含量来确定流体的预期温度。在步骤122中将此预期温度与流体的实际温度相比较。然后根据此比较来执行图6中步骤124所示的诊断动作。

本发明的状态诊断方法可执行若干次，其由图6中的虚线130所示，这是有利的。诊断还可在不同的运行状态下进行。这种不同的状态例如可包括不同的环境条件，例如睛天、阴天和夜晚。在睛天中，阳光会加热分接头切换器，从而影响流体的温度。通过在夜晚执行根据本发明的状态诊断，就不存在这一来自阳光的额外热作用。如果在这一环境状态期间检测到非预期的运行状态，那么分接头切换器设备就存在着故障。

根据本发明的方法可由软件、硬件或其组合来实现。可实现此方法或其一部分的计算机程序产品包括可在通用或专用计算机、处理器或微处理器上运行的软件或计算机程序。软件包括计算机程序码元或软件代码部分，其可使计算机执行采用了如图6所介绍的、最好是如图7a-c所介绍的至少一项步骤的方法。程序可整体地或部分地存储在一个或多个适当的计算机可读的媒体或数据存储装置上，例如磁盘、CD-ROM或DVD盘、硬盘、磁光存储装置，存储在RAM或非易失性存储器中，作为固件存储在ROM或闪存中，或存储在数据服务器上。

下面将参考图8来描述状态诊断装置4的实施例的基本元件。状态诊断装置4的装置40确定分接头切换器所产生的预期热量。装置40接收到电流连接线36上的分接头切换器的负载电流的表示。在装置40中最好设置用于计算由分接头切换器的电阻所产生的热量的装置42和用于计算切换操作期间所产生的热量的装置44。装置42和44根据电流连接线36的负载电流表示来进行计算。

分接头切换器的预期结果热交换由装置50来确定。实际流体温度、变压器温度和环境温度的表示经温度连接线30，32和34而转发给装置50。装置50可有利地包括用于计算流体和变压器之间的热交换的装置52和用于计算流体和周围空气之间的热交换的装置54。计算装置52与带有实际流体温度的信息的温度连接线30以及带有变压器温度的信息的温度连接线32相连，而装置54与带有实际流体温度的信息的温度连接线30以及带有环境温度的信息的温度连接线34相连。

来自装置40的预期产生的热量的表示输入到执行装置60中，执行装置60还从装置50中接收预期结果热交换的表示。温度连接线30将实际流体温度的表示转发给执行装置60，其将所接收到的表示进行比较。如果分接头切换器的运行状态被视为是不合需要的，那么执行装置60将信号发送给指示器70，和/或将信号78发送给远程或便携式显示装置79(其将在下文中详细地介绍)。之后指示器70和显示装置79将此不合需要的状态显示为故障，例如通过点亮报警指示器来为操作者提供报警信号。

另外在此实施例中，执行装置60根据来自装置40的预期产生的热量、来自装置50的预期结果热交换以及来自存储装置80的所述流体的先前热含量来计算流体的预期温度。存储装置80存储了先前热含量的表示，并通过将来自装置40的预期产生的热量和来自装置50的预期结果热交换相加而在测量之间更新此表示。然后通过比较这个预期流体温度和来自温度连接线30的实际流体温度来进行所述比较过程。可从执行装置60中推导出实际和预期流体温度之比。然后此比率发送给指示器70和/或将信号78发送给显示装置79。

参考图9a-c，诊断装置的指示器70的形式为目视指示器71，72，73，74，75和/或音频指示器76，其可在分接头切换器出现非预期的运行状态时为操作者提供警告。在第一实施例中，指示器70的形式为只指示变压器的操作无故障(OK)或是非预期的。这可由指示灯71来指示，其例如在非预期运行期间点亮或根据运行状态而以不同的颜色点亮。如图9b所示，也可以具有用于各运行状态的指示灯，例如无故障(OK)灯72、小故障灯73和大故障灯74。另外，可设置如图9a的屏幕75的显示屏，以显示表示例如实际流体温度、预期流体温度和/或这些流体温度之间的比率的实际数字。与只采用指示灯的情况相比较，这就为操作者提供了分接头切换器的运行状态的更详细的信息。目视指示器71，72，73，74，75也可用音频指示器76来补充，如果运行状态特别差，即对应于图9b中的大故障指示器74，那么音频指示器可发出报警音频信号。实际上，如本领域的技术人员所理解的那样，此状态诊断可采用任何形式的指示器，无论目测、音频或其它类型的均可。

作为指示器70的替代或补充，可以使用显示装置79。然后将非预期运行状态的信号78作为来自执行装置60的数据信号发送给显示装置79，其可构成例如远程显示装置，例如带有接收装置和/或便携式显示装置的计算机。可以以无线电信号、红外信号或任何其它形式的电磁信号的形式来发送信号78。显示装置又可包括指示器72，73，74和76，如果变压器的运行状态是非预期的，则指示器给出目视和/或音频警告。在显示装置79中还可设置显示屏75。在屏幕75上可显示实际的数字，其例如表示流体温度和温度比率。

信号78所带的信息即分接头切换器的运行状态最好根据一定的标准至少部分地格式化，此标准适用于通信和/或远程执行的网络技术装置。这种标准使得能够通过网络计算机程序如网络浏览器来显示信号78所携带的信息。此标准包括但不限于超文本置标语言(HTML)、扩充HTML(XHTML)、扩充置标语言(XML)，简单对象访问协议(SOAP)和无线装置置标语言(WDML)。

执行装置60最好包括格式化装置和发射机，以根据优选标准执行信号78的信息格式化，并将信号78发送给显示装置79。在一个优选实施例中，执行装置60与指定了执行装置60以及远程和/或便携式显示装置79之间的“空中”接口的无线标准兼容。这种标准可包括IEEE802.11、国内射频，蓝牙专业组(SIG)的标准，或者如果以红外波的形式发送信号，那么这种标准可以是IrDA和IrCOMM标准。

本领域的技术人员可以理解，在不脱离由所附权利要求书定义的本发明的范围的前提下，可对本发明进行各种修改和变化。

Claims (20)

1.一种用于控制感性功率设备(5)的分接头切换器(1)的状态诊断的方法，所述分接头切换器(1)浸入在流体(3)中，所述方法包括以下步骤：

确定所述流体(3)的实际温度T_tap；

其特征在于所述方法还包括以下步骤：

确定预期的由所述分接头切换器(1)产生的热量Q_heat ^expected；

确定所述分接头切换器(1)的预期结果热交换Q_exchange ^expected；

计算所述感性功率设备(5)和所述流体(3)之间的热交换Q_tr；

根据所述流体(3)的所述实际温度T_tap、所述预期产生的热量Q_heat ^expected和所述预期结果热交换Q_exchange ^expected之间的比较来执行诊断动作；和

根据所述预期的由所述分接头切换器(1)产生的热量Q_heat ^expected、所述分接头切换器(1)的所述预期结果热交换Q_exchange ^expected和所述流体(3)的先前热含量Q_tap ^previous来确定所述流体(3)的预期温度T_tap ^expected，这样，所述比较过程分别基于所述流体(3)的所述预期温度T_tap ^expected和所述实际温度T_tap。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于确定所述分接头切换器(1)的所述预期结果热交换Q_exchange ^expected的所述步骤又包括以下步骤：

计算周围空气和所述流体(3)之间的热交换Q_amb。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于计算周围空气和所述流体(3)之间的所述热交换Q_amb的所述步骤又包括以下步骤：

测量环境温度T_amb，由此基于所述环境温度T_amb和所述流体(3)的所述实际温度T_tap之间的差异计算所述周围空气和所述流体(3)之间的所述热交换Q_amb。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于计算所述感性功率设备(5)和所述流体(3)之间的所述热交换Q_tr的所述步骤又包括以下步骤：

测量所述感性功率设备(5)的温度T_tr，由此基于所述感性功率设备(5)的所述温度T_tr和所述流体(3)的所述实际温度T_tap之间的差异计算所述感性功率设备(5)和所述流体(3)之间的所述热交换Q_tr。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于确定所述预期的由所述分接头切换器(1)产生的热量Q_heat ^expected的所述步骤又包括以下步骤：

得到所述分接头切换器(1)中负载电流的值(I)。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于确定所述预期的由所述分接头切换器(1)产生的热量Q_heat ^expected的所述步骤又包括以下步骤：

计算由所述分接头切换器(1)的电阻所产生的热量Q_resistance；和

计算由所述分接头切换器(1)的切换所产生的热量Q_switching。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于由所述分接头切换器(1)的电阻所产生的所述热量Q_resistance从下式中确定：

                Q_resistance＝RI²Δt，

其中R是所述分接头切换器(1)的电阻，Δt是时间间隔。

8.如权利要求6或7所述的方法，其特征在于由所述分接头切换器(1)的切换所产生的所述热量Q_switching从下式中确定：

Q_switching＝[R_transI²Δt₁+2R_trans[(I/2)²+IC²]Δt₂+R_transI²Δt₃]，

其中R_trans为所述分接头切换器(1)的过渡电阻，IC是流经所述过渡电阻的循环电流，Δt₁，Δt₂和Δt₃是时间间隔。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于：得到所述流体(3)的所述实际温度T_tap的所述步骤取决于所述流体(3)的直接温度测量。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于执行所述诊断的所述步骤又包括以下步骤：

得到所述流体(3)的所述实际温度T_tap和所述流体(3)的所述预期温度T_tap ^expected之间的比率。

11.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述诊断动作包括故障的指示。

12.一种用于控制感性功率设备(5)的分接头切换器(1)的状态诊断的装置(4)，所述分接头切换器(1)浸入在流体(3)中，所述流体(3)的温度由第一温度计(20)来测量，

其特征在于：

用于确定预期的由所述分接头切换器(1)产生的热量的装置(40)，

其中用于确定所述分接头切换器(1)产生的所述预期热量的所述装置(40)与用于得到所述分接头切换器(1)中的负载电流值的装置(26)相连；

用于确定所述分接头切换器(1)的预期结果热交换的装置(50)；

用于计算所述感性功率设备(5)和所述流体(3)之间的热交换的装置(52)；和

与所述第一温度计(20)和所述确定装置(40，50)相连的执行装置(60)，所述执行装置设置成可根据所述流体(3)的所述实际温度、所述预期产生的热量和所述预期结果热交换来执行诊断动作，

其中与所述执行装置(60)相连的指示器(70)设置成指示故障操作。

13.一种控制感性功率设备(5)的分接头切换器(1)，所述分接头切换器(1)浸入在流体(3)中，所述流体(3)的温度由第一温度计(20)来测量，所述分接头切换器(1)包括状态诊断装置(4)，所述状态诊断装置(4)的特征在于：

用于确定预期的由所述分接头切换器(1)产生的热量的装置(40)，

其中用于确定所述分接头切换器(1)产生的所述预期热量的所述装置(40)与用于得到所述分接头切换器(1)中的负载电流值的装置(26)相连；

用于确定所述分接头切换器(1)的预期结果热交换的装置(50)；

用于计算所述感性功率设备(5)和所述流体(3)之间的热交换的装置(52)；和

与所述第一温度计(20)和所述确定装置(40，50)相连的执行装置(60)，所述执行装置设置成可根据所述流体(3)的所述实际温度、所述预期产生的热量和所述预期结果热交换来执行诊断动作，

其中与所述执行装置(60)相连的指示器(70)设置成指示故障操作。

14.如权利要求13所述的分接头切换器，其特征在于用于确定所述分接头切换器(1)的所述预期结果热交换的装置(50)又包括：

用于计算所述周围空气和所述流体(3)之间的热交换的装置(54)。

15.如权利要求14所述的分接头切换器，其特征在于：用于计算所述周围空气和所述流体(3)之间的热交换的所述装置(54)与所述第一温度计(20)和用于测量环境温度的第二温度计(22)相连。

16.如权利要求14或15所述的分接头切换器，其特征在于：用于计算所述感性功率设备(5)和所述流体(3)之间的所述热交换的所述装置(52)与所述第一温度计(20)和用于测量所述感性功率设备(5)的温度的第三温度计(24)相连。

17.如权利要求13所述的分接头切换器，其特征在于用于确定所述分接头切换器(1)产生的所述预期热量的所述装置(40)又包括：

用于计算由所述分接头切换器(1)的电阻产生的热量的装置(42)；和

用于计算由所述分接头切换器(1)的切换产生的热量的装置(44)。

18.如权利要求13所述的分接头切换器，其特征在于：所述感性功率设备(5)为变压器。

19.如权利要求13所述的分接头切换器，其特征在于：所述感性功率设备(5)为电抗器。

20.一种包括由分接头切换器(1)控制的感性功率设备(5)的感性功率设备系统，所述分接头切换器(1)浸入在流体(3)中，所述流体(3)的温度由第一温度计(20)来测量，所述分接头切换器(1)包括状态诊断装置(4)，所述状态诊断装置(4)的特征在于：

用于确定所述分接头切换器(1)产生的预期热量的装置(40)；

其中用于确定所述分接头切换器(1)产生的所述预期热量的所述装置(40)与用于得到所述分接头切换器(1)中的负载电流值的装置(26)相连；

用于确定所述分接头切换器(1)的预期结果热交换的装置(50)；

用于计算所述感性功率设备(5)和所述流体(3)之间的热交换的装置(52)；和

与所述第一温度计(20)和所述确定装置(40，50)相连的执行装置(60)，所述执行装置设置可根据所述流体(3)的所述实际温度、所述预期产生的热量和所述预期结果热交换来执行诊断动作，

其中与所述执行装置(60)相连的指示器(70)设置成指示故障操作。

Images