AT392849B - Vorrichtung zum anzeigen einer anliegenden spannung, vorzugsweise stromwandler - Google Patents

Description

AT 392 849 B

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Anzeigen einer anliegenden Spannung, vorzugsweise einen Stromwandler, mit einem Primärleiter für die anzuzeigende Spannung, einem Sekundärleiter und einem kapazitiven Teiler in einem aus Isolierstoff bestehenden oder mit Isolierstoff gefüllten Gehäuse.

Stromwandler für den Niederspannungsbereich, den Mittelspannungsbereich und den Hochspannungsbereich sind in verschiedenen Ausführungen bekannt. Als Beispiele seien Lochscheibenstromwandler, Wickelstromwandler, Aufsteckstromwandler für verschiedene Schienenabmessungen, Klappstromwandler, Kabelumbaustromwandler, Zwischenstromwandler, Summenstromwandler, Stromwandler in Stützerbauweise, Durchführungs-Wickelstromwandler, Durchführungs-Stabstromwandler, oder Duichführungs-Schienenstromwandler genannt

Bei Stromwandlem mit Gießharzisolation und eingegossenem kapazitivem Teiler ist es bekannt, die an der Schaltverteilertafel oder an der Schaltschranktüre eingebaute Kontrolleuchte mittels elektrischer Kabel über eine aufwendige elektronische Verstärkerschaltung, die mit einer externen Hilfsspannung zu betreiben ist mit der, mit dem kapazitiven Teiler verbundenen Klemme des Stromwandlers elektrisch zu verbinden.

Ein Nachteil einer solchen Anzeigevorrichtung für die an einer Sammelschiene anliegende Spannung besteht darin, daß bei Ausfall der externen Versorgungsspannung bzw. Hilfsspannung keine Spannung mehr angezeigt wird und daher keine Aussage über den Spannungszustand an der Sammelschiene getroffen werden kann. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß bei einem Hochspannungsdurchschlag vom Primärleiter zum kapazitiven Teiler hin die Hochspannung, wenn auch abgeschwächt, über die zur Schaltverteilertafel bzw. zur Schaltschranktür bestehende elektrische Verbindung an der Schaltverteilertafel bzw. an der Schaltschranktür anliegt und eine Gefährdung für das Bedienungspersonal darstellt.

Aufgabe der Erfindung ist es, obige Nachteile zu beseitigen und eine Anzeigevorrichtung für eine anliegende Spannung anzugeben, die unabhängig von der Bauart eines Meß- oder Stromwandlers eine gefahrlose Anzeige auch über größere Strecken hinweg erlaubt

Dies wird ausgehend von einer Vorrichtung zum Anzeigen einer anliegenden Spannung, vorzugsweise einen Stromwandler, mit einem, z. B. als Stab, Sammelschiene, Wicklung od. dgl. ausgebildeten Primärleiter, einer Sekundärwicklung mit einem oder mehreren Eisenkernen, einem, vorzugsweise mit einem Überspannungsableiter verbundenen, kapazitiven Teil»* und einem, aus Isolierstoff bestehenden oder mit Isolierstoff gefüllten Gehäuse zur Aufnahme von Primärleiter, Sekundärwicklung und kapazitivem Teiler erfindungsgemäß dadurch erreicht daß zum optischen Anzeigen einer anliegenden Spannung eine, in einer Ausnehmung des Gehäuses angeordnete, mit dem kapazitiven Teiler über einen elektronischen Schaltkreis verbundene Glimmlampe mit zumindest einem, zu einem vom Gehäuse getrennten Anzeigeelement führenden Lichtleiter optisch gekoppelt ist

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird ein Verschleppen der Spannung in der Schaltanlage unterbunden, da die am Primärleiter anliegende Spannung auch bei einem Spannungsdurchschlag zum kapazitiven Teiler hin nur bis zur Glimmlampe elektrisch weitergeleitet werden kann. Dies ist besonders bei Hochspannungsanlagen von Vorteil, wo die Erfindung verhindert, daß Hochspannung bei einem Spannungsdurchschlag im Stromwandler über die Anzeigevorrichtung aus dem Schutz- bzw. Gefahrenbereich des Stromwandlers hinausgelangen kann. Darüberhinaus wird zum Anzeigen der am Primärleiter anliegenden Spannung keine externe Hilfsspannung benötigt, da eine Glimmlampe mit entsprechend kleinem Betriebsstrom verwendet wird.

Die Übertragung des Lichtes der Glimmlampe kann über einen oder mehrere Lichtleiter erfolgen. Soll eine Anzeige der anliegenden Spannung an mehreren Stellen einer Schaltanlage erfolgen, so können dafür mehrere, auch unterschiedlich lange Lichtleiter verwendet werden, ohne daß dadurch zusätzliche Gefahrenpunkte für einen Spannungsdurchschlag entstehen würden oder eine zusätzliche Verstärkungsschaltung oder dergl. erforderlich wären.

Um den von der Glimmlampe ausgesendeten Lichtstrom besser nützen zu können, kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß die Glimmlampe über eine optische Sammellinse mit dem Lichtleiter gekoppelt ist

Ein weiteres Merkmal der Erfindung sieht vor, daß ein, über die Glimmlampe überstülpbarer, in die der Glimmlampe zugeordnete Ausnehmung ersetzbarer Einsatz vorgesehen ist, der an seinem von der Glimmlampe abgewandten Ende eine Steckverbindung für den Lichtleiter trägt und einen optischen Tubus zum Bündeln des Lichtes der Glimmlampe besitzt. Durch diese Ausbildung wird neben der Bündelung des Lichtes auch ein leichtes Auswechseln der Glimmlampe sowie eine optisch genaue Montage des Lichtleiters ermöglicht

Ein weiteres Merkmal der Erfindung sieht vor, daß der Lichtleiter in dem vom Gehäuse getrennten Anzeigeelement in einer Vertiefung der Stirnfläche des Anzeigeelementes endet Mit dieser versenkten Anordnung des Lichtleiterendes wird sichergestellt, daß die erleuchtete Stirnseite des Lichtleiterendes auch bei schräg auf das Anzeigeelement auftreffendem Fremdlicht gut sichtbar ist.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß zum Prüfen der Funktionsfähigkeit ohne einer, am Primärleiter anliegenden Spannung eine am Gehäuse außen angebrachte, mit der Glimmlampe elektrisch verbundene Prüfklemme vorgesehen ist Durch diese Ausbildung kann die Funktion der Anzeigevorrichtung bei äbgeschalteter Spannung im Primärleiter jederzeit durch Anlegen einer Prüfspannung an der Prüfklemme kontrolliert werden.

Bei einer kompakten Bauweise der elektronischen Schaltung einerseits und der Glimmlampe samt Lichtleiteranschluß anderseits können diese Bauteile innerhalb der üblichen Abmessungen der Isolierkörper von Stromwandlem untergebracht werden, sodaß mit der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung ausgerüstete -2-

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Stromwandler sich in ihren äußeren Abmessungen und Gehäuseformen nicht von üblichen Stromwandlem unterscheiden, gleichgültig ob es sich dabei um Wickelstromwandler, Aufsteckstromwandler für verschiedene Schienenabmessungen, Stromwandler in Stützerbauweise, Durchführungs-Wickelstromwandler, Durchführungs-Stabstromwandler, oder Durchführungs-Schienenstromwandler handelt

Der Anschluß des Lichtleiters am jeweiligen Wandlergehäuse kann im Bereich der üblichen Sekundärklemmen vorgesehen sein, sodaß sich z. B. ein erfindungsgemäß ausgebildeter Hochspannungs-Stromwandler mit Gießharzisolation in seiner äußeren Erscheinung vom bisher üblichen Hochspannungs-Stromwandler nicht bzw. nur durch den Lichtleiteranschluß unterscheidet

Nachstehend wird die Erfindung an Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen näher erläutert. In den Dehnungen zeigen Fig. 1 eine erste Ausführungsform der Erfindung als Hochspannungs-Stromwandler in Stützerbauweise und Fig. 2 eine zweite Auführungsform der Erfindung als Durchführungs-Stabstromwandler.

Fig. 1 zeigt einen Hochspannungsstromwandler mit elektro-optischer Spannungsanzeige im Schnitt. Das Gehäuse (1) des Stromwandlers besteht aus Gießharz, in dem als Primärleiter (2) eine mit Anschlußschraubklemmen (3) versehene Primärwicklung (4) ferner eine, mit einem Eisenkern (5) versehene Sekundärwicklung (6) sowie ein kapazitiver Teiler (7) eingegossen sind. Das Gehäuse (1) ist auf einer Montageplatte (8) befestigt und besitzt an seiner, auf dieser aufsitzenden Unterseite (9) eine Ausnehmung (10) zur Aufnahme einer elektronischen Schaltung (11) sowie eine Ausnehmung (12) zur Aufnahme einer Glimmlampe (13) und eines, über diese überstülpbaren Einsatzes (14). Oberhalb des Einsatzes (14) ist eine Prüfklemme (15) in das Gehäuse (1) eingegossen.

Der kapazitive Teiler (7) ist über eine elektrische Leitung (16) mit der elektronischen Schaltung (11) und mit einem Überspannungsableiter (17) verbunden. Von der elektronischen Schaltung (11) führt eine elektrische Leitung (18) zur Glimmlampe (13) und zur Prüfklemme (15).

In dem, über die mit einer Sammellinse (19) versehene Glimmlampe (13) stülpbaren Einsatz (14) ist ein optischer, innen verspiegelter Tubus (20) unmittelbar vor der Glimmlampe (13) angeordnet. Der Tubus (20) und die Sammellinse (19) bündeln das Licht der Glimmlampe (13) auf dem einen Ende (21) eines optischen Lichtleiters (22), der mittels eines Lichtleitersteckers (23), der die optisch genaue Lage des Lichtleiterendes (21) sicherstellt, am stimseitigen Ende des Einsatzes (14) befestigt ist. Der Lichtleiter (22) führt zu einer Anzeigetafel (24), in der ein Anzeigeelement (25) angebracht ist, in welchem der Lichtleiter (22) mit seinem anderen Ende (26) endet. Dieses Lichtleiterende (26) endet in einer Vertiefung (27) der Stirnfläche (28) des Anzeigeelementes (25).

Eine Hochspannung, die an einer, an den Klemmen (3) befestigten Sammelschiene (nicht dargestellt) anliegt, wird durch den, im Stromwandler befindlichen kapazitiven Teiler (7) in eine ungefährliche Größe von ca. 120 V eff. umgeformt. Durch den nachgeschalteten elektronischöl Schaltkreis (11) wird diese Spannung in eine Gleichspannung umgeformt, welche von der Glimmlampe (13) in ein Lichtsignal umgewandelt wird. Ab einer anliegenden Hochspannung von 3 kV eff. gibt die Glimmlampe (13) Lichtimpulse ab, wodurch auf eine zu kleine Netzspannung besonders hingewiesen wird. Steigt die Spannung über 5 kV eff. bis U Nenn (10 kV bei Reihe 10), so brennt die Glimmlampe (13) dauernd.

Durch eine eingebaute Schutzschaltung kann der Stromwandler auch mit der Prüfspannung z. B. 35 kV 1 Min. für Reihe 10 (VDE) geprüft werden. Die Schaltung kann für alle gängigen Reihenspannungen ausgelegt werden. Durch den optischen Tubus (20) wird der Lichtstrom der Glimmlampe (13) so stark gebündelt, daß der Licht-Übergang von der Glimmlampe (13) zum Lichtleiter (22) ohne große Verluste erfolgt. Der Lichtleiter (22) ist durch den Stecker (23) mit dem Stromwandler zur besseren bzw. leichteren Montage verbunden. Die einwandfreie Übertragungslänge des Lichtleiters (22) ist ca. 10 m.

Die Funktion der Spannungsanzeige kann bei abgeschalteter Hochspannung durch Anlegen einer Wechselspannung von 80 V eff. an die Prüfklemme (15) überprüft werden. Durch diese zusätzliche Spannungsanzeige wird die Klassengenauigkeit der Meß- bzw. Schutzsysteme des Hochspannungs-Stromwandlers nicht beeinflußt.

In Fig. 2 ist ein, als Durchführung z. B. durch eine Mauer, ausgebildeter Durchführungs-Stabstromwandler im Schnitt dargestellt. Dieser Stromwandler besitzt ein, in eine Durchtrittsöffnung (30) einer Mauer (31) eingesetztes Gehäuse (32) aus Gießharz, in welchem ein Primärstäb (33) eingegossen ist, an dessen beiden, aus dem Gehäuse (32) herausragenden Enden jeweils eine Anschlußschraubklemme (34,35) vorgesehen sind. Im Gehäuse (32) sind weiters ein, den Primärstab (33) konzentrisch umgebender, kapazitiver Teiler (36) sowie ein Bandringkem (37) mit aufgebrachter Sekundärwicklung (38) eingegossen.

Das Gehäuse (32) besitzt einen, an einer Stirnfläche der Mauer (31) anliegenden Flansch (39) auf dem der Sekundärklemmenkasten (40) angeordnet ist, in dem eine, mit dem kapazitiven Teiler (36) elektrisch verbundene Prüfklemme (41) vorgesehen ist. In diesem Flansch (39) ist eine Ausnehmung (42) vorgesehen, in der eine, mit dem kapazitiven Teiler (36) über eine Leitung (43) elektrisch verbundene, elektronische Schaltung (44) eingesetzt ist, die über eine elektrische Leitung (45) mit einer Glimmlampe (46) verbunden ist.

Die Glimmlampe (46) besitzt eine Sammellinie (47) und ragt in eine Ausnehmung (48) des Flansches (39), in der ein über die Glimmlampe (46) überstülpbarer Einsatz (49) eingesetzt ist, der in seinem Inneren einen hohlen, innen verspiegelten, optischen Tubus (50) aufweist, in den das Ende (51) eines Lichtleiters (52) ragt. Der Lichtleiter (52) führt zu einem, in einer Anzeigetafel (53) eingesetzten Anzeigeelement (54), in -3-

Claims (5)

1. AT 392 849 B dessen stimseitiger, trichterförmiger Vertiefung (55) das andere Ende (56) des Lichtleiters (52) sitzt. Das in den optischen Tubus (50) ragende Lichtleiterende (51) ist am Einsatz (49) mit Hilfe eines Lichtleitersteckers (57) befestigt, welcher die genaue Lageanordnung des Lichtleiterendes (51) im Tubus (50) sicherstellt. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist der kapazitive Teiler (36) mit einem Überspannungsableiter (58) elektrisch verbunden. Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern es sind verschiedene Änderungen und Modifikationen der erfindungsgemäßen Vorrichtung möglich. So kann beispielsweise ein kombinierter Strom- und Spannungswandler erfindungsgemäß ausgebildet sein. Weiters können Glimmlampen mit oder ohne integrierter Sammellinse verwendet werden. Das der Glimmlampe zugewandte Lichtleiterende kann einen, dem Außendurchmesser der Glimmlampe (ohne Sammellinse) entsprechenden Außendurchmesser aufweisen und ohne optischen Tubus mit der Glimmlampe in den Gießharzgehäusekörper eingegossen sein, sodaß kein Lichtleiterstecker erforderlich ist Die Glimmlampe und der über diese überstiilpbare Einsatz können zu einem Bauteil miteinander verklebt und/oder in den Gießharzgehäusekörper eingegossen oder eingeklebt sein. PATENTANSPRÜCHE 1. Vorrichtung zum Anzeigen einer anliegenden Spannung, vorzugsweise Stromwandler, mit einem, z. B. als Stab, Sammelschiene, Wicklung od. dgl. ausgebildeten Primärleiter, einer Sekundärwicklung mit einem oder mehreren Eisenkernen, einem, vorzugsweise mit einem Überspannungsableiter verbundenen, kapazitiven Teiler und einem, aus Isolierstoff bestehenden oder mit Isolierstoff gefüllten Gehäuse zur Aufnahme von Primärleiter, Sekundärwicklung und kapazitivem Teiler, dadurch gekennzeichnet, daß zum optischen Anzeigen einer anliegenden Spannung eine, in einer Ausnehmung (10,12, 42, 48) des Gehäuses (1,32) angeordnete, mit dem kapazitiven Teiler (7,36) über einen elektronischen Schaltkreis (11,44) verbundene Glimmlampe (13, 46) mit zumindest einem, zu einem vom Gehäuse (1, 32) getrennten Anzeigeelement (25, 54) führenden Lichtleiter (22, 52) optisch gekoppelt ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Glimmlampe (13, 46) über eine optische Sammellinse (19, 47) mit dem Lichtleiter (22, 52) gekoppelt ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein, über die Glimmlampe (13, 46) überstülpbarer, in die der Glimmlampe (13, 46) zugeordnete Ausnehmung (12, 48) ersetzbarer Einsatz (14, 49) vorgesehen ist, der an seinem von der Glimmlampe (13, 46) abgewandten Ende eine Steckverbindung (23, 57) für den Lichtleiter (22, 52) trägt und einen optischen Tubus (20, 50) zum Bündeln des Lichtes der Glimmlampe (13, 46) besitzt.
4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtleiter (22,52) in dem vom Gehäuse (1, 32) getrennten Anzeigeelement (25, 54) in einer Vertiefung (27, 55) der Stirnfläche (28) des Anzeigeelementes (25, 54) endet.
5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Prüfen der Funktionsfähigkeit, ohne einer am Primärleiter (2, 33) anliegenden Spannung, eine am Gehäuse (1, 32) außen angebrachte, mit der Glimmlampe (13,46) elektrisch verbundene Prüfklemme (15,41) vorgesehen ist. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen -4-