ES2815752T3 - Aparato de servicio para el uso en el mantenimiento de aparamentas eléctricas aisladas con un gas aislante multicomponente - Google Patents

Aparato de servicio para el uso en el mantenimiento de aparamentas eléctricas aisladas con un gas aislante multicomponente Download PDF

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Abstract

Aparato de servicio para un gas aislante multicomponente, para el uso en el mantenimiento de aparamentas eléctricas con una cámara de instalación, que comprende - un compresor (3) con refrigerador (32) aguas abajo, - un recipiente de acumulación (6), - donde el aparato de servicio está conectado con una cámara de instalación (1), donde el compresor (3) comprime el gas aislante durante la extracción de la cámara de instalación (1), donde todos los componentes del gas aislante permanecen en el estado gaseoso en el compresor (3), donde está previsto un aparato calefactor de línea (90) que calienta al menos parcialmente una tubería entre el recipiente de acumulación (6) y la cámara de instalación (1) y/o elementos en la tubería, como por ejemplo, carcasas de filtro o similares, caracterizado porque el refrigerador (32) está regulado por un control (8), de modo que todos los componentes del gas aislante todavía se encuentran en la fase gaseosa al abandonar el refrigerador y porque una condensación del gas aislante se realiza en el recipiente de acumulación (6) o en el sistema de líneas entre refrigerador y recipiente de acumulación (6), donde el sistema de líneas está concebido en este punto de modo que componentes licuados también llegan en forma líquida al recipiente de acumulación (6), donde luego se realiza una nueva mezcla con los componentes restantes que se condensan allí y está previsto un aparato calefactor de acumulación (61) para el recipiente de acumulación (6), donde el aparato calefactor de acumulación (61) sirve para calentar el gas aislante en el recipiente de acumulación (6) a una temperatura por encima de la temperatura crítica de todos los componentes y el aparato calefactor de acumulación (61) calienta el gas aislante a un temperatura por encima de la temperatura crítica de todos los componentes del gas aislante durante el llenado de la cámara de instalación (1).

Description

DESCRIPCIÓN
Aparato de servicio para el uso en el mantenimiento de aparamentas eléctricas aisladas con un gas aislante multicomponente
La invención se refiere a un aparato de servicio para un gas aislante multicomponente, en particular para el uso en el mantenimiento de aparamentas eléctricas. La invención se refiere además a un procedimiento para la manipulación de un gas aislante multicomponente, en particular en el mantenimiento de aparamentas eléctricas.
En el caso de aparamentas eléctricas, los arcos voltaicos que se pueden originar en procesos de conmutación con tensiones más altas representan un problema para la durabilidad de tales instalaciones. Los elementos de conmutación se deterioran o destruyen en poco tiempo debido a los arcos voltaicos. Por este motivo, en así denominadas aparamentas aisladas por gas se usan gases aislantes que reducen o impiden la formación de arcos voltaicos. Las aparamentas aisladas por gas presentan una cámara de instalación delimitada herméticamente, de la que en primer lugar se retira el aire durante la puesta en funcionamiento y la cámara de instalación se llena a continuación con el gas aislante.
Durante el mantenimiento de las aparamentas aisladas por gas, el gas aislante situado en la cámara de instalación se debe retirar de la cámara de instalación antes de que se pueda llevar a cabo el mantenimiento. Después del mantenimiento se debe transportar el gas aislante luego de nuevo de vuelta a la cámara de instalación. Diversos aparatos de servicio son adquiribles en el mercado para una manipulación de este tipo de los gases aislantes.
El hexafluoruro de azufre (SF6) es un gas que se comporta de forma muy inerte, que el más apropiado como gas aislante para las aparamentas debido a sus propiedades de aislamiento eléctrico. Sin embargo, el hexafluoruro de azufre es simultáneamente un gas de efecto invernadero. Por este motivo se debe reducir el uso del hexafluoruro de azufre. Desde hace poco tiempo, como sustituto del hexafluoruro de azufre como gas aislante se conocen distintas mezclas de gases que presenta propiedades de aislamiento de nivel similar. Las mezclas de gases de este tipo todavía contienen parcialmente hexafluoruro de azufre como un componente parcial, otras mezclas de gases ya están completamente libres de hexafluoruro de azufre. Para la función de todas estas mezclas de gases es importante su relación de mezcla exacta.
Por el documento JP 2000059934 A se conoce un sistema con el que se puede extraer un gas aislante compuesto exclusivamente de hexafluoruro de azufre de una aparamenta eléctrica y de nuevo llevarse de vuelta a esta. En este sistema se comprime el hexafluoruro de azufre durante la extracción, se refrigera y guía en forma líquida del refrigerador a un recipiente de acumulación. Durante el retorno, el hexafluoruro de azufre se lleva en primer lugar de forma líquida de un recipiente de acumulación a un evaporador, donde se prepara y transfiere a un estado gaseoso. En este sistema es desventajoso que es inapropiado para gases aislantes que se componen de una mezcla de gases. Tanto durante la extracción de la aparamenta, como también durante el retorno se pueden condensar componentes individuales de la mezcla de gases antes de otros componentes, de modo que se produce una segregación y el gas aislante ya no presenta la misma composición después del retorno que durante la extracción de la aparamenta. Por el documento w O 2014/037396 A1 se conoce un aparato y un procedimiento con el que se puede llenar una aparamenta eléctrica con un gas aislante compuesto de una mezcla de gases. Con la tecnología aquí dada a conocer se puede llenar una aparamenta con gas aislante mezclado primeramente. No obstante, esta tecnología no permite un mantenimiento de aparamentas que ya están llenas con un gas aislante compuesto de una mezcla de gases, dado que no es posible una extracción y retorno de una mezcla de gases ya situada en la aparamenta.
El objeto de la invención es crear una posibilidad para la manipulación de gases aislantes multicomponente.
Este objeto se consigue mediante un aparato de servicio para un gas aislante multicomponente según la reivindicación 1.
El aparato de servicio para un gas aislante multicomponente, para el uso en el mantenimiento de aparamentas eléctricas con una cámara de instalación, comprende
- un compresor con refrigerador aguas abajo,
- un recipiente de acumulación,
- donde el aparato de servicio está conectado o se puede conectar con una cámara de instalación,
donde el compresor comprime el gas aislante durante la extracción de la cámara de instalación, donde todos los componentes del gas aislante permanecen en estado gaseoso en el compresor y el refrigerador está regulado por un control, de modo que se produce una condensación del gas aislante a ser posible primeramente en el recipiente de acumulación y está previsto un aparato calefactor de acumulación para el recipiente de acumulación y durante el llenado de la cámara de instalación, el aparato calefactor de acumulación calienta el gas aislante a una temperatura por encima de la temperatura crítica de todos los componentes del gas aislante, donde en particular está previsto un aparato calefactor de línea que calienta al menos parcialmente una tubería entre el recipiente de acumulación y la cámara de instalación y/o los elementos en la tubería, como por ejemplo, carcasas de filtro o similares. Un aparato de servicio según la invención para el mantenimiento de aparamentas eléctricas está conectado o se puede conectar con una cámara de instalación de la aparamenta. A este respecto, el aparato de servicio puede estar instalado de forma fija en la aparamenta, donde se ofrece una conexión por brida fija y conectada de forma permanente entre la aparamenta y el aparato de servicio, o el aparato de servicio puede estar realizado como aparato móvil que se conecta con la aparamenta solo durante el mantenimiento. En el caso de un aparato de servicio móvil es más apropiado como conexión un acoplamiento fácilmente separable entre el aparato de servicio y la aparamenta, a fin de mantener mínimo el tiempo de trabajo necesario para la conexión del aparato de servicio. Pero evidentemente también se pueden conectar los aparatos de servicio móviles con conexiones de brida permanentes y los aparatos de servicio instalados de forma fija mediante acoplamientos rápidos con la aparamenta.
Un aparato de servicio según la invención presenta además un compresor con refrigerador aguas abajo. Durante la extracción del gas aislante de la cámara de instalación, el compresor aspira el gas aislante y lo comprime a continuación. El refrigerador aguas abajo sirve para refrigerar de nuevo el gas aislante calentado durante la compresión en el compresor. En el caso de aumento de presión en el compresor podría ocurrir que uno o varios componentes del gas aislante pasen del estado gaseoso al estado líquido. Esta transición de fase se realiza con determinadas combinaciones de temperatura y presión. La transición de fase se realiza además en distintos gases, por consiguiente, también en distintos componentes del gas aislante, en distintos puntos. A este respecto, estos puntos están definidos respectivamente por presión y temperatura. El aparato de servicio según la invención es apropiado para la extracción y llenado de los más distintos gases aislantes desde o en una aparamenta. Así, un aparato de servicio según la invención se puede usar para el movimiento del hexafluoruro de azufre conocido por el estado de la técnica. En un gas aislante de un componente similar no existe la problemática descrita anteriormente de la segregación de componentes individuales. Para el ahorro de hexafluoruro de azufre perjudicial para el clima existen mezclas de gases, que solo contienen todavía una parte de hexafluoruro de azufre y su parte restante se forma por otro gas. Ya aquí aparece la problemática de la segregación de los componentes, en cuanto un componente se licúa durante la extracción o llenado de la mezcla de gases aislantes de una aparamenta. Correspondientemente, un aparato de servicio según la invención ya es ventajoso durante la manipulación de la mezcla de gases aislantes, que contienen por un lado cierta parte de hexafluoruro de azufre. Desde hace algún tiempo también se usan gases aislantes que están libres de hexafluoruro de azufre. Estos gases están constituidos igualmente de forma multicomponente. Precisamente en estos gases tiene una importancia especial la observación de la relación de mezcla exacta de los componentes individuales entre sí. Por ello, un aparato de servicio según la invención es apropiado para gases aislantes multicomponente de este tipo que están libres de hexafluoruro de azufre. Los gases aislantes de este tipo usan como componentes de soporte la mayoría de las veces N2 o CO2. Para ello contienen uno o varios gases aislantes como componentes adicionales. Como componente adicional semejante es apropiado, por ejemplo, cetona C5, HF01234ze, HF01234yf o fluoronitrilo. Algunas mezclas de gases apropiadas como gas de aislante, que están libres de hexafluoruro de azufre, están listados a continuación junto con relaciones de mezcla apropiadas:
Componente de soporte Componente adicional
N2 97% Cetona C53%
N2 67% HFO1234ze 33%
N2 97% HFO1234yf 3%
N2 70% HFO1234yf 30%
N2 47% HFO1234yf 53%
CO2 47% HFO1234yf 53%
CO2 84,2% Fluoronitrilo 15,8%
CO2 90% Fluoronitrilo 10%
Una licuación de componentes individuales del gas aislante en el compresor tendría varias desventajas. Por un lado, la fase líquida casi incompresible en el compresor sería molesta para su funcionamiento y se debería evacuar del compresor a través de costosas medidas preventivas adicionales. Por otro lado, la licuación de componentes individuales del gas aislante conduciría a una modificación de la relación de mezcla de los componentes. Los componentes licuados casi se perderían del gas aislante y los componentes gaseosos restantes solo se transportarían a continuación al aparato de servicio. Se ha comprobado que una relación de mezcla modificada de los componentes conduce a propiedades de aislamiento modificadas de la mezcla de gases, lo que puede tener consecuencias preocupantes para la función de la aparamenta. Por consiguiente, un proceso de mantenimiento supone un empeoramiento del efecto aislante del gas y por consiguiente de la función de toda la aparamenta en el caso de una aparamenta aislada por gas, en la que tiene lugar un cambio de la relación de mezcla del gas aislante. Una modificación de este tipo de la relación de mezcla de los componentes del gas aislante repercutiría de forma grave en las propiedades eléctricas del gas aislante y se debe evitar por consiguiente sin falta. El compresor de un aparato de servicio según la invención se hace funcionar para prevenir estos problemas, de modo que todos los componentes del gas aislante permanecen en la fase gaseosa durante todo el proceso de compresión. Un aparato de servicio comprende además un refrigerador, que está dispuesto después del compresor en la dirección de flujo del gas aislante. Este refrigerador tiene el objeto de refrigerar el gas aislante calentado durante el proceso de compresión. Una refrigeración podría conducir, como también un aumento de presión, a un cambio de fase de uno o varios componentes del gas aislante al estado líquido. El refrigerador de un aparato de servicio según la invención está regulado por ello de modo que una refrigeración solo se realiza en tanto que todos los componentes del gas aislante todavía se encuentran en la fase gaseosa al abandonar el refrigerador. A este respecto, el refrigerador se puede prever en distintos lugares o posiciones en el trazado de la línea a lo largo del recorrido del gas aislante del compresor al recipiente de acumulación. Dado que muchos compresores adquiribles en el mercado presentan un refrigerador instalado de forma fija en su lado de salida, es especialmente sencillo usar este refrigerador dispuesto directamente después del compresor en un aparato de servicio según la invención. Sin embargo, también es posible disponer el refrigerador más alejado del compresor. Una disposición del compresor más alejada del compresor tiene la ventaja de nuevo de que el gas aislante calentado después de la compresión está especialmente alejado del punto de condensación de todos sus componentes debido a su elevada temperatura. Este alejamiento del punto de condensación ofrece gran seguridad contra la licuación de componentes individuales en el recorrido del compresor al recipiente de acumulación, donde pueden estar dispuestos otros componentes de la instalación, como por ejemplo, filtros o similares.
Por ello, está previsto ventajosamente que el refrigerador esté integrado con el compresor, en particular realizado en un armazón o carcasa común, o el refrigerador esté separado del compresor, en particular previsto cerca del recipiente de acumulación.
Bajo cerca del recipiente de acumulación se entiende que el refrigerador se sitúa entre el recipiente de acumulación y el compresor al menos a la mitad de la línea, la cual está dirigida hacia el compresor de recipiente, en particular en el último 5, 10, 20 o 30% de esta longitud de línea.
Un aparato de servicio según la invención también presenta un recipiente de acumulación o se puede conectar con uno tal, lo que igualmente está comprendido por la invención. En el recipiente de acumulación se acumula (temporalmente) el gas aislante después de la extracción de la cámara de instalación de la aparamenta.
La acumulación ahorrado espacio en el estado de agregación líquido es especialmente favorable para una acumulación del gas aislante. Por ello, se debe pretender que el gas aislante pase al estado líquido al alcanzar el recipiente de acumulación. Según la invención, el transporte en forma de gas del gas aislante y la acumulación líquida siguiente se logra porque se regula la presión y temperatura del gas aislante en el compresor o refrigerador, de modo que el gas aislante se encuentra con todos sus componentes poco antes del punto de condensación al abandonar el refrigerador. En el último tramo del recorrido y en el recipiente de acumulación se refrigera aún más el gas aislante, lo que finalmente conduce a una condensación de todos los componentes en el recipiente de acumulación. A este respecto, el aparato de servicio se regula de modo que la transición de la fase gaseosa a la fase líquida, la condensación, se produce a ser posible primeramente en el recipiente de acumulación. Sin embargo, para la relación de mezcla del gas aislante tiene poca importancia cuando se produce una condensación de uno o varios componentes ya en el sistema de líneas entre el refrigerador y el recipiente de acumulación. El sistema de líneas está concebido en este punto de modo que los componentes licuados también llegan en forma líquida al recipiente de acumulación, donde luego se produce una nueva mezcla con los componentes restantes que se condensan allí.
Es especialmente ventajoso en un aparato de servicio según la invención que mediante una regulación correspondiente se haga funcionar el compresor en el rango de trabajo óptimo, sin aparecer un componente líquido y simultáneamente no se produzca una segregación del gas aislante por el proceso de extracción de la cámara de instalación de una aparamenta.
Un aparato de servicio según la invención para un gas aislante multicomponente presenta junto a un compresor y un recipiente de acumulación un aparato calefactor de acumulación, que calienta el recipiente de acumulación en caso necesario. A este respecto, el aparato de servicio está conectado o se puede conectar con una cámara de instalación de una aparamenta eléctrica, según se ha descrito ya arriba. A este respecto, el aparato de servicio puede estar conectado de forma fija con la aparamenta o estar configurado como aparato móvil, que se conecta con la cámara de instalación o se une con esta solo para el mantenimiento de la aparamenta. El gas aislante se acumula (temporalmente) en un recipiente de acumulación del aparato de servicio o, en el caso del uso de un gas aislante proporcionado fresco, se trasvasa a este recipiente de acumulación antes del llenado de la cámara de instalación de la aparamenta. La acumulación del gas aislante en el recipiente de acumulación se produce a este respecto en el estado líquido. Esto tiene la ventaja de que el volumen del gas aislante es claramente menor que en la fase gaseosa y así se necesita claramente menos espacio para la acumulación. Sin embargo, el almacenamiento del gas aislante en el recipiente de acumulación también puede tener lugar en dos fases, a saber, con una parte del gas aislante en forma líquida y con otra parte del gas aislante en estado gaseoso. Este estado puede aparecer, por ejemplo, cuando solo se encuentra algo de gas aislante en el recipiente de acumulación y la presión y/o temperatura en el recipiente de acumulación se sitúa cerca del punto de evaporación de uno o varios componentes del gas aislante.
Antes o durante el llenado de la cámara de instalación con gas aislante usando un aparato de servicio según la invención, el aparato calefactor de acumulación calienta el gas aislante acumulado en forma líquida a una temperatura, que se sitúa por encima de la temperatura crítica de todos los componentes del gas aislante. Bajo temperatura crítica se debe entender, conforme a la literatura técnica especializada, aquella temperatura desde la que independientemente de la presión reinante ya no puede aparecer una fase líquida de una sustancia o mezcla de sustancias. Dado que un aparato de servicio según la invención calienta el gas aislante antes del transporte a la cámara de instalación de una aparamenta a una temperatura por encima de la temperatura crítica de todos los componentes del gas aislante, se garantiza que durante el transporte no pase ningún componente al estado líquido y así no se pueda producir un cambio de la relación de mezcla de los componentes individuales del gas aislante entre sí. Por ello, un aparato de servicio según la invención ofrece la ventaja de que el gas aislante, llega a la cámara de instalación con la misma relación de mezcla inalterada de sus componentes individuales entre sí, referido a la relación de mezcla en el recipiente de acumulación. Por consiguiente, se garantiza que las propiedades eléctricas reales del gas aislante se correspondan con las propiedades que se requieren para un funcionamiento seguro de la aparamenta después del llenado de la cámara de instalación.
Es posible configurar un aparato de servicio según la invención conforme a las formas de realización descritas como aparato de extracción puro para el gas aislante desde la cámara de instalación de una aparamenta. Además, por las formas de realización descritas también se puede configurar un aparato de servicio que solo sirva para el llenado de una cámara de instalación con gas aislante. Finalmente, es posible adicionalmente combinar entre sí distintas formas de realización y así configurar un aparato de servicio, que en una única forma de realización sea apropiado tanto para extraer el gas aislante multicomponente de una aparamenta y sea apropiado igualmente para llenar o reconducir el gas aislante a la cámara de instalación de una aparamenta.
En una configuración preferida de la propuesta está previsto que el recipiente de acumulación esté configurado como botella de gas intercambiable o el recipiente de acumulación esté dispuesto de forma fija en el aparato de servicio. En esta forma de realización se usa una botella de gas intercambiable como recipiente de acumulación. Esto tiene la ventaja de que se pueden distribuir mayores cantidades de gas aislante extraído en varias botellas de gas intercambiables de forma rápida y sencilla. Es especialmente favorable el uso de un tipo usual o normalizado de botella de gas, que sea adquirible sin problemas en el mercado. De este modo, en el caso de necesidad de espacio mayor no planificada se puede proporcionar de forma sencilla in situ la cámara de acumulación adicional sin depender de piezas especiales. Gracias al uso de una botella de gas intercambiable como recipiente de acumulación también se facilita el transporte o el intercambio de gas aislante entre distintas aparamentas. El transporte del gas se puede producir entonces independientemente del aparato de servicio. Alternativamente a la botella de gas intercambiable, el gas aislante también se puede acumular (temporalmente) en el aparato de servicio en un recipiente de acumulación colocado de forma fija. La previsión de un recipiente de acumulación colocado de forma fija tiene la ventaja de que todos los componentes necesarios del aparato de servicio están construidos de forma compacta en un aparato, lo que es especialmente práctico en aparatos de servicio usados de forma móvil. También es posible prever junto a un recipiente de acumulación instalado de forma fija adicionalmente una o varias conexiones para las botellas de gas intercambiables. En esta combinación se reúnen las ventajas de las dos formas de realización para el recipiente de acumulación en un único aparato.
Según la invención está previsto que esté previsto un aparato calefactor de línea que calienta al menos parcialmente la tubería entre el recipiente de acumulación y la cámara de instalación y/o los elementos en la tubería, como por ejemplo carcasas de filtros o similares. En otra forma de realización de un aparato de servicio está previsto adicionalmente al aparato calefactor de acumulación un aparato calefactor de línea. Este aparato calefactor de línea calienta al menos partes del sistema de tuberías, el cual discurre en el aparato de servicio desde el recipiente de acumulación hasta la cámara de instalación de la aparamenta a llenar. A este respecto, el aparato calefactor de línea también puede estar configurado de modo que adicional o alternativamente caliente los elementos en la tubería. Elementos de este tipo pueden ser, por ejemplo, carcasas de filtros, reductores de presión, válvulas, acoplamientos o similares. El objeto de un aparato calefactor de línea de este tipo es garantizar que el gas aislante calentado en el recipiente de acumulación a una temperatura por encima de la temperatura crítica de todos sus componentes no se enfríe en su recorrido en la dirección de la aparamenta a una temperatura por debajo de la temperatura crítica de todos los componentes. A este respecto, un enfriamiento del gas aislante a una temperatura por debajo de este punto crítico podría conducir de nuevo a una licuación de componentes individuales, lo que tendría como consecuencia de nuevo una modificación de la relación de mezcla de los componentes del gas aislante y se debe evitar. Por ejemplo, es posible prever en el recorrido del recipiente de acumulación a la cámara de instalación varios sensores de temperatura, que notifican la temperatura actual del gas aislante a un control. Si a este respecto se establece que la temperatura cae cerca de una temperatura crítica, se activa el aparato calefactor de línea y así se eleva de nuevo la temperatura del gas aislante. Evidentemente también es posible prever a ser posible varios aparatos calefactores de línea, lo que es ventajoso, por ejemplo, bajo condiciones climáticas frías. Además, es posible configurar calefactables en sí las tuberías de conexión.
De manera hábil está previsto que esté previsto un control que regule el punto de trabajo del compresor y/o refrigerador en función de al menos un parámetro actual, medido por un sensor, del gas aislante y/o el control regule el punto de trabajo del aparato calefactor de línea en función de al menos un parámetro actual, medido por un sensor, del gas aislante. En esta configuración de la invención está previsto un control en el aparato de servicio, el cual asuma diferentes tareas de regulación. Un control semejante regula, por ejemplo, el punto de trabajo del compresor durante la extracción del gas aislante de la cámara de instalación. Como magnitud de entrada para la regulación del compresor se usa a este respecto al menos un parámetro del gas aislante multicomponente. A este respecto, este al menos un parámetro se detecta por uno o varios sensores y se transmite a través de líneas de señales al control. Evidentemente también es posible usar varios parámetros del gas aislante como propiedades de entrada para una regulación. A este respecto, los parámetros posibles son presión, temperatura, densidad, caudal o similares. A este respecto, los parámetros determinados también se pueden usar para la regulación del punto de trabajo del refrigerador aguas abajo del compresor. Es especialmente ventajoso en una regulación de este tipo que los puntos de trabajo del compresor y/o refrigerador siempre se ajusten a los parámetros medidos actualmente. Así se garantiza que la relación de mezcla de los componentes individuales del gas aislante también se mantenga constante luego cuando cambien las condiciones ambiente, como por ejemplo la temperatura exterior. Gracias a la regulación se adaptan todos los puntos de trabajo de forma continua y óptima a las condiciones ambiente y ello aporta una función segura y estable del aparato de servicio. De igual manera también se puede regular un aparato calefactor de acumulación con la ayuda de un control en su punto de trabajo. El aparato calefactor de acumulación sirve para calentar el gas aislante en el recipiente de acumulación a una temperatura por encima de la temperatura crítica de todos los componentes. Este calentamiento se puede realizar de forma especialmente favorable con la ayuda de un circuito de regulación, en tanto que están previstos uno o varios sensores de temperatura en el recipiente de acumulación y un control regula la potencia calefactora o el punto de trabajo del aparato calefactor de acumulación en función de los datos determinados por los sensores de temperatura. Evidentemente también es posible conectar otros componentes o agregados del aparato de servicio con el control y por consiguiente configurar otros circuitos de regulación. Adicionalmente es posible conectar con el control los componentes que solo se controlan. Estos podrían ser, por ejemplo, válvulas para las que no está previsto un sensor propio para el retorno de información real.
Además, está previsto que esté prevista una bomba de evacuación que sirva para la evacuación de la cámara de instalación. En esta forma de realización de la invención está prevista una bomba de evacuación, que evacúa la cámara de instalación de la aparamenta eléctrica antes del llenado con gas aislante. Bajo ello se debe entender que esta bomba de evacuación retira el aire de la cámara de instalación. Las propiedades de aislamiento del aire son significativamente peores que las del gas aislante. Si el aire permaneciese en la cámara de instalación antes del llenado con gas aislante, diluiría el gas aislante introducido y así empeoraría sus propiedades de aislamiento. La bomba de evacuación genera por ello en primer lugar un vacío en la cámara de instalación, de modo que no queda o solo queda una fracción muy pequeña de aire aquí. A continuación, se llena el gas aislante en la cámara de instalación con la ayuda del aparato de servicio. A este respecto, la bomba de evacuación está dispuesto en el aparato de servicio, de modo que una parte del sistema de tuberías del aparato de servicio se puede bloquear mediante válvulas, de modo que el aire evacuado puede tomar exclusivamente el recorrido hacia la bomba de evacuación y no puede fluir en la dirección del compresor, refrigerador o dispositivo de acumulación. Después del proceso de evacuación, en el sistema de tuberías del aparato de servicio se puede cerrar de nuevo el recorrido hacia la bomba de evacuación con la ayuda de válvulas, de modo que durante el llenado de la aparamenta con gas aislante ya no existe ningún acceso más hacia la bomba de evacuación.
De manera ventajosa está previsto que esté prevista una bomba de vacío, en particular de funcionamiento en seco, sin aceite, que esté dispuesta antes del compresor en la dirección de circulación del gas aislante. En esta forma de realización está prevista una bomba de vacío que sirve para la aspiración del gas aislante de la cámara de instalación. Esta bomba de vacío está dispuesta entre la cámara de instalación y el compresor y por consiguiente se sitúa antes del compresor en la dirección de circulación del gas aislante. Durante la extracción del gas aislante de la cámara de instalación es importante que el gas aislante se retire lo más completamente posible de la cámara de instalación de la aparamenta eléctrica. Esto se requiere por un lado para la protección del personal de servicio, dado que el gas aislante usado puede contener productos de descomposición perjudiciales para la salud, con los que no deberían entrar en contacto las personas encargadas del servicio. Por otro lado, una retirada completa del gas aislante de la cámara de instalación tiene ventajas económicas, dado que el mismo gas aislante completamente retirado se puede llenar de nuevo después del servicio de vuelta a la instalación y por consiguiente no se debe usar un nuevo gas aislante. Una bomba de vacío aguas arriba del compresor ofrece la ventaja de que se puede generar una depresión mayor para la aspiración del gas aislante de lo que sería posible solo con el compresor. La bomba de vacío está diseñada técnicamente de modo que desarrolla una depresión lo mayor posible en el lado de aspiración o entrada. La presión de salida de la bomba de vacío está diseñada por el contrario respecto a una función lo más óptima posible del compresor y por consiguiente está adaptada a su presión de aspiración óptima. El compresor se puede usar por consiguiente de forma óptima para su tarea verdadera, a saber, de la compresión del gas aislante. La previsión de una bomba de vacío es ventajosa como división de funciones en la extracción del gas aislante de la cámara de instalación. La bomba de vacío aporta una extracción los más libre de residuos posible del gas aislante de la cámara de instalación, el compresor aporta a continuación una compresión óptima del gas aislante, que es importante para una acumulación segura y ahorrando espacio del gas. A este respecto es especialmente ventajosa la previsión de una bomba sin aceite, de funcionamiento en seco. Una bomba de vacío de funcionamiento en seco garantiza que el gas aislante no se contamine por los lubricantes de la bomba de vacío durante el proceso de aspiración de la cámara de instalación, sino que llegue al compresor sin modificación de su composición.
En una configuración preferida de la propuesta está previsto que esté previsto un filtro que esté dispuesto antes de la bomba de vacío en la dirección de circulación del gas aislante. En esta forma de realización, un filtro está dispuesto entre la cámara de instalación y bomba de vacío. Este filtro sirve para retirar del gas aislante las impurezas en el gas aislante, que se pueden originar durante o debido al funcionamiento de la aparamenta eléctrica. De este modo se garantiza que estas impurezas no puedan provocar deterioros en la bomba de vacío y tampoco en los agregados siguientes, como compresor o refrigerador.
Además, de manera favorable está previsto que esté(n) previsto(s) un filtro de secado y/o un filtro de partículas, donde este/estos filtro(s) está(n) dispuesto(s) después del compresor en la dirección de circulación. En esta forma de realización, uno o varios filtros están dispuestos después del compresor en la dirección de circulación. Estos filtros pueden ser concebidos de manera diferente. Así, por ejemplo, se puede prever un filtro de secado que retire la humedad del gas aislante.
De forma complementaria o alternativa a ella puede estar previsto un filtro de partículas, que retira las partículas del gas aislante que fluye. Los filtros dispuestos después del compresor y refrigerador en la dirección de circulación sirven para retirar sustancias indeseadas del gas aislante aspirado, usado antes de su acumulación temporal en el recipiente de acumulación. Gracias a esta purificación del gas aislante durante el proceso de aspiración de la cámara de instalación se garantiza que el gas acumulado en el recipiente de acumulación se pueda introducir sin otras etapas de purificación de nuevo en la cámara de instalación de una aparamenta eléctrica y allí se asegura de nuevo una función segura del gas como gas aislante.
En otra forma de realización preferida está previsto que esté previsto un dispositivo de pesaje que determine el peso actual de la botella de gas. Un dispositivo de pesaje de este tipo determina el peso actual de la botella de gas y por consiguiente indirectamente la masa del gas aislante situado en la botella de gas. A través de la masa del gas aislante se puede determinar entonces de nuevo la cantidad del gas aislante acumulado. El conocimiento, de cuanto gas aislante se sitúa en la botella de gas, se puede usar, por ejemplo, para constatar cuando se alcanza la capacidad de recepción de la botella de gas. Además, se puede constatar si todavía está presente suficiente gas aislante para el llenado de la cámara de instalación de una aparamenta eléctrica en la botella de gas conectada actualmente. Es especialmente favorable una unión del dispositivo de pesaje con el control del aparato de servicio. Una unión de este tipo se podría realizar, por ejemplo, a través de una línea de sensor o también a través de una conexión de radio. La información puesta a disposición por el dispositivo de pesaje sobre el peso actual de la botella de gas se puede usar entonces por el control también para la regulación de un aparato calefactor de botella. Un aparato calefactor de botella semejante es análogo al aparato calefactor de acumulación ya descrito en su función y sirve para el calentamiento del gas aislante situado en la botella de gas a una temperatura por encima de la temperatura crítica de todos los componentes del gas aislante. Evidentemente también es posible prever un dispositivo de pesaje en un recipiente de acumulación instalado de forma fija sobre o en el aparato de servicio y usarse de igual manera que se ha descrito en relación con el dispositivo de pesaje para una botella de gas.
El objeto de la invención también se consigue mediante un procedimiento para la extracción de un gas aislante multicomponente de una cámara de instalación según la reivindicación 8.
El procedimiento para la extracción de un gas aislante multicomponente de la cámara de instalación, en particular durante el mantenimiento de aparamentas eléctricas, y para el nuevo llenado de la cámara de instalación con un gas aislante multicomponente está caracterizado por la sucesión de las etapas siguientes:
- extracción del gas aislante de la cámara de instalación,
- compresión del gas aislante en un compresor, donde el compresor se hace funcionar de modo que todos los componentes permanecen en la fase gaseosa dentro del compresor,
- condensación al menos de la mayor parte del gas aislante comprimido en un recipiente de acumulación, - acumulación del gas aislante líquido en el recipiente de acumulación,
- calentamiento del gas aislante en el recipiente de acumulación a una temperatura por encima de la temperatura crítica de todos los componentes del gas aislante antes del llenado de la cámara de instalación,
- y transporte del gas aislante gaseoso, en particular a través del compresor a la cámara de instalación.
Un procedimiento según la invención se propone para extraer en primer lugar un gas aislante compuesto de varios componentes de una cámara de instalación y acumularlo (temporalmente) en una forma líquida en un recipiente de acumulación. A este respecto, un procedimiento según la invención se usa preferiblemente durante el mantenimiento de aparamentas eléctricas, a fin de retirar el gas aislante de la cámara de instalación antes del mantenimiento y acumularlo temporalmente para un nuevo llenado después del mantenimiento. El procedimiento comprende a este respecto varias etapas. En primer lugar, el gas aislante se extrae de la cámara de instalación de la aparamenta eléctrica. Para la extracción del gas aislante se puede usar a este respecto, por ejemplo, una bomba de vacío. Durante la extracción del gas aislante es especialmente favorable extraer el gas lo más completamente posible y sin residuos de la cámara de instalación. Así se garantiza que un gas aislante que permanezca no molesta durante el mantenimiento de la cámara de instalación. Además, tampoco se pierde gas aislante, de modo que durante el nuevo llenado de la cámara de instalación no se debe proporcionar un nuevo gas aislante. En la etapa siguiente del procedimiento se comprime el gas aislante extraído. Para la compresión se usa un compresor que se hace funcionar de modo que todos los componentes del gas aislante permanezcan en la fase gaseosa durante el proceso de compresión completo. Esta permanencia en la fase gaseosa tiene ventajas durante el funcionamiento del compresor. Si durante su funcionamiento, debido al aumento de presión, partes del gas aislante pasan a la fase líquida, estos componentes licuados se deberían retirar de forma continua del compresor. Esta retirada de los componentes líquidos se debe evitar dado que supone un esfuerzo técnico y con ello también financiero. Además, la licuación de componentes individuales del gas aislante en el compresor tendría como consecuencia que cambia la relación de mezcla de los componentes entre sí. Los componentes licuados quedarían en el compresor y solo se transportarían los componentes gaseosos más allá en la dirección de las siguientes etapas del procedimiento. Pero para la función aislante del gas aislante en la aparamenta eléctrica tiene una importancia esencial justo esta relación de mezcla de los componentes individuales entre sí. Dado que el compresor se hace funcionar de modo que todos los componentes del gas aislante permanecen en la fase gaseosa, se garantiza que la relación de mezcla de los componentes entre sí permanezca constante entre sí durante el proceso de compresión y no cambien las propiedades eléctricas del gas aislante. En otra etapa del procedimiento se condensa al menos la mayor parte del gas aislante comprimido en un recipiente de acumulación. El gas aislante se transporta hasta un recipiente de almacenamiento en la fase gaseosa. Solo en el recipiente de acumulación se condensa el gas aislante luego con todos sus componentes. Esta condensación se realiza a través de una reducción de la temperatura del gas aislante. A este respecto es posible que una parte menor del gas aislante ya se condense en el último tramo de la tubería antes del recipiente de acumulación. En este caso no aparece una modificación de la relación de mezcla de los componentes individuales del gas aislante entre sí, dado que el sistema de tuberías antes del recipiente de acumulación está configurado de modo que las partes o componentes aquí licuados del gas aislante se guían igualmente al recipiente de acumulación y allí se mezclan de nuevo con las partes o componentes restantes, igualmente licuados.
En otra etapa del procedimiento, el gas aislante presente ahora en forma líquida se acumula en el recipiente de acumulación. Una acumulación en forma líquida tiene la ventaja que se necesita esencialmente menos espacio para la acumulación de la misma cantidad de gas aislante de lo que sería el caso en el estado gaseoso. El gas aislante acumulado se puede llenar a continuación de vuelta a la misma aparamenta eléctrica después del mantenimiento llevado a cabo o transportarse en el recipiente de acumulación y usarse en otro lugar.
Con la ayuda del procedimiento según la invención se llena a continuación un gas aislante compuesto de varios componentes en la cámara de instalación de una aparamenta eléctrica. El punto de partida es a este respecto el gas aislante acumulado, presente en un recipiente de acumulación bajo presión en forma líquida. El procedimiento según la invención es especialmente apropiado para el nuevo llenado de una cámara de instalación después de un mantenimiento. Evidentemente, el procedimiento también se puede usar para el primer llenado después de la fabricación de la aparamenta. En una primera etapa del procedimiento del proceso de llenado se calienta el gas aislante en el recipiente de acumulación. A este respecto, el calentamiento se realiza hasta una temperatura que se sitúa por encima de la temperatura crítica de todos los componentes del gas aislante. A este respecto, la temperatura crítica designa aquella temperatura por encima de la que un gas ya no pasa a la fase líquida. Un gas calentado a una temperatura por encima de la temperatura crítica tampoco pasa ya a la fase líquida en el caso de presiones elevadas. Debido al calentamiento del gas aislante a una temperatura por encima de la temperatura crítica de todos los componentes se garantiza que, durante el proceso de llenado de la cámara de instalación, en la que pueden parecer diferencias de presión, no se licúen de nuevo los componentes. Por consiguiente, se garantiza que la relación de mezcla de los componentes individuales del gas aislante permanezca constante entre sí durante el proceso de llenado. En otra etapa del procedimiento se transporta el gas aislante gaseoso, calentado a una temperatura sobrecrítica a la cámara de instalación de una aparamenta eléctrica. Para la generación de la presión necesaria para este transporte es apropiado en particular un compresor. Este transporte del gas aislante hacia la cámara de instalación se realiza a este respecto exclusivamente en la fase gaseosa. Si lo hacen necesarias las condiciones ambiente, las partes del sistema de tuberías o de los agregados atravesados por el gas aislante en su recorrido se pueden proveer con una calefacción que garantice que el gas aislante no se enfríe a temperaturas subcríticas en su recorrido. Gracias al transporte del gas aislante a una temperatura por encima de la temperatura crítica de todos sus componentes se garantiza que la relación de mezcla de los componentes entre sí permanezca constante durante el transporte. De este modo se garantiza igualmente que las propiedades eléctricas del gas aislante permanezcan de forma inalterada y se garantice una función segura durante el funcionamiento en una aparamenta eléctrica.
En una configuración preferida de la propuesta está previsto que el gas aislante comprimido se refrigere en un refrigerador aguas abajo del compresor en la dirección de flujo, de manera que en el refrigerador no se condensa a ser posible ningún componente del gas aislante. En esta forma de realización de un procedimiento según la invención está previsto que el gas aislante calentado durante la compresión en el compresor se enfríe en un refrigerador situado después del compresor en la dirección de flujo. A este respecto, el refrigerador se hace funcionar de manera que debido al enfriamiento no se condense a ser posible ningún componente o componentes del gas aislante. A este respecto, el refrigerador tiene el objeto de reducir de nuevo la temperatura después de la compresión, dado que se debe realizar una condensación del gas aislante con todos sus componentes en el recipiente de acumulación situado cerca. Sin embargo, la condensación se debe realizar primeramente en el recipiente de acumulación, pero no ya en el refrigerador. Una condensación en el refrigerador conduciría al cambio ya descrito varias veces de la relación de mezcla de los componentes individuales del gas aislante entre sí. Una modificación de este tipo de la relación de mezcla del gas aislante se debe impedir por ello mediante el punto de trabajo descrito del refrigerador, tan lejos como sea posible.
De manera hábil está previsto que el gas aislante atraviese un filtro durante la aspiración de la cámara de instalación en la dirección de flujo antes del compresor o una bomba de vacío prevista en la dirección de flujo. En esta forma de realización de un procedimiento está prevista una etapa de filtro, en la que las impurezas se retiran por parte de un filtro antes de atravesar el compresor o la bomba de vacío. Esto es especialmente ventajoso dado que así se evitan los deterioros en el compresor o la bomba de vacío debidos a impurezas en el gas aislante aspirado.
De manera ventajosa está previsto que el compresor se regule por un control durante la compresión del gas aislante, de modo que todos los componentes del gas aislante permanezcan en la fase gaseosa durante el proceso de compresión. En esta forma de realización de un procedimiento se usa un control que regula el punto de trabajo del compresor de forma continua y adaptada a las condiciones ambiente, de modo que todos los componentes del gas aislante permanezcan en la fase gaseosa durante todo el proceso de compresión. A este respecto, es posible que el control recurra a distinta información para la regulación del compresor, que se pone a disposición por los sensores. El punto de trabajo del compresor se regula entonces de modo que en todo momento se garantiza que todos los componentes permanezcan en forma gaseosa durante la compresión. Una regulación de este tipo es capaz de compensar las modificaciones, por ejemplo, debidas condiciones ambiente modificadas. Así se garantiza que en todo momento se evite una licuación de uno o varios componentes del gas aislante durante la compresión. De este modo, el gas aislante se comprime en la medida requerida sin que se modifiquen sus propiedades eléctricas por la compresión.
Además, de manera favorable está previsto que el peso de la botella de gas se mida durante el calentamiento del gas aislante situado en ella con la ayuda de un dispositivo de pesaje y el valor de medición se le suministre al control. En esta forma de realización se mide el peso de la botella de gas y por consiguiente indirectamente también el peso del gas aislante contenido en ella con la ayuda de un dispositivo de pesaje. El valor medido se le suministra entonces al control y se usa aquí, por ejemplo, como información de entrada para la regulación de la calefacción de la botella. Además, el peso del gas aislante situado en la botella de gas da información sobre la cantidad del gas aislante, que todavía está a disposición para el llenado de la cámara de instalación. Así, por ejemplo, se puede reconocer si todavía se necesita o no otra botella de gas con gas aislante hasta la conclusión del llenado de la cámara de instalación.
Además, de manera favorable está previsto que antes del transporte del gas aislante calentado de forma supercrítica a la cámara de instalación, el aire se aspire de la cámara de instalación con la ayuda de una bomba de evacuación. En esta forma de realización de un procedimiento se retira el aire allí situado antes del transporte del gas aislante a la cámara de instalación. Para esta evacuación de la cámara de instalación se usa una bomba de evacuación. La retirada del aire de la cámara de instalación antes del llenado con el gas aislante sirve para lograr las propiedades aislantes lo más óptimas posibles del gas aislante en la instalación. El aire tiene de forma unívoca un comportamiento de aislamiento peor que el gas aislante multicomponente. Si el aire permaneciese en la cámara de instalación antes del llenado con gas aislante, este aire y el gas aislante se mezclarían durante el llenado. Propiedades de aislamiento eléctrico esencialmente peores de la mezcla de gases serían la consecuencia de esta dilución del gas aislante. La retirada del aire de la cámara de instalación da lugar por consiguiente a una contribución importante a la función segura de la aparamenta eléctrica después del nuevo llenado con gas aislante.
El objeto de la invención también se consigue mediante el uso de un aparato de servicio según una de las formas de realización descritas, que sirve en particular para llevar a cabo un procedimiento según una de las formas de realización descritas, en particular durante el mantenimiento de aparamentas que están llenas con un gas aislante, que se compone de varios componentes diferentes, donde estos componentes diferentes presentan propiedades físicas diferentes, como por ejemplo diferentes puntos críticos. El uso de un aparato de servicio según una de las formas de realización descritas es especialmente ventajoso en o para el mantenimiento de una aparamenta aislada por gas. Más recientemente en tales aparamentas aisladas por gas se ha impuesto el uso de gases aislantes que están compuestos por varios gases o componentes. Naturalmente, diferentes gases también presentan diferentes propiedades físicas, como por ejemplo, presiones de licuación, temperaturas de licuación o temperaturas críticas. Durante el mantenimiento de aparamentas eléctricas, que están llenas con gases aislantes multicomponentes de este tipo, se debe garantizar que las propiedades del gas aislante debido a la extracción y nuevo llenado desde o en la cámara de instalación no den como resultado modificaciones de las propiedades del gas aislante. Un aparato de servicio según una de las formas de realización descritas ha resultado ser especialmente ventajoso para un uso semejante, dado que en el caso de un uso de un aparato semejante no se producen modificaciones en las propiedades del gas aislante por el proceso de mantenimiento. Un aparato de servicio de este tipo está concebido de modo que en el curso del transporte del gas aislante multicomponente a través del aparato de servicio permanecen todos los componentes en la fase gaseosa y así no se retire parcial o totalmente ninguno de los componentes mediante licuación separada de la mezcla de gases. En el caso del uso de aparatos de servicio que están diseñados para la manipulación de gases aislantes de un componente, esta licuación de componentes individuales conduce con frecuencia a segregaciones indeseadas, lo que es especialmente crítico para la función de aparamentas cuando no se reconocen estas segregaciones. Evidentemente también es posible usar un aparato de servicio según la invención para el mantenimiento de las aparamentas que contienen un gas aislante compuesto de solo un componente. Pero en general también es apropiado el uso de un aparato de servicio según una de las formas de realización descritas para la manipulación de mezclas de gases de distinto tipo, en el que se debe asegurar una relación de mezcla constante entre los componentes individuales de la mezcla de gases más allá del proceso de manipulación.
En una configuración preferida de la propuesta está previsto que el gas aislante multicomponente, con el que están llenas las aparamentas a mantener, no contenga SF6 (hexafluoruro de azufre) y este gas aislante presente al menos un componente de soporte que se forma por N2 o CO2. Con este uso de un aparato de servicio y procedimiento, el gas aislante movido no contiene hexafluoruro de azufre. Este uso es especialmente favorable para la protección del medio ambiente, dado que el gas aislante movido fomenta el efecto invernadero en una medida especialmente menor que el hexafluoruro de azufre y por consiguiente el gas que se escapa sin querer genera esencialmente menos daños. Como sustituto del hexafluoruro de azufre está previsto al menos un componente de soporte, que se forma por N2 o CO2. Un gas aislante multicomponente semejante contiene junto al componente de soporte al menos todavía otro componente.
Además, está previsto que el gas aislante multicomponente contenga junto al componente de soporte un componente adicional, que está formado por cetona C5, HF01234ze, HF01234yf, fluoronitrilo o una combinación de estos gases. En esta forma de realización de un uso de un aparato de servicio y procedimiento, un gas aislante multicomponente contiene adicionalmente al componente de soporte todavía un componente adicional, que se forma por al menos uno de los gases aislantes de cetona C5, HF01234ze, Hf01234yf o fluoronitrilo. Evidentemente estos componentes adicionales también se pueden formar por una mezcla o combinación de los gases mencionados o contener un componente alternativo con propiedades favorables. Las relaciones de mezcla aplicables de forma práctica del componente de soporte y componente adicional están descritas más arriba.
En este contexto, se señala en particular que todas las características y propiedades descritas en relación con el aparato de servicio, pero también con los modos de proceder, se consideran transferibles según el sentido con respecto a la formulación del procedimiento según la invención o el uso según la invención y aplicables en el sentido de la invención y también reveladas. Lo mismo es válido en sentido contrario, lo que significa que solo las características mencionadas en relación con el procedimiento o el uso, es decir, las características estructurales conformes con el producto, también se pueden tener en cuenta y reivindicarse en el ámbito de las reivindicaciones para el aparato de servicio y también forman parte de la revelación. Lo análogo también es válido entre el procedimiento según la invención y el uso según la invención.
En el dibujo, la invención se muestra esquemáticamente, en particular en un ejemplo de realización. Muestran:
Fig. 1 una representación esquemática de una forma de realización de un aparato de servicio según la invención.
En la fig. 1 se puede ver una representación esquemática de una forma de realización de un aparato de servicio. En la esquina inferior derecha se sitúa la cámara de instalación 1 de la aparamenta que durante el funcionamiento de la aparamenta está llena con un gas aislante multicomponente. Los elementos restantes en la fig. 1 muestran las partes o componentes de una forma de realización de un aparato de servicio. A este respecto, este aparato de servicio puede estar conectado de forma fija y permanente con la aparamenta eléctrica y la cámara de instalación 1 o el aparato de servicio puede estar realizado como aparato móvil que se conecta con la cámara de instalación 1 solo en caso necesario o durante el mantenimiento. En cualquier caso, el aparato de servicio se conecta a través del acoplamiento 11 con la cámara de instalación 1. Este acoplamiento 11 puede estar realizado a este respecto de los más distintos tipos. Son concebibles acoplamientos rápidos que se conectan o se separan entre sí con la ayuda de elementos de desplazamiento o giro a accionar de forma sencilla. Además, son posibles conexiones de brida que se atornillan, sueldan o conectan entre sí de otra manera y se obturan. La elección de un acoplamiento apropiado 11 depende de si el aparato de servicio es un aparato instalado de forma fija o un aparato móvil. En el caso de un aparato móvil se deben preferir acoplamientos rápidos por motivos de facilidad de uso.
Para la mejor compresión de la descripción siguiente del aparato de servicio se introducen terminologías para tres recorridos diferentes del gas aislante a través del aparato de servicio. En un recorrido de extracción 50 se extrae el gas aislante de la cámara de instalación 1 y se transfiere al recipiente de acumulación 6 o la botella de gas 5 para la acumulación temporal. En el recorrido de retorno 60 se transporta el gas aislante luego al revés del recipiente de acumulación 6 o la botella de gas 5 de vuelta a la cámara de instalación 1 de la aparamenta. El recorrido de circunvalación 70 tiene la misma función y ampliamente el mismo trazado que el recorrido de extracción 50, sin embargo, se circunvala la bomba de vacío 4 en el recorrido de circunvalación 70.
El recorrido de extracción 50 comienza en el acoplamiento 11 y discurre en primer lugar hacia arriba a través del filtro 7 y la válvula 41 hacia la bomba de vacío 4. La bomba de vacío 4 sirve para aspirar el gas aislante casi sin restos de la cámara de instalación 1 mediante la generación de una fuerte depresión. Para un mantenimiento cualitativamente de gran valor de una aparamenta es importante extraer el gas aislante situado en ella de la forma más completa posible, donde el gas aislante no debería escapar a ser posible al entorno. La bomba de vacío 4 tiene, por consiguiente, por un lado, el objeto de vaciar la cámara de instalación 1 a ser posible sin residuos, por otro lado, la bomba de vacío 4 tiene el objeto de poner a disposición en su lado de salida una presión de trabajo apropiada que posibilite un transporte posterior del gas aislante hacia el compresor 3. Entre la cámara de instalación 1 y bomba de vacío 4 se sitúa un primer filtro 7. El gas aislante se modifica químicamente durante el funcionamiento de la aparamenta debido a diversos procesos y a este respecto se contamina. A estos procesos, que conducen a modificaciones del gas aislante, pertenecen, por ejemplo, los arcos voltaicos que se originan brevemente en los procesos de conmutación. Estos arcos voltaicos actúan de forma térmica y eléctrica sobre el gas aislante y pueden generar parcialmente productos de descomposición tóxicos. Por tanto, el gas aislante se filtra varias veces durante el mantenimiento de la aparamenta, por lo que se retiran las modificaciones y productos de descomposición del gas aislante. El filtro 7 representa una primera etapa de filtrado para la purificación del gas aislante antes de la entrada en la bomba de vacío 4. En el recorrido de extracción 50, el gas aislante abandona la bomba de vacío 4 en el lado izquierdo y llega como siguiente al compresor 3. Allí se comprime el gas aislante luego para posibilitar un almacenamiento ahorrando espacio durante el mantenimiento de la aparamenta. Según se ha descrito más arriba, los gases aislantes modernos, cuyo efecto invernadero es esencialmente menor que el SF6 establecido desde hace tiempo en la tierra, están constituidos de varios componentes. En una estructura de este tipo de varios componentes existe el peligro de que en primer lugar uno de los componentes pase de la fase gaseosa a la fase líquida con presión creciente en el compresor, mientras que los componentes restantes del gas aislante todavía permanecen en la fase gaseosa. Una transición de este tipo, que se realiza temporalmente o también espacialmente de forma decalada entre sí, de los componentes individuales a la fase líquida conduciría a una modificación de la relación de mezcla de los componentes individuales entre sí. Los componentes que se licúan en primer lugar se perderían casi de las mezclas de gases y permanecerían en el compresor, mientras que los componentes restantes se transportarían en forma gaseosa más allá en el recorrido de extracción 50. Para la solución de este problema, el compresor 3 se hace funcionar de manera de que se produzca un aumento de presión del gas aislante solo en tanto que todos los componentes se encuentren todavía en estado gaseoso al abandonar del compresor 3. La presión de partida del compresor 3 está ajustada por ello de modo que se sitúa por debajo de la presión de licuación de aquel componente que presenta la presión de licuación más baja de todos los componentes. El gas aislante abandona el compresor 3 por ello completamente en forma gaseosa y entra como siguiente en el refrigerador 32.
En el refrigerador 32 se enfría de nuevo el gas aislante calentado en el compresor 3 durante el proceso de compresión. El refrigerador 32 se hace funcionar a este respecto de modo que todos los componentes del gas aislante todavía se encuentran en el estado gaseoso en la salida del refrigerador 32. Sin embargo, debido al proceso de refrigeración se lleva la mezcla de gases cerca del punto de licuación, a saber, una combinación de la temperatura crítica y la presión crítica. En el trazado posterior del recorrido de extracción 50, el gas aislante pasa la válvula 31 y el filtro de aire seco 12 y el filtro de partículas 13. Después del paso de la válvula 62 dispuesta después del filtro de partículas 13, el gas aislante llega finalmente a través del acoplamiento de conexión 63 al recipiente de acumulación 6. Alternativamente, el gas aislante se puede conducir a través de un acoplamiento de botella 51 a una botella de gas 5. Las temperaturas y presiones en el recorrido de extracción 50 están ajustadas y reguladas de modo que se produce una licuación del gas aislante primeramente en el recipiente de acumulación 6 o la botella de gas 5. La licuación en el recipiente de acumulación 6 o de la botella de gas 5 se realiza entonces mediante una temperatura reducida de nuevo ligeramente allí en comparación a la tubería del recorrido de extracción. Un almacenamiento o un almacenamiento temporal del gas aislante multicomponente en forma líquida ofrece un enorme ahorro de espacio respecto al almacenamiento en el estado gaseoso.
El transporte del gas aislante en estado gaseoso en el recorrido de extracción 50 y una licuación siguiente del gas aislante multicomponente en el recipiente de acumulación 6 o una botella de gas 5 ofrece una seguridad muy grande contra una modificación indeseada de la relación de mezcla de los componentes individuales del gas aislante en el caso del almacenamiento simultáneo, ahorrando espacio, en el estado líquido. El control 8 tiene el objeto de regular los componentes o agregados individuales del aparato de servicio, de modo que el gas aislante presente el estado deseado en todas las partes de la instalación. Con el control 8 están conectados varios sensores que están representados en la fig. 1 a través de las flechas que indican en la dirección del control 8. Además, el control 8 presenta varias magnitudes de ajuste, que están representadas como flechas que señalan en la dirección de los componentes correspondientes a ajustar. En el recorrido de extracción 50 está previsto un sensor de estado 33 después del refrigerador 32 y está conectado con el control 8 a través de la línea de sensor 85. Este sensor de estado 33 determina la presión y/o temperatura y/o estado de agregación del gas aislante tras abandonar el refrigerador 32. El control 8 usa entonces la información del sensor adicional 33 para la regulación del compresor 3 y del refrigerador 32. Para ello el control 8 está conectado con los agregados a través de las líneas de ajuste 81 o 86. Aquí también sería posible prever otros sensores de estado en el recorrido de extracción 50. Así, por ejemplo, entre el compresor 3 y el refrigerador 32 se podría colocar otro sensor adicional, para poder analizar el gas aislante al abandonar el compresor 3. Otro sensor de estado 64 está previsto en el recorrido de extracción, que determina el estado del gas aislante en su recorrido del refrigerador 32 al recipiente de acumulación 6 tras el paso de la válvula 31, del filtro seco 12 del filtro de partículas 13 y de la válvula 62. La información, que proporciona el sensor de estado 64, afluye igualmente a la regulación de compresor 3 y refrigerador 32 que se realiza por el control 8.
El control también está conectado con las válvulas del aparato de servicio, por ejemplo, las válvulas 31 y 62. A este respecto, el control puede reconocer en qué estado se encuentran las válvulas, en particular si están abiertas o cerradas, y también puede cambiar el estado de las válvulas. Por motivos de visibilidad, en la fig. 1 no están representadas las líneas de sensor y ajuste entre el control 8 y las válvulas.
Después de llevar a cabo los trabajos de mantenimiento en la aparamenta o en la cámara de instalación 1, el gas aislante se transporta de nuevo a la cámara de instalación 1 con la ayuda del aparato de servicio. En este transporte de vuelta, el gas aislante se convierte de su estado de acumulación líquido de nuevo de vuelta al estado de funcionamiento líquido para el uso en la aparamenta. Durante esta conversión y en el transporte a través del aparato de servicio también es especialmente importante que no se modifique la relación de mezcla de los componentes individuales del gas aislante entre sí. Al comienzo del retorno del gas aislante a la cámara de instalación 1 se calientan las mezclas de gases en el recipiente de acumulación 6 o una botella de gas 5 a una temperatura que se sitúa por encima de la temperatura de evaporación de todos los componentes del gas aislante. El gas aislante se transfiere de vuelta al estado gaseoso en el recipiente de acumulación 6 o la botella de gas 5. Para el aumento de la temperatura están previstos el aparato calefactor de acumulación 61 y/o el aparato calefactor de botella 52. Estos aparatos calefactores se regulan por el control 8 a través de líneas de ajuste 82 y 83. Adicionalmente están previstos sensores y líneas de sensor para la determinación de la temperatura actual, que no están representados en la fig. 1 por motivos de visibilidad. Para la determinación del peso actual de la botella de gas 5, y por consiguiente indirectamente para la determinación del peso del gas aislante situado en la botella de gas 5, está prevista la unidad de pesaje 53. Esta unidad de pesaje 53 está conectada con el control 8 a través de la línea de sensor 87. El control 8 usa la información determinada por el dispositivo de pesaje 53 para la regulación del aparato calefactor de botella 52.
El gas aislante se guía durante el retorno a la cámara de instalación 1 en el recorrido de retorno 60 a través del aparato de servicio. Antes del retorno del gas aislante se cierran las válvulas 62, 71, 41 y 21 para abrir el recorrido de retorno 60 y delimitarlo respecto a otros recorridos. El gas aislante pasa entonces en primer lugar un reductor de presión y la válvula abierta 65. El recorrido de retorno 60 está simbolizado en la fig. 1 a través de flechas. El compresor 3 se usa en el recorrido de retorno 60 para la generación de la presión necesaria incentivada para el transporte del gas aislante de vuelta a la cámara de instalación 1. El gas aislante se guía después del paso de la válvula 65 a través de un reductor de presión y se aspira por el compresor 3. Tras abandonar el compresor 3, el gas aislante pasa el refrigerador 32, pero donde no se refrigera en este caso. El gas aislante se guía entonces de nuevo a través de la válvula 31 y a través de los dos filtros 12 y 13. A continuación, el gas aislante pasa la válvula abierta 66 y otro reductor de presión. En el recorrido de retorno 60 está previsto el aparato calefactor de línea 90. Este aparato calefactor de líneas 90 se usa cuando el gas aislante se enfría en el recorrido de retorno 60 hasta que se licúan los componentes individuales del gas. Esta licuación de componentes individuales conduciría, según se ha descrito ya, a un cambio de la relación de mezcla del gas aislante en la cámara de instalación 1. El peligro de una licuación posible de componentes individuales se combate mediante un calentamiento posterior del gas aislante en el recorrido de retorno con la ayuda del aparato calefactor de línea 90. El aparato calefactor de línea 90 se regula por el control 8 a través de la línea de ajuste 88. La información necesaria para esta regulación se pone a disposición del control 8 por sensores, como por ejemplo, el sensor de estado 33. Para la regulación del aparato calefactor de línea 90 también se pueden prever otros sensores, que no están representados en la fig. 1. Además, es posible prever otros aparatos calefactores de línea 90 en el recorrido de retorno 60. Al final del recorrido de retorno 60 se guía el gas aislante a través del acoplamiento 11 de vuelta a la cámara de instalación 1. Es posible prever en el recorrido de retorno del aparato de servicio varias conexiones o acoplamientos para la conexión con las cámaras de instalación de aparamentas, como por ejemplo, el acoplamiento supletorio 14. En la fig. 2 está previsto por ello junto al acoplamiento 11 usado otro acoplamiento 51, con el que sin embargo en el caso representado no está conectada precisamente ninguna aparamenta.
El recorrido de circunvalación 70 sirve para la circunvalación de la bomba de vacío 4 durante la extracción del gas aislante de la cámara de instalación 1. Este recorrido de circunvalación 70 desemboca después de la circunvalación de la bomba de vacío 4 en el recorrido de extracción 50 ya descrito. Al usar un recorrido de circunvalación 70, el transporte del gas aislante de la cámara de instalación 1 hacia el recipiente de acumulación 6 o la botella de gas 5 solo se realiza con la ayuda del compresor 3. En este caso no se usan otros agregados para el establecimiento de una presión necesaria para el uso del gas multicomponente. Cuando se debe usar el recorrido de circunvalación 70, la válvula 41 se cierra y la válvula 71 se abre.
La bomba de evacuación 2 está representada en la fig. 1 en la zona superior derecha. Esta bomba de evacuación 2 sirve para retirar el aire de la cámara de instalación 1 antes del llenado con el gas aislante. Para ello, las válvulas 41 y 71 se cierran y la válvula 21 se abre. La bomba de evacuación 2 aspira entonces el aire de la cámara de instalación 1 y lo entrega al entorno. La retirada del aire desde la cámara de instalación 1 sirve igualmente para la conservación de una relación de mezcla constante de los componentes individuales del gas aislante entre sí. Si permaneciese una cantidad significativa de aire en la cámara de instalación antes del llenado, se diluiría el gas aislante por este aire, lo que de nuevo conduciría a una modificación indeseada de las propiedades de las mezclas de gases.
En las figuras, los elementos idénticos o correspondientes entre sí están designados con las mismas referencias y, por lo tanto, no se describen de nuevo a menos que sea apropiado. Las revelaciones contenidas en la descripción completa se pueden transferir según el sentido a partes iguales con las mismas referencias o mismas designaciones de componentes. Los datos de posición seleccionados en la descripción, p. ej., arriba, abajo, lado, etc., también están relacionados con la figura directamente descrita y representada y deben transferirse a la nueva posición en caso de cambio de posición. Además, las características individuales o combinaciones de características de los diferentes ejemplos de realización mostrados y descritos pueden representar en sí soluciones independientes, inventivas o según la invención.
Además, se debe observar que las configuraciones y variantes de la invención descritas en las distintas formas de realización y mostradas en las figuras se pueden combinar entre sí a voluntad. A este respecto, se pueden intercambiar entre sí a voluntad características individuales o varias características. Estas combinaciones de características se dan a conocer asimismo.
Las relaciones expuestas en las reivindicaciones dependientes indican la configuración adicional del objeto de la reivindicación principal mediante las características de la respectiva reivindicación dependiente. No obstante, estas no se deben entender como una renuncia de una protección independiente, mutua para las características de las reivindicaciones referidas.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Aparato de servicio para un gas aislante multicomponente, para el uso en el mantenimiento de aparamentas eléctricas con una cámara de instalación, que comprende
- un compresor (3) con refrigerador (32) aguas abajo,
- un recipiente de acumulación (6),
- donde el aparato de servicio está conectado con una cámara de instalación (1), donde el compresor (3) comprime el gas aislante durante la extracción de la cámara de instalación (1), donde todos los componentes del gas aislante permanecen en el estado gaseoso en el compresor (3), donde está previsto un aparato calefactor de línea (90) que calienta al menos parcialmente una tubería entre el recipiente de acumulación (6) y la cámara de instalación (1) y/o elementos en la tubería, como por ejemplo, carcasas de filtro o similares, caracterizado porque el refrigerador (32) está regulado por un control (8), de modo que todos los componentes del gas aislante todavía se encuentran en la fase gaseosa al abandonar el refrigerador y porque una condensación del gas aislante se realiza en el recipiente de acumulación (6) o en el sistema de líneas entre refrigerador y recipiente de acumulación (6), donde el sistema de líneas está concebido en este punto de modo que componentes licuados también llegan en forma líquida al recipiente de acumulación (6), donde luego se realiza una nueva mezcla con los componentes restantes que se condensan allí y está previsto un aparato calefactor de acumulación (61) para el recipiente de acumulación (6), donde el aparato calefactor de acumulación (61) sirve para calentar el gas aislante en el recipiente de acumulación (6) a una temperatura por encima de la temperatura crítica de todos los componentes y el aparato calefactor de acumulación (61) calienta el gas aislante a un temperatura por encima de la temperatura crítica de todos los componentes del gas aislante durante el llenado de la cámara de instalación (1).
2. Aparato de servicio según la reivindicación 1, caracterizado porque el control (8) regula el punto de trabajo del compresor (3) y/o refrigerador (32) en función de al menos un parámetro actual, medido por un sensor, del gas aislante.
3. Aparato de servicio según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el control (8) regula el punto de trabajo del aparato calefactor de acumulación (61) en función de al menos un parámetro actual, medido por un sensor, del gas aislante y/o el recipiente de acumulación (6) está configurado como botella de gas intercambiable (5) o el recipiente de acumulación (6) está dispuesto de forma fija en el aparato de servicio.
4. Aparato de servicio según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque está prevista una bomba de evacuación (2), que sirve para la evacuación de la cámara de instalación (1) y/o está prevista una bomba de vacío (4), en particular de funcionamiento en seco, sin aceite, que está dispuesta antes del compresor (3) en la dirección de circulación del gas aislante.
5. Aparato de servicio según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque está previsto un filtro (7), que está dispuesto antes de la bomba de vacío (4) en la dirección de circulación del gas aislante y/o está(n) previsto(s) un filtro de secado (12) y/o un filtro de partículas (13), donde este/estos filtro(s) está(n) dispuesto(s) después del compresor (3) en la dirección de circulación.
6. Aparato de servicio según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque está previsto un dispositivo de pesaje (53), que determina el peso actual de la botella de gas (5) y/o el refrigerador (32) está integrado con el compresor (3), en particular está realizado en un armazón o carcasa común, o el refrigerador (32) está separado del compresor (3), en particular está previsto cerca del recipiente de acumulación (6).
7. Aparato de servicio según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el gas aislante está configurado como gas aislante que presenta o se compone de un componente de soporte y al menos un componente adicional seleccionado del grupo que se compone de cetona C5, HFO1234ze, HFO1234yf, fluoronitrilo o una combinación de ellos.
8. Procedimiento para la manipulación de un gas aislante multicomponente durante el mantenimiento de aparamentas eléctricas, caracterizado por la sucesión de etapas siguientes:
- extracción del gas aislante de la cámara de instalación (1),
- compresión del gas aislante en un compresor (3), donde el compresor (3) se hace funcionar de modo que todos los componentes permanecen en la fase gaseosa dentro del compresor (3),
- transporte del gas aislante comprimido en la fase gaseosa a un recipiente de acumulación (6), donde el gas aislante se condensa primeramente en el recipiente de acumulación (6) o en el último tramo de una tubería antes del recipiente de acumulación (6), donde el sistema de tuberías antes del recipiente de acumulación (6) está concebido de modo que partes o componentes licuados en él del gas aislante se guían igualmente al recipiente de acumulación (6) y se mezclan allí luego de nuevo con las partes o componentes restantes, igualmente licuados, - acumulación del gas aislante líquido en el recipiente de acumulación (6),
- calentamiento del gas aislante en el recipiente de acumulación (6) a una temperatura por encima de la temperatura crítica de todos los componentes del gas aislante antes del llenado de la cámara de instalación (1), - y transporte del gas aislante gaseoso, calentado a una temperatura supercrítica, en particular mediante el compresor (3) a la cámara de instalación (1).
9. Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado porque el gas aislante comprimido se refrigera en un refrigerador (32) aguas abajo del compresor en la dirección de flujo, de manera que en el refrigerador (32) no condensa a ser posible ningún componente del gas aislante.
10. Procedimiento según la reivindicación 8 o 9, caracterizado porque antes del transporte del gas aislante calentado de forma supercrítica a la cámara de instalación (1), el aire se aspira desde la cámara de instalación (1) con la ayuda de una bomba de evacuación (2).
11. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizado porque el compresor (3) se regula por un control (8) durante la compresión del gas aislante, de modo que todos los componentes del gas aislante permanecen en la fase gaseosa durante el proceso de compresión.
12. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 11, caracterizado porque el peso de la botella de gas (5) se mide durante el calentamiento del gas aislante situado en ella con la ayuda de un dispositivo de pesaje y el valor de medición se le suministra al control (8).
13. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 12, caracterizado porque el gas aislante está configurado como gas aislante que presenta o se compone de un componente de soporte y al menos un componente adicional seleccionado del grupo que se compone de cetona C5, HFO1234ze, HFO1234yf, fluoronitrilo o una combinación de ellos.
14. Uso de un aparato de servicio según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, que sirve en particular para llevar a cabo un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 13, durante el mantenimiento de aparamentas que están llenas con un gas aislante que se compone de varios componentes diferentes, donde estos componentes diferentes presentan diferentes propiedades físicas, como por ejemplo, diferentes puntos críticos.
15. Uso de un aparato de servicio según la reivindicación 14, caracterizado porque el gas aislante multicomponente, con el que están llenas las aparamentas a mantener, no contiene SF6 hexafluoruro de azufre y este gas aislante presenta al menos un componente de soporte que se forma por N2 o CO2.
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