ES2262318T3 - Metodo para vigilar uno o mas gases en un fluido dielectrico. - Google Patents

Metodo para vigilar uno o mas gases en un fluido dielectrico.

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ES2262318T3
ES2262318T3 ES99915398T ES99915398T ES2262318T3 ES 2262318 T3 ES2262318 T3 ES 2262318T3 ES 99915398 T ES99915398 T ES 99915398T ES 99915398 T ES99915398 T ES 99915398T ES 2262318 T3 ES2262318 T3 ES 2262318T3
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Abstract

La invención se refiere a un aparato para la comprobación de uno o más componentes gaseosos en un fluido en el que o bien a) una muestra de gas obtenida del fluido se enriquece en al menos un gas objetivo que es el objeto del análisis, b) al menos un gas objetivo que se va a ser el objeto del análisis se separa de una muestra de gas obtenida del fluido; o c) ambos.

Description

Método para vigilar uno o más gases en un fluido dieléctrico.
Campo de la invención
La presente invención se refiere generalmente a medios y a un método para seguir la presencia de uno o más gases en un fluido como, por ejemplo, un fluido dieléctrico. La presente invención se refiere en particular al seguimiento de uno o más componentes gaseosos en un fluido, en el que una muestra de gas obtenida del fluido es enriquecida en por lo menos un gas objetivo que ha de ser sometido a análisis.
La presente invención puede ser explotada, por ejemplo, como parte de medios para el seguimiento (por ejemplo, detección) de una o más sustancias en equipos eléctricos aislados por un fluido, por ejemplo, para seguir condiciones incipientes de avería. El fluido dieléctrico puede ser un líquido dieléctrico (por ejemplo, aceite) o un gas dieléctrico. Más particularmente, la presente invención se refiere a un aparato y método para seguir uno o más componentes gaseosos en un fluido dieléctrico dispuesto en el interior de un sistema eléctrico, en el que una muestra de gas obtenida del fluido dieléctrico es enriquecida en por lo menos un gas objetivo que ha de ser sometido a análisis.
Antecedentes de la invención
Lo siguiente tratará, sólo a modo de ejemplo, sobre la detección de un gas en un fluido que es un fluido dieléctrico.
En la técnica son bien conocidos sistemas eléctricos que usan un fluido dieléctrico como sustancia aislante; estos sistemas incluyen, por ejemplo, transformadores, disyuntores, etc.
Se conoce que, en el caso de una perturbación o disfunción de un dispositivo o sistema del tipo antes mencionado, el resultado puede ser la producción de uno o más gases indeseados en el fluido aislante; esto puede ocurrir, por ejemplo, si un dispositivo está funcionando a temperaturas altas o bajo condiciones altas de esfuerzos eléctricos. Dichas condiciones también pueden producir humedad indeseada y/o uno o más productos de ruptura del material dieléctrico del sistema aislante (esto es, del fluido aislante). Si no se corrigen dichas condiciones anormales, pueden originar un daño irreparable al sistema eléctrico. Por lo tanto, una detección programada (por ejemplo, más o menos inmediata) y/o una diagnosis de dicho funcionamiento anormal de un aparato eléctrico es ventajosa para poder evitar un perjuicio irreparable a dicho sistema.
En consecuencia, se han propuesto diversos dispositivos y sistemas de seguimiento para la detección de cualesquiera condiciones incipientes de avería como, por ejemplo, un incremento indeseado de la concentración de un gas causante de avería (por ejemplo, un gas combustible como, por ejemplo, gas hidrógeno, gas monóxido de carbono, gas metano, gas etano, gas etileno, gas acetileno, etc., o un gas no combustible como, por ejemplo, dióxido de carbono), humedad (por ejemplo, agua), un producto de ruptura, sustancia contaminante, etc., contenidos (por ejemplo, disueltos) en el fluido aislante.
Algunos de dichos sistemas de detección y/o seguimiento se describen, por ejemplo, en la patente canadiense número 1.054.223 (Bélanger) y en las patentes de los Estados Unidos números 4.112.737 (Morgan), 4.293.399 (Bélanger et al.), 271.474 (Bélanger et al.), 5.070.738 (Morgan) y 5.271.263 (Gibeault).
Por ejemplo, la patente de los Estados Unidos número 4.293.399 describe cómo se puede determinar la concentración de hidrógeno gaseoso disuelto en un fluido midiendo la corriente eléctrica generada por oxidación electroquímica del hidrógeno gaseoso en un electrodo de un detector. Los medios de detección y medición de la técnica anterior descritos en esta patente de los Estados Unidos comprenden una membrana polimérica permeable al gas hidrógeno para contactar con un fluido que contiene gas hidrógeno disuelto; un electrolito capaz de facilitar la oxidación, en un primer electrodo, del gas hidrógeno difundido a través de la membrana polimérica y la reducción, en un segundo electrodo, de un gas que contiene oxígeno, como aire; y un dispositivo de medición conectado a lo largo del electrodo para medir la intensidad de la corriente eléctrica generada por la reacción electroquímica de oxidación del gas hidrógeno, siendo esta intensidad proporcional a la concentración de hidrógeno en el fluido.
La solicitud de patente WO 96/04550 se refiere a un sensor electroquímico de gases que tiene una membrana selectiva que tiene un catalizador adecuado y elegida para eliminar gases que interfieren que pasan a través de la membrana. La eliminación del gas indeseado se basa en una transformación química.
La patente DE 195 03 802 C1 se refiere a un sensor para determinar hidrógeno en un transformador. El sensor tiene dos capas, una de las cuales es permeable a gases mientras que la segunda capa es permeable al hidrógeno.
Es ventajoso que dichos dispositivos de seguimiento (por ejemplo, detección), como los descritos anteriormente, puedan proporcionar una detección y/o diagnosis lo más segura posible del funcionamiento incorrecto de sistemas como, por ejemplo, transformadores, disyuntores, reactores en derivación o aparatos eléctricos que usan un fluido dieléctrico, como una sustancia aislante, como un líquido dieléctrico (por ejemplo, un aceite dieléctrico) o un gas dieléctrico (por ejemplo, gas SF_{6}).
Un número de los dispositivos o sistemas de seguimiento de la técnica anterior antes mencionados tienen el inconveniente de que la muestra de gas recibida por el detector puede tener una concentración relativamente baja del gas objetivo que se desea detectar o seguir, por ejemplo, una concentración baja de gas acetileno con respecto a la de gas hidrógeno. En tal caso, la baja concentración de un gas objetivo con respecto a la de los otros gases presentes en la muestra de gas puede ser tal que uno o más de los otros gases pueden interferir la medición de un gas objetivo predeterminado. En otras palabras, la precisión de los resultados del dispositivo de detección o seguimiento puede ser menor que la deseada; esto es debido al hecho de que uno o más gases extraños pueden interferir la lectura del gas objetivo.
En consecuencia, sería ventajoso poder facilitar el análisis (por ejemplo, detección) de uno o más gases individuales predeterminados (esto es, gases objetivos) de una muestra de una mezcla de gases. En general sería ventajoso poder obtener una muestra de gases enriquecida en un gas objetivo, cuya presencia ha de ser sometida a análisis.
Resumen de la invención
En la presente memoria, se ha de entender que la expresión "componente de detección", así como los términos "detectar", "detección", etc., incluyen, pero sin carácter limitativo, actividades que implican controlar una sustancia, detectar una sustancia, determinar la presencia de un sustrato, etc.
También se ha de entender que la expresión "medios de análisis de seguimiento", así como los términos "seguir", "seguimiento", etc., incluyen, pero sin carácter limitativo, una o más actividades que implican controlar una sustancia, detectar una sustancia, seguir la pista de una sustancia, determinar la presencia de una sustancia, la medición continua de una sustancia, la medición intermitente de una sustancia, etc.
En consecuencia, la presente invención proporciona un método para detectar un gas en un fluido dieléctrico presente en el interior de un sistema eléctrico y que comprende las características de la reivindicación 1.
Dicho método puede ser realizado con un aparato para detectar un gas en un fluido, comprendiendo el aparato:
una pared que define una cámara de gas,
un componente de extracción de gas, que comprende un primer elemento permeable al gas a través del cual puede pasar una mezcla de gases desde el citado fluido al interior de la citada cámara de gas, comprendiendo el citado componente de extracción de gas el citado primer elemento permeable al gas y comprendiendo la citada mezcla de gases un gas objetivo, y
un componente de detección para detectar la presencia del citado gas objetivo, en el que el citado aparato incluye un componente de separación del gas para separar preferencialmente de la citada muestra de la mezcla de gases un componente gaseoso predeterminado, comprendiendo el citado componente de separación del gas un segundo elemento permeable al gas a través del cual puede pasar preferencialmente un componente gaseoso predeterminado de la citada muestra de la mezcla de gases.
La pared puede comprender el citado segundo elemento permeable al gas y el componente de detección puede estar configurado para detectar la presencia del gas objetivo en la citada cámara de gas.
Dicho método también puede ser realizado con un aparato para seguir uno o más gases en un fluido, comprendiendo el aparato:
un componente de extracción de gas para extraer del citado fluido una muestra de una mezcla de gases, comprendiendo la citada muestra de la mezcla de gases uno o más gases objetivos, y
un componente analizador para seguir la presencia de los citados uno o más gases objetivos,
en el que el citado aparato incluye un componente de separación de gas para separar preferencialmente de la citada muestra de la mezcla de gases uno o más componentes gaseosos, comprendiendo el citado componente de separación de gas uno o más elementos permeables a los gases a través de los cuales pueden pasar preferencialmente uno o más componentes gaseosos predeterminados.
De acuerdo con la presente invención, el componente gaseoso predeterminado puede ser separado preferencialmente de la muestra de la mezcla de gases para obtener una muestra de gas de detección que tiene una proporción de gas(es) objetivo(s) con respecto al citado componente gaseoso predeterminado incrementada con respecto a la proporción de aquél (aquellos) en la muestra de la mezcla de gases y detectar la presencia de gas(es) objetivo(s) en la citada muestra de la mezcla de gas de detección.
Como se ha mencionado, el componente gaseoso predeterminado puede comprender gas hidrógeno mientras que el gas objetivo puede ser gas acetileno.
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De acuerdo con la presente invención, la muestra de la mezcla de gases mencionada en cualquiera de las descripciones anteriores de los diversos aspectos de la presente invención puede comprender dos o más gases, incluidos uno o más gases objetivos.
El método se puede usar para detectar o más particularmente para seguir una o más sustancias gaseosas (esto es, gases objetivos) presentes en un fluido, cuya presencia es indicativa de condiciones incipientes de avería en equipos o sistemas aislados por el fluido; esto es, para detectar y en particular seguir a lo largo del tiempo la presencia, concentración, etc., de dicha sustancia. El método se puede usar, por ejemplo, para detectar la presencia de sustancias gaseosas contenidas en el fluido aislante de transformadores como, por ejemplo, gases causantes de avería, humedad o productos de ruptura (véase lo anterior).
El método de la invención también puede ser realizado siguiendo (por ejemplo, tomando muestras y analizando) un fluido dieléctrico (por ejemplo, líquido o gas) extrayéndolo y devolviéndolo al interior de un sistema eléctrico por cualquier medio conocido adecuado.
La(s) sustancia(s) gaseosa(s) a detectar, y en particular a seguir, puede(n) comprender, por ejemplo, un miembro del grupo que comprende un gas causante de avería (por ejemplo, un gas de combustión como, por ejemplo, gas hidrógeno), humedad (por ejemplo, agua) y/o un producto de ruptura. Los componentes gaseosos que pueden ser detectados se pueden seleccionar, por ejemplo, del grupo de gases que comprenden hidrógeno, monóxido de carbono, dióxido de carbono, humedad (esto es, agua), metano, etano, etileno y acetileno.
El fluido puede ser cualquier fluido dieléctrico (por ejemplo, líquido o gas), incluidos los fluidos antes mencionados.
El medio de extracción de gas y el medio de separación de gas pueden comprender, cada uno, un elemento permeable al gas que puede ser de cualquier configuración, espesor, etc., deseado (conocido) adecuado y apropiado, así como de cualquier material (conocido) adecuado y apropiado que sea permeable al componente gaseoso predeterminado que se desee eliminar y/o detectar; por ejemplo, el elemento permeable al gas puede comprender una membrana polimérica, una membrana metálica, etc. El elemento permeable al gas puede ser flexible o rígido, según se desee o requiera.
Si los componentes gaseosos a extraer de un fluido dieléctrico incluyen hidrógeno y acetileno, el elemento permeable al gas del medio de extracción del gas puede ser, por ejemplo, una membrana adecuada de un material como silicona, fluorosilicona, polietileno, polipropileno, etc.
Las siguientes tablas A y B muestran la eficiencia de extracción de una membrana de polipropileno (PP) de 0,004 mm de espesor y de una membrana de polietileno de baja densidad (LDPE) de 0,0254 mm de espesor. La membrana de polipropileno (PP) y la membrana de polietileno de baja densidad (LDPE) se obtuvieron de Goodfellow Corporation, Berwyn, Pennsylvania (Estados Unidos). Se midió la eficiencia de extracción para algunos gases causantes de avería detectados en el aceite de un transformador. Los resultados se expresan en porcentajes del valor de equilibrio en función del tiempo para llenar una cavidad de 10 ml. En las tablas A y B, el gas extraído a través de las respectivas membranas se recogió para su cuantificación o medición en una celda de medición por infrarrojos de transformada de Fourier.
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TABLA A Polipropileno (PP) de 0,004 mm (55ºC)
Tiempo de extracción (horas) CH_{4} (%) C_{2}H_{6} (%) CO (%) C_{2}H_{4} (%) C_{2}H_{2} (%) CO_{2} (%) RH (%)
1 26 0 12 27 39 50 79
3 50 4 28 58 67 80 86
5 67 30 43 78 89 100 93
10 89 77 75 100 100 - 100
TABLA B Polietileno de baja densidad (LDPE) (55ºC)
Tiempo de extracción (horas) CH_{4} (%) C_{2}H_{6} (%) CO (%) C_{2}H_{4} (%) C_{2}H_{2} (%) CO_{2} (%) RH (%)
1 20 6 16 44 42 64 78
3 45 58 39 79 75 91 89
5 62 82 55 91 89 100 100
10 88 100 80 100 100
Si el componente gaseoso a eliminar de una muestra de gases extraída es hidrógeno, el elemento permeable al gas del medio de eliminación del gas puede ser, por ejemplo, una membrana adecuada de un material como teflón, paladio, un material cerámico poroso al hidrógeno, etc.
De acuerdo con la presente invención, para la etapa inicial de extracción del gas se puede usar una membrana de polietileno (obtenida, por ejemplo, de Goodfellow Corporation) mientras que para la etapa posterior de eliminación del gas (por ejemplo, para la eliminación o separación de gas hidrógeno) se puede usar paladio sobre un disco de frita (obtenido por evaporación de paladio con un instrumento de haces de electrones).
La siguiente tabla C muestra combinaciones típicas de membranas de extracción y eliminación, así como su eficiencia de eliminación.
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TABLA C
Se ha eliminado hidrógeno con la siguiente combinación de membranas:
Membrana de extracción Membrana de eliminación Eficiencia (%)
Polietileno Teflón (0,006 mm) 95
Polietileno Paladio sobre disco de frita 99
El hidrógeno puede estar presente, por ejemplo, en una muestra de gas a una concentración 1.000 ppm mientras que un gas objetivo, como acetileno, puede estar presente sólo a una concentración de 5 ppm. En este caso, el gas hidrógeno puede interferir la detección del acetileno. De acuerdo con la presente invención, para facilitar la detección del acetileno, el gas hidrógeno puede ser eliminado de la muestra de gas de modo que el gas hidrógeno esté presente a una concentración de 50 ppm y el acetileno a una concentración de 5 ppm.
De acuerdo con la presente invención, se ha de entender que el acoplamiento de un aparato para detectar o seguir un sustrato puede ser un acoplamiento directo o un acoplamiento indirecto. En el caso de un acoplamiento directo, el aparato puede estar conectado, por ejemplo, directamente a una abertura de acceso por una pared que define una bolsa de fluido, sin ningún tubo o tubería como miembros; véase la figura 2 de la patente de los Estados Unidos número 4.293.399 como ejemplo de acoplamiento directo a un sistema. En el caso de un acoplamiento indirecto, el aparato puede estar conectado, por ejemplo, a un sistema mediante una válvula; dicha conexión permite la separación fácil del aparato del sistema, por ejemplo, sin necesidad de vaciar el sistema ni de por lo menos reducir el nivel de fluido para evitar pérdida de fluido, por ejemplo, si el aparato de seguimiento debe ser reemplazado o sustituido. En este último caso, la válvula define una parte de la bolsa de fluido. Véase la patente de los Estados Unidos número 5.271.263.
El detector y/o medio analizador puede tomar cualquier forma deseada o necesaria. De acuerdo con la presente invención, el detector puede tomar la configuración del sistema de detector descrito en la patente de los Estados Unidos número 4.293.399. El medio analizador puede comprender, por ejemplo, un detector electroquímico, un detector semiconductor, un detector de óxidos metálicos, un detector de capacidad (por ejemplo, para agua), un cromatógrafo (por ejemplo, un cromatógrafo de gases), un detector de infrarrojos, un espectrógrafo (por ejemplo, un espectrofotómetro de infrarrojos), etc.
El medio analizador puede comprender, por ejemplo, un miembro de extracción o aislamiento para aislar de un líquido o gas dieléctrico una sustancia gaseosa, estando dispuesto el medio de modo que contacta con el líquido o gas dieléctrico. El miembro de extracción o aislamiento puede comprender, como se ha mencionado anteriormente, una membrana permeable a una sustancia gaseosa e impermeable al citado líquido o gas dieléctrico, estando dispuesta la membrana de modo que contacta, por uno de sus lados, con el líquido o gas dieléctrico; véase, por ejemplo, la patente de los Estados Unidos número 4.293.399 antes mencionada.
Lo siguiente tratará en particular sobre líquidos dieléctricos y sistemas eléctricos del tipo de transformadores. Sin embargo, se debe entender que esto se hace sólo a modo de ejemplo. La invención es aplicable a otros tipos de fluidos y sistemas eléctricos.
En los dibujos que ilustran realizaciones de ejemplos de la invención:
la figura 1 es una ilustración esquemática de un ejemplo de aparato de seguimiento de un gas, adecuado para realizar un método de acuerdo con la presente invención, en el que un medio de eliminación del gas está dispuesto después de un medio de extracción del gas,
la figura 2 es una ilustración esquemática de otro ejemplo de aparato de seguimiento de un gas, no de acuerdo con la invención reivindicada, en el que un medio de eliminación del gas está dispuesto antes de un medio de extracción del gas,
la figura 3 es una ilustración esquemática de otro ejemplo de aparato de seguimiento de un gas, adecuado para realizar un método de acuerdo con la presente invención, en el que se proporcionan medios para eliminar de una muestra de gas una pluralidad de gases extraños,
la figura 4 es una ilustración esquemática de un ejemplo de aparato detector de un gas de acuerdo con la presente invención,
la figura 5 es una representación esquemática de otro ejemplo de aparato de seguimiento de un gas, adecuado para realizar un método de acuerdo con la presente invención,
la figura 6 es una vista esquemática en sección transversal de una carcasa de dos partes de otro ejemplo de aparato detector de un gas adecuado para realizar un método de acuerdo con la presente invención,
la figura 7a es una representación esquemática en sección transversal de la parte de extracción de gas de la carcasa de dos partes mostrada en la figura 6,
la figura 7b es una representación esquemática vista desde un extremo de la parte de extracción mostrada en la figura 7a,
la figura 8a es una representación esquemática vista desde un extremo de la parte de separación o eliminación de gas de la carcasa de dos partes mostrada en la figura 6, y
la figura 8b es una representación esquemática vista desde un extremo de la parte de separación o eliminación de gas mostrada en la figura 8a.
Con referencia a la figura 1, se muestra un aparato de seguimiento de un gas de acuerdo con la presente invención, designado generalmente con el número de referencia 1, que está conectado más o menos directamente a la pared 2 de la carcasa de un sistema de transformador eléctrico (por ejemplo, no hay ninguna válvula intermedia); sólo se muestra una porción de la pared 2 junto con una porción de un líquido dieléctrico 3. El líquido dieléctrico 3 está dispuesto en el interior de la carcasa del transformador.
El aparato de seguimiento del gas incluye un miembro tubular 5. El miembro tubular 5 puede estar conectado, por ejemplo, a una abertura de acceso de fluido del sistema del transformador; véase la patente de los Estados Unidos número 4.112.737.
El interior del miembro tubular 5 está bloqueado por una membrana de extracción 7 permeable al gas de modo que el miembro tubular 5 está dividido en dos partes y la membrana de extracción 7 tiene una cara 8 que mira al transformador y una cara 9 que mira a la cavidad de gas. Como se puede ver, una parte del miembro tubular 5 está en comunicación hidráulica con el interior de la carcasa del transformador de modo que el líquido dieléctrico 3 de la carcasa puede contactar con la cara 8, que mira al transformador, de la membrana de extracción 7 permeable al gas en una bolsa de fluido 10. La otra parte del miembro tubular 5 está en comunicación hidráulica con el interior de una cavidad o cámara de extracción de gas 11 para recibir una muestra del gas. La membrana de extracción 7 permeable al gas es de cualquier material adecuado capaz de permitir que gases predeterminados (por ejemplo, hidrógeno, acetileno, etc.) presentes en el líquido dieléctrico se difundan al interior de la cámara 11.
Cada uno de una serie de detectores de análisis 12, 13, 14, 15 y 16 está conectado a la pared 18 de la cámara de gas por respectivos miembros de comunicación 21, 22, 23, 24 y 25 por lo que los detectores 12, 13, 14, 15 y 16 están en comunicación gaseosa con la cavidad de gas 11.
Unos medios de eliminación de gas 30, 31, 32, 33 y 34 están conectados a cada uno de los miembros de comunicación de gas 21, 22, 23, 24 y 15. Cada uno de los miembros de eliminación de gas 30, 31, 32, 33 y 34 comprende una membrana de separación o eliminación de gas 36, 37, 38, 39 y 40 que tiene una cara respectiva que mira a la cavidad de extracción y una cara respectiva que mira a la cámara de eliminación. Con referencia al medio de eliminación de gas 30 a modo de ejemplo, la cara que mira a la cavidad de extracción se designa con el número de referencia 42 y la cara que mira a la cámara de eliminación se designa con el número de referencia 44. Cada una de las caras que miran a la cámara de eliminación define una porción de la pared de una cámara de eliminación (sólo se muestra una parte de ella) desde la que el gas eliminado que pasa a través de las membranas de eliminación puede ser extraído a la atmósfera, enviado a un medio adicional de detección de gas o eliminado de cualquier otra manera. Cada una de las membranas de eliminación de gas 36, 37, 38, 39 y 40 es de cualquier material adecuado capaz de permitir que gas(es) extraño(s) predeterminado(s) (por ejemplo, hidrógeno) presente(s) en la muestra de gas se difunda(n) al interior de la respectiva cámara de eliminación.
En el aparato de ejemplo mostrado, los detectores de análisis 12, 13, 14, 15 y 16 tienen una carcasa en la que están dispuestos sus diversos elementos. En particular cada uno de los detectores de análisis 12, 13, 14, 15 y 16 tiene una membrana 46, 47, 48, 49 y 50 que divide las respectivas carcasas del detector en una cara que mira a la cavidad de extracción y una cara que mira al detector, estando provista la cara que mira al detector con un medio adecuado de detección de gas. Con referencia al detector de análisis 12 a modo de ejemplo, la cara que mira a la cavidad de extracción se designa con el número de referencia 52 y la cara que mira al detector se designa con el número de referencia 54. Los detectores de análisis pueden tomar, por ejemplo, la estructura general del detector mostrado en la patente de los Estados Unidos número 4.112.737. Cada una de las membranas de los detectores son de cualquier material adecuado capaz de permitir que gases objetivos predeterminados (por ejemplo, hidrógeno, acetileno, etc.) presentes en las respectivas muestras de gas de detección sobre las caras que miran a la cavidad de extracción se difundan a la cara que mira a los detectores.
A su vez, cada uno de los detectores de análisis 12, 13, 14, 15 y 16 está acoplado electrónicamente de cualquier manera conocida (acoplamientos ilustrados por líneas de puntos) a sistemas apropiados de lectura electrónica designados generalmente con el número de referencia 60 que pueden interpretar las señales proporcionadas por los detectores para proporcionar lecturas de los componentes gaseosos y que también pueden incluir elementos visualizadores digitales para proporcionar una lectura visual relativa a la presencia de un componente gaseoso particular.
La membrana de extracción de gas es, como se ha mencionado anteriormente, de un material capaz de permitir que gases presentes en el fluido dieléctrico pasen al interior de la cavidad o cámara de extracción de gas.
La membrana de separación o eliminación de gas es, como se ha mencionado anteriormente, de un material capaz de permitir que un gas extraño predeterminado de la muestra de gas presente en la cavidad de extracción pase a la cámara de eliminación.
La membrana de los detectores es, como se ha mencionado anteriormente, de un material capaz de permitir que un gas objetivo predeterminado presente en la muestra del gas de detección pase a la cámara de detección para interaccionar de manera conocida con cualquier mecanismo de detección del gas; por supuesto, la membrana de los detectores puede ser tal que, además del gas objetivo, también puede(n) pasar otro(s) gas(es).
Con referencia a la figura 2, esta figura ilustra una versión modificada del aparato de seguimiento de un gas como el mostrado en la figura 1 y designado generalmente con el número de referencia 70; se usan los mismos números de referencia para designar elementos comunes. El aparato 70 mostrado en la figura 2 se puede usar cuando el fluido dieléctrico es un gas dieléctrico y difiere del aparato 1 mostrado en la figura 1 en que no hay membrana de extracción antes del medio de eliminación del gas para separar inicialmente gas del gas dieléctrico. En su lugar, el aparato 70 incluye un bucle o circuito 72 de fluido dieléctrico en el que se bombea 3a (por un mecanismo no mostrado de bombeo) fluido dieléctrico desde el interior de la carcasa del transformador hacia los miembros de comunicación de fluido 21, 22, 23, 24 y 25 y hacia la carcasa del transformador en la dirección de las flechas 74 y 75; véase la patente de los Estados Unidos número 5.271.263 que ilustra un ejemplo de bucle de circulación de fluido.
Como se puede apreciar por lo anterior, cada una de las membranas de eliminación 36a, 37a, 38a, 39a y 40a es de un material respectivo capaz de permitir que un gas extraño predeterminado presente en el dieléctrico pase a la cámara de eliminación. Igualmente, cada una de las membranas de los detectores 46a, 47a, 48a, 49a y 50a son de un material respectivo capaz de permitir que una muestra de gas de detección que comprende un gas objetivo predeterminado pase desde el gas dieléctrico a la cara de detección de los respectivos detectores de análisis.
El aparato mostrado en la figura 3 es similar al aparato mostrado en la figura 1 en que tiene una membrana de extracción 7 y una cavidad de gas 11. Sin embargo, el aparato va provisto de un solo detector de análisis 12 y de una pluralidad de medios de eliminación de gas (dos de los cuales se designan con los números de referencia 30 y 30b) conectados a un miembro común de comunicación de gas 21a; se muestra un medio adicional de eliminación de gas sólo en contorno de puntos. Cada uno de los medios de eliminación de gas 30 y 30b comprende una membrana respectiva de eliminación 36 y 36b permeable a un gas diferente para reducir el contenido de una pluralidad de gases extraños en la muestra de gas de detección de modo que se aumenta la proporción de un gas o gases objetivos deseados con respecto a cada uno de los tipos de gas o gases eliminados.
La figura 4 ilustra en forma esquemática un ejemplo de aparato detector de un gas 12a de acuerdo con la presente invención. El detector está conectado directamente a la pared 2 de la carcasa del sistema antes mencionado de transformador eléctrico (esto es, con respecto a la figura 1). El detector 12a comprende una membrana de extracción 7a permeable al gas, un disco poroso 70 (para mantener la rigidez mecánica de la membrana 7a) y dos membranas de separación o eliminación de gas 36c y 36d; estos elementos están dispuestos en una carcasa del detector que tiene una pared (designada generalmente con el número de referencia 75) que define una cavidad o cámara de gas 80. Las membranas de eliminación o separación de gas 36c y 36d pueden ser, por ejemplo, de un material que proporcione la eliminación de gas hidrógeno de la muestra de gas de detección en la cavidad del gas de detección 80. Como se puede ver, la pared 75 incluye la membrana de extracción 7a permeable al gas, así como dos membranas de eliminación o extracción de gas 36c y 36d. El detector 12a incluye un conjunto de sensores del gas objetivo 81 que pueden estar conectados a un dispositivo adecuado de medición (no mostrado). Como se puede apreciar, la membrana de extracción 7a incorpora la función de la membrana de los detectores mostrados en las figuras 1 a 3. Esta configuración de detector se puede usar, por ejemplo, para eliminar gas hidrógeno, como gas que interfiere, para medir acetileno en el gas objetivo.
La figura 5 muestra una configuración alternativa de un aparato de seguimiento de un gas que está conectado directamente a la pared 2 de la carcasa; véase la figura 1. El aparato de seguimiento del gas es similar a la mostrada en la figura 3. Por ejemplo, el aparato tiene una membrana de extracción 7c que tiene una cara 8c que mira al transformador y una cara 9c que mira a la cavidad. Sin embargo, el aparato tiene sólo un único medio de extracción 12 y va provisto de una bomba adecuada de gas 84 y un circuito de gas por el que circula la muestra de gas en la dirección de la flecha 86 desde la cavidad de gas 11 hacia el medio de extracción del gas 90 y un único detector de análisis 12 detrás de la cavidad de gas 11c. El medio de extracción 90 tiene una membrana de eliminación 92. El uso de una bomba permite la explotación de una cavidad de extracción 11c relativamente grande.
Las figuras 6, 7a, 7b, 8a y 8b ilustran de modo esquemático una carcasa de dos partes de otro ejemplo de aparato detector de gases de acuerdo con la presente invención. La carcasa tiene una parte de extracción de gas 90 y una parte de separación o eliminación de gas 95. La parte de extracción de gas 90 tiene una membrana de extracción 90 permeable al gas. La parte de separación o eliminación de gas 95 tiene una membrana de separación o eliminación 98 permeable al gas. Las membranas 97 y 98 se pueden mantener en su sitio de cualquier manera adecuada, por ejemplo, mediante un adhesivo. Como se puede ver en la figura 6, la parte de eliminación 95 tiene un tamaño que se acopla suavemente en la parte de extracción 90 definiendo una cámara de gas 100.
La parte de eliminación 95 se puede mantener en la parte de extracción mediante seis tornillos roscados (no mostrados). La figura 7b es una vista de la parte de eliminación 95 en la dirección de la flecha 102 mientras que la figura 8b es una vista de la parte de extracción 90 en la dirección de la flecha 104. Con referencia a la figura 7b, la parte de eliminación 95 va provista de seis orificios para recibir el cuerpo de los tornillos roscados antes mencionados; uno de los orificios se designa con el número de referencia 105. La parte de extracción 90 va provista de los correspondientes seis orificios para tornillos roscados, uno de los cuales se designa en la figura 7b con el número de referencia 106 (y en la figura 7a con el número de referencia 106a). Los orificios para los tornillos de cada una de las partes de la carcasa están dispuestos de modo que están alineados entre sí para que un tornillo roscado pase a través del orificio de la parte de eliminación y sea roscado en el correspondiente orificio de la parte de extracción para sujetar las dos partes entre sí.
Aunque no se muestra, entre las dos partes de la carcasa puede haber una empaquetadura anular o circular adecuada para facilitar el acoplamiento estanco entre las dos partes de la carcasa, estando provista la empaquetadura de seis orificios alineables con los orificios de los tornillos de las dos partes de la carcasa.
Con referencia de nuevo a la figura 6, la parte de extracción va provista de un resalte roscado cónico exterior 110; el resalte 110 se puede usar para acoplar (esto es, roscar) la carcasa del detector a una abertura roscada interior de acceso de un sistema eléctrico. Como se muestra en las figuras 7a y 7b, la parte de eliminación va provista de una abertura 115 para recibir un sensor adecuado de un gas; en la figura 6 el sensor del gas 120 se muestra acoplado (esto es, metido a presión) en la abertura 115.

Claims (2)

1. Un método para detectar un gas presente en un fluido dieléctrico (3) dentro del interior de un sistema eléctrico (2), comprendiendo el método las etapas de:
extraer del citado fluido una muestra de una mezcla de gases con lo que la citada muestra de la mezcla de gases pasa desde el citado fluido a un componente de extracción del gas, que comprende un primer elemento permeable al gas, en una cámara de gas, comprendiendo la citada muestra de la mezcla de gases en la citada cámara de gas un gas objetivo y un componente gaseoso predeterminado, y
detectar la presencia del citado gas objetivo en la citada mezcla de gases en la citada cámara de gas,
caracterizado el citado método por la etapa de separar preferencialmente de la citada muestra de la mezcla de gases el citado componente gaseoso predeterminado en la citada cámara de gas para incrementar la proporción relativa del citado gas objetivo al citado componente gaseoso predeterminado en la citada muestra de la mezcla de gases.
2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado además porque el citado componente gaseoso predeterminado comprende gas hidrógeno y el citado gas objetivo comprende gas acetileno.
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