CN112924837A - 用于电压检查和部分放电检测的电路组件 - Google Patents
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Abstract
在单相或多相的中压或高压设备中进行电压检查和部分放电检测的电路组件，具有导体信号输入端，其设置用于耦合到电容耦合电极处，电容耦合电极耦合到单相或多相的中压设备或高压设备的各一个导体处；在输入侧耦合到电压组件的配属的导体信号输入端处的各一个电压检查单元，电压检查单元用于进行与配属的导体有关的、基于阈值的电压状态检测；部分放电探测器单元，部分放电探测器单元设置用于进行与配属的导体有关的部分放电识别，部分放电探测器单元包括在输入侧耦合到电路组件的配属的导体信号输入端处的部分放电探测器电路和在输入侧耦合到所述部分放电探测器电路的信号输出端处的部分放电显示电路，和用于所述部分放电探测器单元的能量供应部。
Description
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1前序部分的用于在单相的或者多相的中压设备或者高压设备中进行电压检查和部分放电检测的电路组件。
背景技术
单相的或者多相的中压设备或者高压设备、尤其是呈所谓的中压配电设备或者高压配电设备形式的中压设备或者高压设备，以众所周知的方式包含有与相位的数量对应的数量的通电的电导线，所述电导线被简称为导体。因此，在常见的三相系统中，这是三个导体，其通常简称为L1、L2或者说L3。
在这样的设备中，所述电路组件一方面用于基于阈值的电压检查、尤其是按照IEC61243-5标准的基于阈值的电压检查，并且包含一个或者多个导体信号输入端，导体信号输入端中的每个信号输入端设置用于耦合到各一个电容耦合电极处，该电容耦合电极又耦合到单相的或者多相的中压设备或者高压设备的各一个导体处。电压检查单元在输入侧耦合到电路组件的相应的导体信号输入端处，该电压检查单元设置用于进行与配属的导体有关的、基于阈值的电压状态检测。
另一方面，这样的设备中的电路组件用于在相应的导体处识别部分放电，并且为此包含至少一个部分放电探测器单元，该部分放电探测器单元设置用于进行与配属的导体有关的部分放电识别，该部分放电探测器单元包括在输入侧耦合到电路组件的配属的导体信号输入端处的部分放电探测器电路和在输入侧耦合到部分放电探测器电路的信号输出端处的部分放电显示电路。此外，该电路组件具有适合的用于部分放电探测器单元的能量供应部。
已知这种类型的电路组件的不同的实施方案。例如，在公开文件DE 101 34 790A1中公开了一种常规实施方案。通常，这些传统的电路组件需要辅助能量，即在外部提供的或者提供除了用于耦合到中压设备或者高压设备的相应的导体处之外的电能，用以给部分放电探测器单元馈电。因此，在部分放电探测器电路中，经常使用放大器单元，其需要外部能量来馈电。在传统的实施方案中，常常如此设计部分放电显示电路，使得其需要辅助能量。例如，在专利文件EP 0 428 601 B1和公开文件WO 97/07411 A1中，公开了用于进行部分放电检测的电路组件，该电路组件需要外部辅助能量用于部分放电检测的信号处理和/或用于显示获得的部分放电信息。
所谓的电压检查系统是仅用于进行基于阈值的电压状态检测、而不进行部分负载检测的电路组件，对于所谓的电压检查系统而言，已经公开具有和不具有辅助能量的实施方案并且例如在VDE0682T415和IEC61243-5标准中进行说明。专利文件DE 103 04 396 B4公开了一种这样的电压检查系统，其具有能够由用户操作的能量供应器件，以便能够为系统提供用户操纵的辅助能量。
也已经多次公开了用于在中压设备或者高压设备中进行电压检查的电压检查系统，所述中压设备或者高压设备附加地具有用于识别在从电容耦合电极到检查电路的导体信号输入端的检查信号连接导线上的导体断裂的器件，例如在实用新型文件DE 203 20394 U1、DE 297 24 824 U1和DE 20 2004 012 789 U1中公开的那样。在实用新型文件DE20 2013 002 563 U1中，为此提出安装监控器件，如此设计所述安装监控器件，使得其不仅能够探测检查信号连接导线的高阻抗干扰，还能够探测接地连接部的高阻抗干扰。
发明内容
本发明所基于的技术问题是提供一种开篇提到的类型的电路组件，该电路组件尤其是在其能量供应管理方面与上文阐述的现有技术相比具有优点。
本发明通过提供具有权利要求1的特征的电路组件来解决这个问题。
在根据本发明的这种电路组件中，用于部分放电探测器单元的能量供应部包括第一能量供应电路和/或者第二能量供应电路，第一能量供应电路设置用于由电路组件的导体信号输入端的或者导体信号输入端中的一个导体信号输入端向部分放电探测器电路馈给能量，第二能量供应电路设置用于由电路组件的导体信号输入端的或者导体信号输入端中的一个导体信号输入端向部分放电探测器电路馈给能量。
根据本发明的电路组件能够在唯一一个器具中实现，该唯一一个器具能够进行组合式电压检查和部分放电检测。在存在第一能量供应电路不具有用于部分放电探测器单元的辅助能量时并且在存在第二能量供应电路不具有用于部分放电显示电路的辅助能量时，能够检测并且显示在中压设备或者高压设备的相应的导体上的部分放电。在这种情况下，辅助能量能够理解为不是通过电路组件的相应的导体信号输入端获取（abgenommen）的、而是以其他方式提供的电能，例如通过电池或者包含电路组件的器具的电源电压接头提供的电能。与辅助能量的这种应用相比，由此得到的优点是，不需要维护密集型电池，也不必考虑可能被误解为部分放电信号的干扰信号，所述干扰信号通常是由用于将这种器具附接到电源电压处的开关网络部件引起的。
根据本发明的电路组件通过对应的的电路设计能够从存在于电路组件的配属的导体信号输入端处的测量信号中、尤其是从其低频的信号分量中提取电能，该电能是用于运行部分放电探测器单元所需的电能并且尤其是用于运行该部分放电探测器单元的部分放电探测器电路和部分放电显示电路工作所需的电能。该电路组件既适用于单相的中压设备或者高压设备，也适用于多相的中压设备或者高压设备、尤其是三相的中压设备或者高压设备。
另外，根据本发明的电路组件提供的优点是，活跃的部分放电检测自行限制于所有令人感兴趣的时间段，在令人感兴趣的时间段中，测量信号有效地施加在电路组件的相关的导体信号输入端处，所述部分放电检测包括对存在的输入信号的分析评估和分析评估结果的显示，这指的是，测量信号以对于通过信号检查单元进行的电压检查而言足够的信号大小或者说信号强度存在。在不活跃的时间段中，不存在这个活跃的测量信号，该测量信号反映在中压设备或者高压设备的配属的导体上的对应的通电活动，在所述不活跃的时间段中，不需要部分放电检测。现在，根据本发明，当通过第一或者说第二能量供应电路由存在于电路组件的导体信号输入端处的测量信号为部分放电探测器电路和/或部分放电显示电路供应能量时，只要在导体信号输入端处不存在活跃的测量信号，则用于部分放电检测的这些部件中的一个或者两个部件由于馈能不足而自行保持不活跃。
因此，通过由供应给电压检查单元的同一测量信号向部分放电探测器单元馈能，通过第一或者说第二能量供应电路的用于探测和显示部分放电的能量供应能够保持以能够设定的方式与用于电压检查的测量信号的大小或者说强度相关，因此，例如当低于用于电压的由电压检查单元探测到的存在的最小阈值时，自动地停止部分放电的探测和显示。此外，这还自行地保护免于基于高频的干扰信号或者说由于干扰耦合到电路组件的导体信号输入端中而产生的错误的部分放电识别，所述干扰信号的或者说所述干扰耦合的频率明显高于正常的、低频的测量信号的通常的电网频率。因为在缺少活跃的测量信号时，部分放电探测器单元由于缺乏足够的能量供应而保持不活跃、进而对这些干扰信号不敏感。换句话说，本发明通过从用于电压检查的测量信号为局部放电检测供应能量而实现仅针对与确定的低频的电网频率信号耦合的信号在部分放电方面分析评估部分放电检测，而不具有低频的信号分量的高频的干扰耦合不引起部分放电显示。
为了将用于部分放电探测的能量需求保持得低，在对应的实施方案中，通过对应地设计部分放电探测器单元对部分放电检测的分析评估能够简单地包括：预给定多个离散的不同的部分放电电平等级并且确定以及对应地报告或者说显示目前处在这些电平等级中的哪个电平等级。在最简单的实施方案中，这是纯粹的二进制的、两级式通知和显示，其仅示出是否存在部分放电。
在对应的实施方案中，根据本发明的电路组件能够在组合式多相的检查及显示系统的框架中进行电压检查和部分放电检测。尤其是，电路组件能够为相应待监控的中压设备或者高压设备的多个导体中的每个导体都具有或者仅为这个设备的所有导体中的一部分导体具有配属的电压检查单元。类似地，根据需要，电路组件能够为中压设备或者高压设备的多个导体中的每个导体都具有或者仅为该设备的所有导体中的一部分导体具有相应配属的部分放电探测器单元。仅在多相的系统的多个相位中的一个相位上使用部放电探测器单元，使得电路耗费和能量需求最小化。在多个或者说所有相位上使用部分放电探测器单元，虽然增加电路耗费，但是在需要时能够改进关于部分放电的通知选择性和显示选择性。
在确定电路组件的尺寸时，有用的是，将部分放电探测器单元的耗能的组成部分、即部分放电探测器电路和部分放电显示电路实施为足够高阻抗，从而使得它们的存在尽可能地使电压检查单元的响应行为不变。此外，部分放电探测器单元的这种高阻抗的设计有助于该部分放电探测器单元的能量需求最小，该能量需求能够很容易通过第一和/或者第二能量供应电路由在相关的导体信号输入端处的测量信号满足。
在本发明的一种扩展方案中，第一能量供应电路与部分放电探测器单元耦合到电路组件的相同的导体信号输入端处或者耦合到电路组件的多个导体信号输入端中的不同的导体信号输入端处。提到的第一种替代方案是针对单相的系统给出的，并且当不希望用于部分放电探测器单元的能量供应电路使用（Zugriff auf）被部分放电探测器单元监控的导体以外的导体时，该替代方案也能够根据需要设置用于多相的系统。在多相的系统中，另一种替代方案能够是有利的，以便例如将通过电路组件的能量获取尽可能均匀地分布在中压设备或者高压设备的多个导体上。
在本发明的一种扩展方案中，第二能量供应电路与部分放电探测器单元耦合到电路组件的相同的导体信号输入端处或者耦合到电路组件的多个导体信号输入端中的不同的导体信号输入端处。在这里，如上文针对第一能量供应电路所阐述的那样，在一种或者另一种替代方案中的用于第二能量供应电路的这种措施根据应用情况的不同能够是有利的。
在本发明的一种构型方案中，部分放电探测器单元、第一能量供应电路和第二能量供应电路耦合到电路组件的三个不同的导体信号输入端处。这种实施方案能够尤其是对于三相的系统来说是有利的，其中，该实施方案使得来自不同导体的能量截取均匀，并且以非常均匀的方式在全部三个导体上或者说相位上使优选设置用于全部三个导体的电压检查单元被负载。这有助于：能够为跨越所有三个相位或者说导体的电压检查预给定近似一致的响应阈值，而无需额外耗费。
在本发明的一种扩展方案中，电路组件在相应的导体信号输入端处具有可变电容器，该可变电容器用于与配属的电容耦合电极一起形成电容分压器。利用这种可变电容器、即利用具有能够以可变的方式设定的电容的电容器，在需要时，能够以可变的方式设定、即调节用于通过电压检查单元进行的电压检查的响应阈值和用于通过部分放电探测器单元进行的部分放电检测的灵敏度。可变电容器的电容越大，部分放电检测的灵敏度越低，这个电容越小，灵敏度越高。由于用于按照IEC61243-5标准进行的电压检查的响应阈值对于电压显示的无响应或者说响应具有比较高的容差、即10%至45%的容差，因此，能够在对应大的范围中改变可变电容器的电容，用以改变部分放电检测的灵敏度，而不违反根据这个标准的电压显示的响应阈值。
在本发明的一种扩展方案中，部分放电探测器单元以能够调节灵敏度的方式实施。部分放电探测器单元的灵敏度的可调节性能够有利地例如用于根据给定的系统的不同足够高地设定用于部分放电探测的响应电平，以便避免错误显示，所述错误显示能够由通过在实践中经常出现的高频的外干扰引起的背景噪声造成。
在本发明的一种构型方案中，用于灵敏度调节的部分放电探测器单元包括耦合到部分放电探测器电路的信号输出端处的电路部件，电路部件具有可变电容器或者具有电位计或者具有能够设定的电阻网络（即由具有能够以可变的方式设定的总电阻的欧姆电阻组成的网络）。附加于或者替代于可变电容器的在导体信号输入端处的提到的布置，这是一种用于与部分放电检测有关的灵敏度调节的有利的实施可能性。电压检查单元保持不受部分放电检测的灵敏度调整的这种变型的影响，因此，利用这种变型，在需要时也能够在这个范围之外调节部分放电探测的灵敏度，该范围在对应调节导体信号输入端处的可变电容器的电容时尚未导致违反根据标准的用于电压检查的电压显示的响应阈值。
在本发明的一种扩展方案中，部分放电探测器单元具有停用元件，通过停用元件能够与耦合到电路组件的相同的导体信号输入端处的电压检查单元无关地停用部分放电探测器单元。利用这个停用元件，在需要时能够停用部分放电探测器单元，而电压检查单元能够保持活跃。根据期望，在部分放电探测器单元已停用的时间段中，这实现通过电压检查单元进行的电压检查，从而使得电压检查能够保持完全不受部分放电探测器单元的影响。
在本发明的一种扩展方案中，部分放电显示电路包括显示单元和能够操控的开关，开关添加到显示单元与第二能量供应电路之间，开关利用控制输入端耦合到部分放电探测器电路的信号输出端处。这是用于部分放电显示电路的在耗能和所需的显示功能方面的一种有利的在电路技术方面的实现方案，其只需要少量的电路耗费。
在本发明的一种扩展方案中，电路组件包含接地连接部、用于向外传输部分放电探测器单元的探测信息的探测信息接头和能够操控的开关，该开关一方面与接地连接部连接，另一方面与探测信息接头连接，其中，能够操控的开关的控制输入端与部分放电探测器电路的信号输出端连接。通过探测信息接头能够向外传送在已探测的部分放电方面的信息。
在本发明的一种扩展方案中，电路组件包含诊断接头，诊断接头与部分放电探测器电路的信号输出端连接。当识别到存在部分放电时，能够通过诊断接头截取配属的、存在于部分放电探测器电路的信号输出端处的部分放电信号，例如以便在外部借助于示波器对该部分放电信号进行研究，以便诊断部分放电的原因。
在本发明的一种扩展方案中，相应的电压检查单元包括在输入侧耦合到电路组件的配属的导体信号输入端处的电压检查电路和在输入侧耦合到电压检查电路的信号输出端处的电压状态显示电路。在这种情况下，部分放电探测器单元的部分放电显示电路和耦合到电路组件的相同的导体信号输入端处的电压检查单元的电压状态显示电路具有共同的显示单元。因此，电压检查单元和部分放电探测器单元有利地共用共同的显示单元，这有助于将电路耗费和用于电路组件的能量需求保持得低。
在本发明的一种扩展方案中，电路组件包括同轴导线和连接导线监控电路，同轴导线具有内导体和外导体，内导体形成从所述相应的导体信号输入端到配属的电容耦合电极的连接导线的至少一部分，外导体包围内导体，外导体在面向耦合电极的第一端部处接地，连接导线监控电路能够耦合到外导体的背离耦合电极的第二端部处并且设置用于探测在外导体上的电势偏差。连接导线监控电路实现一种安装监控器件，利用该安装监控器件能够探测外导体的高阻抗干扰，该高电阻干扰尤其能够是由同轴导线的导体断裂引起的，并且通常还伴随着内导体的、进而连接导线的高电阻干扰，该安装监控器件还探测分析评估单元的接地连接部的高阻抗干扰。
在本发明的一种构型方案中，电路组件包括共同的附接插头，该共同的附接插头用于同时以能够松脱的方式将连接导线监控电路耦合到外导体的第二端部处并且将导体信号输入端耦合到内导体的背离耦合电极的端部处。例如，因此能够排除下述错误情况：虽然已将导体信号输入端附接到内导体处，但忘记还将外导体附接到连接导线监控电路处。
在本发明的一种构型方案中，连接导线监控电路通过接地连接部与地电势连接，并且设置用于探测在接地连接部上的电势偏差。因此，在这种实施方案中，连接导线监控电路也能够识别其接地连接部的高阻抗干扰。术语“高阻抗干扰”在当前情况下应理解为将与该连接导线的或者说接地连接部的正常的无错误的运行状态相比显著提高连接导线的或者说接地连接部的电阻的干扰，这尤其包括连接导线或者说接地连接部完全中断的情况。
附图说明
在附图中示出本发明的有利的实施方式。下面更详细地阐述本发明的这些和其他有利的实施方式。在这里示出：
图1用于在单相的或者多相的中压设备或者高压设备中进行电压检查和部分放电检测的电路组件的示意性电路图，和
图2具有附加的诊断接头和附加的导体断裂监控部的、图1的电路组件的变型的示意性电路图。
具体实施方式
在图1和图2中以示例性实施方案示出的电路组件设计用于在单相的或者多相的中压设备或者高压设备中进行电压检查和部分放电检测。为此，该电路组件具有一个或者多个导体信号输入端1，导体信号输入端中的每个信号输入端设置用于耦合到各一个电容耦合电极2处，该电容耦合电极耦合到单相的或者多相的中压设备或者高压设备的各一个导体处。示例性地，在图1中示出了耦合到导体L1处的电路组件。仅象征性地表示了具有相应耦合的电容耦合电极2的另外两个导体L2、L3，如其在三相的中压设备或者高压设备中存在的那样。然后，该电路组件能够利用各一个另外的导体信号输入端1耦合到另外的导体L2、L3的相应的耦合电极2处。这在图2中示意性示出。
示出的电路组件包含在输入侧耦合到配属的导体信号输入端1处的各一个电压检查单元3，该电压检查单元设置用于进行与配属的导体L1有关的、基于阈值的电压状态检测。优选地，电压检查单元3为此具有对于按照IEC61243-5标准工作的电压检查单元来说本身已知的电路结构，因此，在这里不需要更详细地阐述。
另外，示出的电路组件具有至少一个部分放电探测器单元4，该部分放电探测器单元设置用于进行与配属的导体L1有关的部分放电识别，该部分放电探测器单元包括在输入侧耦合到配属的导体信号输入端1处的部分放电探测器电路5和在输入侧耦合到部分放电探测器电路5的信号输出端6处的部分放电显示电路7。
此外，示出的电路组件包含用于部分放电探测器单元4的能量供应部，其中，这个能量供应部包括第一能量供应电路8和/或者第二能量供应电路9。第一能量供应电路8设置用于由电路组件的导体信号输入端1的或者导体信号输入端1中的一个导体信号输入端向部分放电探测器电路5馈给能量，第二能量供应电路9设置用于由电路组件的导体信号输入端1的或者导体信号输入端1中的一个导体信号输入端向部分放电显示电路7馈给能量。在有利的实施方案中，如示例那样的能量供应部不仅包括第一、还包括第二能量供应电路8、9，在替代的实施方案中，仅设置这两个能量供应电路8、9中的一个能量供应电路。第一和第二能量供应电路8、9具有提供该第一和第二能量供应电路相应需要的功能的电路结构。本领域技术人员在了解当前给出的功能的情况下已知晓在这方面合适的在电路技术方面的实现方案，因此，在这里不需要更详细地阐述。
图1和图2示出电路组件，其部件耦合到导体L1处。可选地，电路组件以未示出的方式包括另外的电路部件，所述另外的电路部件通过相应另外的导体信号输入端1通过相关的耦合电极2耦合到导体L2或者说导体L3处，例如，如图2所示，包括各一个另外的电压检查单元3并且可选地还包括各一个另外的部分放电探测器单元4。由于这些另外的电路部件能够以与示出的、耦合到导体L1处的电路部件相同的方式实施，因此，下面对示出的电路部件的说明足够了。在此，在对应的实施方案中尤其可能的是，电压检查单元3设置用于全部三个相位、即三相地设置，并且部分放电探测器单元4仅设置用于一个相位、即单相地设置。
如示例那样，在对应的实施方案中，电压检查单元3具有在输入侧耦合到配属的导体信号输入端1处的电压检查电路16（例如呈适合的常规的阈值探测器的形式）和在输入侧耦合到电压检查电路16的信号输出端17处的电压状态显示电路18（例如呈对此本身已知的液晶（LCD）显示器的形式）。此外，如图所示，在输入侧通过导体信号输入端1供给的测量信号能够与电压检查单元3的外部测量点19并联。
在示出的实施例中，第一能量供应电路8与部分放电探测器单元4耦合到电路组件的相同的导体信号输入端1处，专门耦合到通向导体L1的导体信号输入端1处。在电路组件的未示出的替代的实施方式中，第一能量供应电路8与配属的部分放电探测器单元4耦合到电路组件的多个导体信号输入端1中的不同的导体信号输入端处，该配属的部分放电探测器单元的部分放电探测器电路5由第一能量供应电路8馈电。
同样地，在示出的实施例中，第二能量供应电路9与配属的部分放电探测器单元4耦合到电路组件的相同的导体信号输入端1处，该配属的部分放电显示电路5由第二能量供应电路9馈电。在替代的实施方式中，第二能量供应电路9与相关的部分放电探测器单元4耦合到电路组件的多个导体信号输入端1中的不同的导体信号输入端处。
例如，在一种有利的实施方案中，放电探测器单元4能够与三相的中/高压设备的第一导体L1连接，第一能量供应电路8能够与三相的中/高压设备的第二导体L2连接，第二能量供应电路9能够与三相的中/高压设备的第三导体L3连接，尤其是只有唯一一个部分放电探测器单元4用于这个三相系统的情况下。在这种情况下，优选地，电压检查单元3设置为三份，每份各用于三个导体L1、L2、L3中的一个导体。
在有利的实施方案中，如示例那样，电路组件包含可变电容器10，其用于与配属的电容耦合电极2形成电容分压器。配属的导体信号输入端1形成这个电容分压器的中间抽头。电容分压器将相关的相位的信号或者说相关的导体L1、L2、L3的信号降低为低电压水平上的测量信号。可变电容器10能够用于设定用于由电压检查单元3引起的电容电压显示的响应阈值，并且同时——优选在遵守IEC61243-5标准中确定的用于电压显示的响应阈值的情况下——以可变的方式设定通过部分放电探测器单元4进行的部分放电检测的灵敏度。通过增加可变电容器10的电容，能够使部分放电探测的灵敏度降低，或者说通过减小这个电容能够使其灵敏度提高。
部分放电探测器电路5的电路结构对于期望的功能而言本身是已知的，这在这里不需要更详细地阐述，例如在使用高通电路或者带通电路的情况下。如果通过部分放电探测器电路5例如通过达到预给定的部分放电水平来识别现有的部分放电，则部分放电探测器电路5在其信号输出端6处输出探测信号，该探测信号激活部分放电显示电路7用以产生对应的显示信息。
在有利的实现方案中，如示例那样，部分放电显示电路7包括显示单元13和添加（eingeschleift）到显示单元13与第二能量供应电路9之间的能够操控的开关14（如例如实施为场效应晶体管的半导体开关），其中，这个能够操控的开关14利用控制输入端15耦合到部分放电探测器电路5的信号输出端6处。
在电路组件的有利的实现方案中，部分放电探测器单元4以能够调节灵敏度的方式实施。为此，在示例中，部分放电探测器单元4包括耦合到部分放电探测器电路5的信号输出端6处的电路部件11，在示出的情况下，该电路部件具有电位计、替代地具有可变电容器。这个电路部件11能够单独地调节或者说校准部分放电探测器单元4的灵敏度，即以可变的方式调节该部分放电探测器单元的响应阈值，而与借助于可变电容器10对用于电压检查单元3的响应阈值的设定无关。
在有利的实施方案中，如示例那样，部分放电探测器单元4具有停用元件12，通过该停用元件能够停用该部分放电探测器单元，而不由此也停用耦合到电路组件的相同的导体信号输入端1处的电压检查单元3。在示例中，能够由用户操纵的开关用作停用元件12，该开关添加到部分放电探测器电路5的信号输出端6与接地连接部20之间。当部分放电探测器单元4活跃运行时，开关是打开的，为了停用部分放电探测器单元4，用户能够闭合该开关。
在电路组件的对应的实现方案中，部分放电探测器单元4替代于或者如图所示地附加于能够操控的开关14地具有能够操控的开关21，该开关例如又是半导体开关。开关21一方面与接地连接部20连接，另一方面，如图所示，直接地或者替代地间接通过耦合继电器与接头22连接，该接头例如能够附接到常规类型的遥控子站处，以便通过远程传输传送部分放电探测信息，并且通过这种方式用作探测信息接头。这个开关21的控制输入端由部分放电探测器电路5的输出信号加载。
在示出的实施例中，用于显示关于部分放电探测的信息的显示单元13和电压状态显示电路18实施为独立的显示单元，优选地，两者均呈相应适合的LCD显示单元的形式。在替代的实施方案中，部分放电显示电路7和电压状态显示电路18具有共同的显示单元，该共同的显示单元又优选是LCD显示单元。
根据要求和应用情况，部分放电探测器电路5包含具有预给定的阈值的单个阈值探测器或者具有不同阈值的并联布置的多个阈值探测器。在后一种情况下，不仅能够对部分放电的有无进行二进制显示，还能够在不同大小的部分放电阈值方面进行探测或者说分析评估，并且通过部分放电显示电路7的对应适配的实施方案，能够单独地显示相应存在的部分放电阈值或者说部分放电水平，即分两级以上进行部分放电显示。
根据本发明的电路组件能够借助于唯一一个检查器具实现组合式部分放电检测和电压检查，为此，电路组件能够例如安放在共同的壳体23中，如图1和图2示意性示出的那样。该电路组件省去对在相应的导体信号输入端1的测量信号的高频分量和低频分量进行严格分离，这便于从低频信号分量中提取出为了分析评估用于部分放电检测目的的高频信号分量而必需的能量以及为了显示经探测的信息所需的能量。在这种情况下，部分放电探测器电路5的足够高阻抗的尺寸是有帮助的，这也有助于：电压检查单元3的响应行为不由于存在部分放电探测器单元4而发生显著改变。
在有利的实施方式中，如图2的例子那样，电路组件具有诊断接头24，该诊断接头与部分放电探测器电路5的信号输出端连接，其中，优选直接进行这个连接，即中间没有别的电路部件。诊断接头24与探测信息接头22一样优选以从外部能够被触及的方式位于壳体23处并且与这个探测信息接头一样能够例如实施为附接插座，当识别到存在部分放电时，通过诊断接头24能够截取配属的、存在于部分放电探测器电路5的信号输出端6处的部分放电信号时，例如以便能够在外部借助于示波器或者类似物对该部分放电信号进行研究，以便诊断部分放电的原因。在这种情况下，在例如实施为高通滤波器的部分放电探测器电路5的下游截取信号，并且能够与电压检查单元3的外部测量点19处的50Hz振荡相关联。因此，能够识别在哪个相位上产生部分放电。在替代的实施方案中，缺少诊断接头24，如图1的例子那样，其中，在这种情况下，在需要时，探测信息接头22能够用于截取对应的部分放电信息，以便在外部研究这些部分放电信息。在另外的替代的实施方案中，缺少探测信息接头22，诊断接头24承担该探测信息接头的上述功能。
在有利的实施方式中，对于一个相位、两个相位或者如图2的例子那样对于全部三个相位而言，电路组件具有各一个同轴导线31，该同轴导线具有内导体32，该内导体形成从相应的导体信号输入端1到配属的电容耦合电极2的连接导线30的至少一部分，并且该同轴导线具有包围内导体32的外导体33，该外导体在面向耦合电极的第一端部33a处接地、即与地电势36连接。另外，在示例中，内导体32的面向耦合电极的端部32a与耦合电极2一起通过限制电压的额定断点35与地电势36连接。通过使用同轴导线31，能够在相关的相位上提高部分放电识别的灵敏度。
另外，在这种情况下，对于三个相位中的至少一个相位而言或者说与同轴导线31中的至少一个同轴导线配属地，电路组件具有连接导线监控电路38，该连接导线监控电路能够耦合到外导体33的背离耦合电极的第二端部33b处，并且设置用于探测外导体33上的电势偏差、进而监控无误差的连接状态。为了附接外导体33（其也被称为屏蔽部），在器具侧上能够使用共同的屏蔽附接点28或者能够为每个相位使用对应的单独的屏蔽附接点。只要对于相位而言无连接导线监控电路38附接到相应的同轴导线31的外导体33处，则外导体33利用其背离耦合电极的端部33b接地，其方式是该外导体连接到地电势50（zu einemErdpotential 50 geführt ist）。
连接导线监控电路38能够探测外导体33的高电阻干扰，该高电阻干扰尤其能够是由同轴导线31的导体断裂引起的，并且通常还伴随着内导体32的、进而连接导线30的高电阻干扰。如示例中那样，连接导线监控电路38能够优选与电路组件的别的提到的部件一起安放在共同的壳体23中。
在对应的实现方式中，在图2中示意性示出的共同的附接插头34设置用于，同时以能够松脱的方式将连接导线监控电路38耦合到外导体33的第二端部33b处并且将导体信号输入端1耦合到内导体32的背离耦合电极的端部32b处。由此，以有利的简单方式避免错误显示，造成该错误显示的原因可能是：虽然已将导体信号输入端1附接到内导体2处，但无意中未将连接导线监控电路38附接到外导体33处。
在对应的实现方式中，如示例中那样，连接导线监控电路38通过接地连接部49与地电势50连接，并且设置用于探测在接地连接部49上的电势偏差。因此，连接导线监控电路38也能够识别其接地连接部49的高电阻干扰。
在有利的实现方式中，如示例中那样，连接导线监控电路38包括显示元件41和两个开关晶体管T1、T2，所述开关晶体管以其相应的断路间隔并联地添加到显示元件41与接地点42之间，该接地点代表电路侧的地电势。监控电路38由能够在用户侧激活的辅助电源43馈电，该辅助电源例如能够以本身已知的方式是压电元件或者别的将机械能转换为电能的元件。用户对该辅助电源43的操纵触发对应的监控检查过程。
第一开关晶体管T1的控制接头44优选如在示例中那样通过可选的耦合电路37耦合到同轴导线31的外导体33的背离耦合电极的端部33b处。第二开关晶体管T2的控制接头47耦合到接地连接部49处。电路侧的接地点42通过各一个电阻R1、R2与第一或者说第二开关晶体管T1、T2的控制接头14、17连接。
如此实施的监控电路38与同轴导线31的外导体33一起形成安装监控器件，通过该安装监控器件，既能够识别相应的导体L1、L2、L3与电压检查单元3以及与部分放电探测器单元4之间的连接的高阻抗干扰，还能够识别监控电路38的接地部的高阻抗干扰。在无干扰的情况下，外导体33、进而第一开关晶体管T1的控制电极44固定地处在地电势36上。同样地，电路侧的接地点42通过监控电路38的接地连接部49固定地处在地电势36或者说50上。由此，第一开关晶体管T1呈现其阻断状态。这同样适用于第二开关晶体管T2。因此，当通过操纵辅助电源43来触发监视检查过程时，显示元件41保持停用。
相反，如果在外导体33上出现同轴导线31的线路中断或者别的高阻抗干扰，则第一开关晶体管T1的控制电极44不接地，由此导致第一开关晶体管T1进入其导电状态。因此，该第一开关晶体管闭合监控显示元件41与接地点42之间的电流路径，其结果是当监视检查过程被触发时，监控显示元件41被激活。根据已激活的监控显示元件41能够识别：存在安装错误。当通过附接插头34没有正确地建立插接连接时，也产生相同的错误显示。这是因为在这种情况下，第一开关晶体管T1的控制电极44未固定地与地电势连接并且保持电势浮动，从而使得第一开关晶体管T1被导通（leitend geschaltet wird）。换句话说，监控电路38根据接地点或者说接地电势36与50之间的电势差来识别外导体33的中断。
通过第二开关晶体管T2能够识别的另一个安装错误是，监控电路38利用其接地连接部49没有或者没有正确地耦合到地电势50处。在这种情况下，第二开关晶体管T2的控制电极47不与地电势固定地连接（Anbindung），由此第二开关晶体管T2被置于其导电状态中并且现在这个第二开关晶体管提供监控显示元件41与接地点12之间的显示电流路径。
两个开关晶体管T1、T2相互独立地工作，这意味着，监控电路38能够不仅单独地、还以组合的方式识别并且通过显示元件41显示关于检查信号连接导线30的所描述的安装错误和关于监控电路38的接地的所描述的安装错误。这涉及由于通过附接插头34的连接未建立而导致的不完整安装、由于监控电路38的接地连接缺失或者不足而导致的不完整安装和导体断裂或者说同轴导线31的高阻抗干扰。在此，第一晶体管开关T1与具有配属的外围电路部分一起用作检查信号连接导线监控电路部分，而第二晶体管开关T2与具有配属的外围电路部分一起用作接地连接监控电路部分。外导体33用作沿着内导体、进而沿着检查信号连接导线30伸展的监控导线，该监控导线在其面向耦合电极的端部32a处附接于地电势36，并且利用其另一端部32b通过可选的附接插头34和可选的耦合电路37耦合到连接导线监控电路38处。
在示例中，耦合电路37包含用于反射最小化地高频解耦的适配电阻R3和作为高频滤波器的电感29，该高频滤波器用于防止高频的部分放电信号在监控电路38的方向上短路。
虽然到目前为止未明确提及，但能够理解的是，示出的电压检查系统能够按照通常的方式设计用于三相高压的电压检查，并且所说明的监控和电压检查能够设置用于三个相位中的每个相位。在这种情况下，有利的是，通过对应地实施插接连接为全部三个相位和相应的被监控的同轴电缆屏蔽部或者说外导体33设置共同的附接点。通过安装监控措施首先确定，是否发生安装错误。如果没有安装错误，则电压检查单元3能够对待监控的高压导线进行正常的电压检查。
在通过监控电路38检测导体断裂时，一般能够认为，如果三相系统的全部三个检查信号连接导线30都中断，则三相的电压检查系统的导体断裂是关键的，因为在这种状态下不能够将导体断裂与“无电压”这个状态区分开来，而当单个的连接导线发生导体断裂时，别的连接导线仍传导信号并且发出表示“存在电压”这个状态的信号。只有当对于全部三个相位都识别出无电压时，三相设备才被认为是“无电压”的。因此，通常只监控一个同轴的连接导线就足够检测导体断裂。
如示出的和其他的在上文阐述的实施例表明的那样，本发明提供一种电路组件，该电路组件以非常有利的方式完成已知的在中/高压设备处进行部分放电检测和电压检查的监控任务，并且在此能够以比较低的电路耗费在唯一一个结合这些功能的器具中实现，并且根据期望在无需辅助能源的情况下不仅用于电压检查、还用于部分放电检测。部分放电检测能够自动地限制于存在用于电压检查的活跃的测量信号的令人感兴趣的时间段。在别的时间段中，由于缺少测量信号、缺少能量供应，部分放电检测能够保持不活跃（inaktiv）。可选地，导体断裂识别能够附接地设置为电路组件的整体组成部分，该导体断裂识别能够在共同的器具或者说器具壳体中实现。
Claims (14)
1.用于在单相的或者多相的中压设备或者高压设备中进行电压检查和部分放电检测的电路组件，其具有：
- 一个或者多个导体信号输入端（1），所述导体信号输入端中的每个导体信号输入端都设置用于耦合到各一个电容耦合电极（2）处，所述电容耦合电极耦合到单相的或者多相的中压设备或者高压设备的各一个导体（L1、L2、L3）处，
- 在输入侧耦合到所述电路组件的配属的导体信号输入端（1）处的各一个电压检查单元（3），所述电压检查单元设置用于进行与所述配属的导体有关的、基于阈值的电压状态检测，
- 至少一个部分放电探测器单元（4），所述部分放电探测器单元设置用于进行与配属的导体（L1、L2、L3）有关的部分放电识别，所述部分放电探测器单元包括在输入侧耦合到所述电路组件的配属的导体信号输入端（1）处的部分放电探测器电路（5）和在输入侧耦合到所述部分放电探测器电路（5）的信号输出端（6）处的部分放电显示电路（7），和
- 用于所述部分放电探测器单元（4）的能量供应部，
其特征在于，
- 用于所述部分放电探测器单元（4）的能量供应部包括第一能量供应电路（8）和/或者第二能量供应电路（9），所述第一能量供应电路设置用于由所述电路组件的导体信号输入端（1）的或者所述导体信号输入端（1）中的一个导体信号输入端向所述部分放电探测器电路（5）馈给能量，所述第二能量供应电路设置用于由所述电路组件的导体信号输入端（1）的或者所述导体信号输入端（1）中的一个导体信号输入端向所述部分放电显示电路（7）馈给能量。
2.根据权利要求1所述的电路组件，其特征进一步在于，
- 所述第一能量供应电路（8）与所述部分放电探测器单元（4）耦合到所述电路组件的相同的导体信号输入端（1）处或者耦合到所述电路组件的多个导体信号输入端（1）中的不同的导体信号输入端处，和/或
- 所述第二能量供应电路（9）与所述部分放电探测器单元（4）耦合到所述电路组件的相同的导体信号输入端（1）处或者耦合到所述电路组件的多个导体信号输入端（1）中的不同的导体信号输入端处。
3.根据权利要求2所述的电路组件，其特征进一步在于，所述部分放电探测器单元（4）、所述第一能量供应电路（8）和所述第二能量供应电路（9）耦合到所述电路组件的三个不同的导体信号输入端（1）处。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电路组件，其特征进一步在于，所述电路组件在其相应的导体信号输入端（1）处具有可变电容器（10），所述可变电容器用于与配属的电容耦合电极（2）一起形成电容分压器。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电路组件，其特征进一步在于，所述部分放电探测器单元（4）以能够调节灵敏度的方式实施。
6.根据权利要求5所述的电路组件，其特征进一步在于，用于灵敏度调节的部分放电探测器单元（4）包括耦合到所述部分放电探测器电路（5）的信号输出端处的电路部件（11），所述电路部件具有可变电容器或者具有电位计或者具有能够设定的电阻网络。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的电路组件，其特征进一步在于，所述部分放电探测器单元（4）具有停用元件（12），通过所述停用元件能够与耦合到所述电路组件的相同的导体信号输入端（1）处的电压检查单元（3）无关地停用所述部分放电探测器单元。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的电路组件，其特征进一步在于，所述部分放电显示电路（7）包括显示单元（13）和半导体开关（14），所述半导体开关添加到所述显示单元（13）与所述第二能量供应电路（9）之间，所述半导体开关利用控制输入端（15）耦合到所述部分放电探测器电路（5）的信号输出端（6）处。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的电路组件，其特征进一步在于：
- 接地连接部（20），
- 探测信息接头（22），其用于向外传输所述部分放电探测器单元（4）的探测信息，和
- 能够操控的开关（21），所述开关一方面与所述接地连接部（20）连接，另一方面与所述探测信息接头（22）连接，其中，所述能够操控的开关（21）的控制输入端与所述部分放电探测器电路（5）的信号输出端（6）连接。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的电路组件，其特征进一步在于诊断接头（24），所述诊断接头与所述部分放电探测器电路（5）的信号输出端（6）连接。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的电路组件，其特征进一步在于，
- 相应的电压检查单元（3）包括在输入侧耦合到所述电路组件的配属的导体信号输入端处的电压检查电路（16）和在输入侧耦合到所述电压检查电路的信号输出端（17）处的电压状态显示电路（18），和
- 所述部分放电探测器单元的部分放电显示电路（4）和耦合到所述电路组件的相同的导体信号输入端处的电压检查单元的电压状态显示电路具有共同的显示单元。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的电路组件，其特征进一步在于：
- 同轴导线（31），所述同轴导线具有内导体（32）和外导体（33），所述内导体形成从所述相应的导体信号输入端（1）到配属的电容耦合电极（2）的连接导线（30）的至少一部分，所述外导体包围所述内导体（32），所述外导体在面向耦合电极的第一端部（33a）处接地，和
- 连接导线监控电路（38），所述连接导线监控电路能够耦合到所述外导体（33）的背离耦合电极的第二端部（33b）处并且设置用于探测在所述外导体（33）上的电势偏差。
13.根据权利要求12所述的电路组件，其特征进一步在于共同的附接插头（34），所述共同的附接插头用于同时以能够松脱的方式将所述连接导线监控电路（38）耦合到所述外导体（33）的第二端部（33b）处并且将所述导体信号输入端（1）耦合到所述内导体（32）的背离耦合电极的端部（32b）处。
14.根据权利要求12或者13所述的电路组件，其特征进一步在于，所述连接导线监控电路（38）通过接地连接部（49）与地电势（50）连接，并且设置用于探测在所述接地连接部（49）上的电势偏差。
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