CN115298554A - 电路装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于将电测量设备（16）与用于具有处于1kV至69kV范围中的工作电压的电网的配电设备的电容性电压检验系统（3）的测量输出端连接的电路装置，所述电测量设备用于在具有处于1kV至69kV范围中的工作电压的电网中测量局部放电，并且具有用于将所测量的电压脉冲转换成数字信号的A/D转换器（17）和用于评估所述数字信号的微处理器单元（18）。所述电路装置（8）具有频率响应匹配电阻（9）和连接在所述频率响应匹配电阻（9）下游的高通滤波器（11），所述频率响应匹配电阻连接在用于与所述测量输出端的带电压的极连接的输入线路（10）与地之间。

Description

电路装置

技术领域

本发明涉及一种用于将电测量设备与用于具有处于1kV至69kV范围中的工作电压的电网的配电设备的电容性电压检验系统的测量输出端连接的电路装置，所述电测量设备用于在具有处于1kV至69kV范围中的工作电压的电网中测量局部放电，以及具有用于将所测量的电压脉冲转换成数字信号的A/D转换器和用于评估数字信号的微处理器单元。

此外，本发明涉及一种用于在用于具有处于1kV至69kV范围中的工作电压的电网的配电设备的电容性电压检验系统的测量输出端处测量局部放电的测量装置，其中测量装置具有用于将所测量的电压脉冲转换成数字信号的A/D转换器和用于评估数字信号的微处理器单元。

此外，本发明涉及一种用于在具有处于1kV至69kV范围中的工作电压的电网中定位局部放电的位置的测量系统。

背景技术

为了诊断目的，在高压线路和中压线路处执行局部放电测量。尤其是，局部放电的发生可能指明绝缘缺陷，所述绝缘缺陷随着时间的推移可能导致绝缘故障。

在无为此事先将电缆从电压断开的要求情况下测量局部放电是优选的。为此目的，已知使用所谓的HFCT（High Frequency Current Transformer（高频变流器））传感器。在此情况下是电流互感器，所述电流互感器具有两个半环形部件，所述部件用导线缠绕（洛氏线圈）并且被闭合成环，所述环围绕从要测定的电缆的电缆屏蔽出发的接地线路被敷设。在发生局部放电时，其中发生沿着接地线路流出的电流脉冲，在HFCT传感器中引起对应的电压脉冲，所述电压脉冲可以由所连接的测量设备探测和评估。这种测量设备尤其是具有用于将所测量的电压脉冲转换成数字信号的A/D转换器和用于处理数字信号的微处理器单元。大多连接单独的计算机用于进一步评估。在所述评估时，尤其是滤出干扰信号，以便获得关于发生的局部放电的陈述。

在此情况下还已知的是，产生附加的同步信号，所述附加的同步信号与交流电压的相位同步，以便确定所检测的局部放电脉冲的相位角值，由此可以关于局部放电的可能原因作出附加陈述。

例如在Fernando

等人的“Application of HFCT and UHF Sensorsin On- Line Partial Discharge Measurements for Insulation Diagnosis of HighVoltage Equipment", Sensors 2015, 15, 7360-7387中描述了HFCT传感器用于局部放电测量的应用。

在高压电网和中压电网的配电设备的范围中执行这样的在线局部放电测量。但是，这仅在为此适用的配电设备处才是可能的。如果电缆屏蔽的接地在配电设备之内实施并且在不将配电设备与电压断开的情况下是不可访问的，或者如果电缆屏蔽的接地牢固地与配电设备的外壳连接，则例如HFCT传感器的在线连接是不可能的。由于配电设备的外壳通常也单独地与地连接，所以在后者情况下，不经由电缆屏蔽的接地对由局部放电引起的电流脉冲进行所定义的排放。在这样的情况下，为了安装HFCT传感器，必须首先进行电压断开，这与对应的耗费相关联。因此，用于测量局部放电的替代可能性将会是有利的。

为此，已经将被设置用于连接到HFCT传感器上的测量设备连接到具有处于1kV至52kV范围中的工作电压的电网的配电设备的电容性电压检验系统（VDS）的测量输出端上。用于具有处于1kV至52kV范围中的工作电压的电网的配电设备中的这样的电容性电压检验系统在规范IEC 61243-5:1997中被规范化。这种电压检验系统具有连接到要检验的带电压的构件上的耦合电容器，所述耦合电容器经由所定义的长度的同轴连接线路与通常构造为连接插口的测量输出端连接。同轴连接线路的屏蔽与地连接。同轴连接线路因此形成另一电容。如果现在将被设置用于连接到HFCT传感器上的测量设备连接到连接插口上，则从而只能检测在配电设备的区域中和在配电设备的较靠近的环境中发生的局部放电，然而不能检测更遥远地发生的局部放电。

相同地构建的电压检验系统也可以被用于高达69kV的电压。根据定义，这样的电压总是仍被称为中压。

为了定位电缆的其处发生局部放电的点，已知将用于测量局部放电的测量设备经由HFCT传感器耦合到电缆上并且检测在局部放电脉冲与局部放电脉冲从遥远的电缆端部在时间上延迟的反射之间的时间间隔。在脉冲的传播速度已知的情况下，从局部放电脉冲与由在遥远的电缆端部处的反射引起的脉冲之间的运行时间差中可以确定局部放电的位置距电缆端部的距离（=电缆在其处发生局部放电的电缆的点（Stelle）与电缆端部之间的长度）。这种方法也被称为基于TDR的时间测量方法。

但是，在非常长的电缆的情况下，在电缆端部处反射的脉冲可能被强烈地阻尼，使得所述脉冲不被探测到或不可靠地被探测到。恰好对于这样的情况或对于具有复杂反射特性的电缆，如在T分支或多次分支的电缆的情况下，已知的是将用于在两个电缆端部处（在分支电缆的情况下也在多于两个的电缆端部处）测量局部放电的测量设备经由HFCT传感器耦合到电缆上。为布置在电缆端部处的测量设备建立共同的高精度时基，即测量单元具有同步时间检测单元。这样的同步可以例如以基于GPS的方式进行。然后评估局部放电脉冲到达相应的测量设备需要的运行时间的差。根据局部放电脉冲的已知的传播速度，可以确定通过的电缆长度的差，并且从而确定局部放电的位置。

从EP 2 204 660 A1中得知一种用于尤其是在高压电缆处测量局部放电的测量设备。测量点经由耦合电容器与检验物连接，并且经由测量阻抗与接地地线连接。在测量点处施加的信号由放大器放大并且借助于不同的带通滤波器被滤波。通过该测量设备应该实现相对于由于外部干扰源引起的干扰信号的改善，并且改善多个叠加的局部放电源的分离。用于测量局部放电的测量设备因此从该文献中得知，但是未谈及将这样的测量设备与配电设备的电容性电压检验系统的测量输出端连接的问题。这也类似地适用于DE 10 2011 006098 A1，其描述一种用于在旋转电机的绝缘系统中确定局部放电的测量设备。在这里，耦合器作为高通滤波器连接到定子绕组中的每一个上。具有高通滤波器和低通滤波器的适配器设备连接在耦合器下游。

在离线运行中对局部放电的测量也是已知的。在此，工作电压被去耦，并且给电缆加载来自单独的高压源的高压。耦合输出局部放电脉冲以便由测量设备检测所述局部放电脉冲在这里通常不利用HFCT传感器进行，而是利用根据规范IEC 60270的电路装置进行，其中使用处于nF范围内的非常大且重的耦合电容器。

发明内容

本发明的任务是扩展用于在在线运行中、即在无提前关断电压的情况下在中压电网中测量局部放电的可能性。根据本发明，这通过具有权利要求1的特征的电路装置或通过具有权利要求10的特征的测量装置或通过具有权利要求12的特征的测量系统来实现。

根据本发明的电路装置具有频率响应匹配电阻以及连接在频率响应匹配电阻下游的高通滤波器，所述频率响应匹配电阻连接在输入线路、尤其是同轴线路与地之间，所述输入线路用于与电容性电压检验系统的测量输出端的带电压的极连接。通过这样的电路装置可以以有利的方式将测量设备与用于中压电网的配电设备的电容性电压检验系统（VDS）的测量输出端连接，所述测量设备具有用于将所测量的电压脉冲转换成数字信号的A/D转换器和用于评估数字信号的微处理器单元，其中测量输出端例如被构造为连接插口。

通过频率响应匹配电阻可以将与电容性电压检验系统结合地得出的频率响应移位到较低的频率，由此也可以探测具有较低频率分量的局部放电脉冲。如果局部放电不发生在测量位置的较近的环境中而是更遥远地发生，则获得具有较低频率分量的这样的局部放电脉冲，其中局部放电脉冲的高频率分量由于电缆的低通特性而经历变化或分散。此外，通过使用连接在下游的高通滤波器，可以充分地滤出处于允许的频率范围以下的频率，由此首先能够实现对测量信号的有说服力的评估。

电容性电压检验系统（VDS）尤其是具有连接到带电压的部分上的耦合电容器和连接到耦合电容器的另一端子上的同轴线路，所述同轴线路形成另一电容。同轴线路的屏蔽与接连接。测量输出端位于同轴线路的远离耦合电容器的端部处，所述测量输出端例如被构造为连接插口，如这经常是优选的。

在该文献的范围中，1kV至69kV的电压范围被称为中压。因此，如果此外谈及中压，则涉及该电压范围内的电压。因此，“中压电网”表示具有处于该范围中的工作电压的电网。

低通滤波器此外有益地连接在频率响应匹配电阻下游。通过电路装置与电容性电压检验系统相结合地可以由此总体地实现频率响应，所述频率响应至少在很大程度上对应于如当测量设备直接被连接到HFCT传感器上时获得的该频率响应。

通过根据本发明的电路装置因此使得能够以有利的方式在用于中压电网的配电设备的电容性电压检验系统的测量输出端处使用测量设备，所述测量设备被设置与HFCT传感器一起使用，其中用于局部放电测量的有利的扩展的频率范围被映射。

放大器有利地连接在高通滤波器和低通滤波器下游，由此信号的电平的匹配（Anpassung）此外可以被适配于对于测量设备有利的输入电平。用于与测量设备的输入电阻进行阻抗匹配的阻抗匹配电阻优选地连接在放大器下游，以便执行功率匹配（=阻抗匹配）。

根据本发明的用于在用于中压电网的配电设备的电容性电压检验系统的连接插口处测量局部放电的测量装置具有根据本发明的电路装置以及连接在下游的测量设备，所述测量设备包括用于将所测量的电压脉冲转换成数字信号的A/D转换器和用于评估数字信号的微处理器单元。

根据本发明的测量装置可以是单独的设备（即具有单个外壳）或者是单独的外壳中的两个或更多个设备。尤其是，在后者情况下，在第一外壳中可以安置电路装置（包含频率响应匹配电阻和连接在下游的高通滤波器）并且在单独的外壳中可以安置包括A/D转换器和微处理器单元的测量设备，其中至少一个电连接线路在两个设备之间伸展。

通过本发明在当利用HFCT传感器进行测量时不能检测的情形中能够实现测量。一个示例在于在一个端部与中压电网的工作电压连接的电缆在另一端部处是开路的。在这样的情形下，通过HFCT传感器不获得信号，但是通过根据本发明的方法或借助于根据本发明的设备就获得信号。类似内容在其电缆屏蔽在配电设备的端部处不与地连接的电缆的情况下适用。

在根据本发明的测量装置的一种有利的改进方案中，测量装置具有用于检测由所述测量装置检测的电压脉冲之间的时间差的时间检测单元。如果测量装置在一个电缆端部处连接到电容性电压检验系统的测量输出端上，则从而可以检测直接从局部放电的点运行到测量装置的电压脉冲与从局部放电的点运行到遥远的电缆端部并且在该遥远的电缆端部处反射回的电压脉冲之间的时间间隔。从该时间间隔和电压脉冲的已知传播速度中可以确定局部放电的位置。

从直接局部放电脉冲与在遥远的电缆端部处反射的局部放电脉冲之间的时间差中来确定局部放电的位置本身是已知的。但是，通过本发明在无工作电压中断的情况下能够实现测量装置的最简单的耦合，其中实现针对测量人员的最大安全性。不需要在高压范围中的切换和操作。能够实现距离测量，而不必安装附加的局部放电传感器。

尤其是为了在非常长的电缆处或在具有复杂反射特性的电缆（T分支或多次分支电缆）处进行测量，有利的是，设置根据本发明的用于在具有处于IkV至69kV范围内的工作电压的电网中定位局部放电的位置的测量系统，所述测量系统具有至少两个根据本发明的用于在电容性电压检验系统的相应的测量输出端处测量局部放电的测量装置，其中电容性电压检验系统布置在电网的电缆的相应端部处。测量装置具有可相互同步的时间检测单元。借助于所述时间检测单元可以检测由局部放电引起的电压脉冲至相应的测量装置的运行时间的差。

可以从这些运行时间测量中确定电缆的其处发生局部放电的点。在此情况下，在T分支电缆的情况下，这样的测量装置可以在多个电缆端部处被连接到电容性电压检验系统的测量输出端上。

通过本发明，在无工作电压中断的情况下能够实现测量装置的最简单的耦合，其中实现针对测量人员的最大安全性。不需要在高压范围中的切换和操作。在长的电缆系统处以及在T分支电缆处也能够实现在线局部放电故障距离测量。在此情况下，在T分支电缆情况下，也可以在具有断路的电缆端部的情况下使用测量装置。而在断路的情况下将会不能应用HFCT传感器。

附图说明

在下面根据所附附图阐述本发明的其他优点和细节。在所附附图中：

图1示出包含根据本发明的电路装置的测量装置的示意图；

图2示出频率响应的图示；

图3示出本发明的第二实施例；

图4示出用于阐述本发明的第三实施例的符号图；

图5示出根据本发明的测量系统的实施例的示意图；

图6示出T分支电缆的示意图。

具体实施方式

在下面根据图1阐述本发明的第一实施例。

在图1中示意性地示出中压电网的导体1。因此，在导体1处施加处于1 kV至69 kV范围内的电压。常见的电压范围为6 kV至36 kV。表明包围导体1的电缆屏蔽2。

导体1布置在配电设备中。中压电网的其他导体因此可以经由开关（未示出）与导体1连接。

为了使得能够检验在导体1处是否施加有电压，存在总体地用附图标记3标出的电容性电压检验系统（VDS），所述电容性电压检验系统优选地根据规范IEC 61243-5:1997构造。施加在导体1处的电压可以处于1kV至52kV的范围内，其中高达69kV的更高电压也是可能的（所述更高电压在本文献的范围内总是仍被称为中压）。

电容性电压检验系统3具有连接到导体1上的耦合电容器4。耦合电容器4的电容适配于被设置用于施加到导体1上的电压的水平并且可以例如处于3 pF至250 pF的范围内。对于30 kV至10 kV范围内的电压，电容例如尤其是处于5 pF至30 pF的范围内。耦合电容器4经由同轴线路的导体5与连接插口7连接，所述连接插口是电容性电压检验系统的测量输出端。同轴线路的屏蔽6与地连接。同轴线路的电容可以例如处于50 pF至200 pF的范围内，并且同轴线路的长度可以处于

m至2 m的范围内。尤其是高达6 m的更大的长度是可能的。

在正常运行中，指示灯可以连接到连接插口7上，由所述指示灯表明导体1是否带电压。

可以在连接插口7与地之间设置（在该图中未示出的）负载电阻，以便在连接插口7开路（offen）时限制连接插口7处的电压。

电压检验系统可以例如连接到配电设备的母线上，所述母线与具有导体1和电缆屏蔽2的中压电缆连接。中压电缆通常具有用于三个相的三个导体，所述导体分别由电缆屏蔽包围。具有共同地包围所有三个导体的电缆屏蔽的中压电缆也是已知的。

电容性电压检验系统3可以被构造为高阻的或低阻的（HR或LRM系统）。

为了在围绕电压检验系统3到中压电网上的连接点的一定的区域中检验中压电网，对局部放电进行测量。该测量在线地、即在导体1上施加的电压处于1 kV至69 kV的范围中时进行。为了准备测量也不必使导体1与中压断开。

围绕根据本发明可以测量局部放电所经由的连接点的区域可以有利地为大于1km、尤其是高达几km。

为此，电路装置8连接到电压检验系统3的连接插口7上，必要时在移除事先连接的电压显示器或指示灯之后。该电路装置8具有频率响应匹配电阻9，所述频率响应匹配电阻一方面连接到输入线路10上并且另一方面连接到地，所述输入线路连接到连接插口7上。频率响应匹配电阻9的电阻值优选地为大于25 kΩ并且优选地小于400 kΩ，其中50 kΩ和200 kΩ之间的范围是优选的。

频率响应匹配电阻9被选择为使得与电压检验系统3相结合地得出具有小于1MHz、优选地小于200 kHz的极限频率的高通滤波器。如此构造的高通滤波的极限频率有利地为大于20 kHz、优选地大于50 kHz。如此构造的高通滤波器的示例性极限频率处于100kHz（+/-30%）的范围内。

然而，通过由电压检验系统3结合频率响应匹配电阻9将处于期望的极限频率以下的频率分量不充分地滤出。待测量的局部放电脉冲是大小非常小的电压脉冲，所述电压脉冲由不同的干扰信号叠加，并且因此不能容易地被探测。尤其是，通过施加在导体1上的中压的耦合输出的分量与该中压的对应的频率（所述频率处于16 2/3Hz至60 Hz的范围中）进行叠加。因此，高通滤波器11连接在频率响应匹配电阻9下游。在此情况下，高通滤波器11的输入端与输入线路10连接。高通滤波器11的极限频率有利地至少按数量级（优选地在+/-30%范围内）对应于由电压检验系统3结合频率响应匹配电阻9构成的高通滤波器的极限频率。

低通滤波器12此外连接在高通滤波器11下游。由该低通滤波器将处于期望的频带之上的频率分量滤出，所述频率分量同样至少在很大程度上是干扰分量。低通滤波器12的极限频率优选地处于5 MHz和30 MHz的范围内，例如大致处于10 MHz（+/-30％）的范围内。

因此，低通滤波器12以其输入端连接到高通滤波器11的输出端上。

滤波器11、12与频率响应匹配电阻9的反向连接也是可设想的和可能的，即低通滤波器12可能连接到频率响应匹配电阻9上（即连接到电路装置8的输入线路10上），并且高通滤波器11可能连接到低通滤波器12的输出端上。

放大器13连接在高通滤波器11和低通滤波器12下游。阻抗匹配电阻14连接在放大器13下游。阻抗匹配电阻14的输入端因此连接到放大器13的输出端上并且阻抗匹配电阻的输出端连接到电路装置8的输出线路15上。

放大器13用于适配于连接到电路装置8的输出线路15上的测量设备16的有利输入电平。阻抗匹配电阻14用于使电路装置8的输出电阻适配于测量设备16的输入电阻，使得这些至少基本上一致（优选地在+/-20%的范围内）。

测量设备16的主要组成部分是模拟/数字转换器（＝A/D转换器）17和微处理器单元18。A/D转换器17用于将在其输入端处施加的模拟信号转换成数字信号。所述数字信号被馈送到微处理器单元18并且在所述微处理器单元中被进一步处理。

在该实施例中，优选地构造为块电容器的电容器19连接到测量设备16的输入端上，所述电容器尤其是用于将必要时在输入端处施加的直流电压退耦。

变换器20可以连接到电容器19上，所述变换器尤其是用于电位隔离。例如，变换器可以具有50Ω的电阻。

有利地，二极管保护电路21连接到变换器20上，所述二极管保护电路尤其是用于限制电位的水平。在该实施例中，A/D转换器17连接到二极管保护电路21上。

测量设备16的结构是已知的。以这种方式构造的测量设备可以被连接到HFCT传感器上，以便测量局部放电。

由微处理器单元输出的测量信号被馈送到输出线路。在该实施例中，单独的计算机22连接到所述输出线路上。在所述计算机中尤其是也进一步将由局部放电引起的电压脉冲与干扰电压分量分离。为此，尤其是执行脉冲形状识别。

计算机22还用于表示测量结果。与用户的通信接口也被提供给计算机22。

与计算机22的连接也可以无线地经由无线电连接进行或经由光学线路进行。

由电压检验系统3结合电路装置8总体地构造的频率响应在图2中作为实线23示出。相对于以MHz为单位的频率f绘制以dB为单位的衰减（Attenuation）A。因此构造带通滤波器，所带通滤波器的极限频率在该实施例中处于100 kHz和10-20 MHz处。

与此相比，由虚线24表示如单独地通过电压检验系统3与测量设备16结合地将会得出的频率响应。此外，作为比较用虚线25示出如在与常规的HFCT传感器结合地使用测量设备16时得出的频率响应。因此，通过电路装置8结合电容性电压检验系统3来仿效常规的HFCT传感器的频率响应。

在图1中，利用导体1仅仅表示中压电缆的一个相，电压检验系统3连接到所述相上。以类似的方式，电压检验系统也可以连接到（未示出的）中压电缆的其他相上，在所述其他相的连接插口处分别以类似的方式在中间连接电路装置8的情况下借助于测量设备16执行局部放电的测量。

电路装置8和/或测量设备16也可以被构造用于同时测量所有相。

如所示，频率响应匹配电阻9优选地是欧姆电阻。将会可设想的和也可能的是，通过模仿欧姆电阻的电路元件、例如通过具有相应地被操控的沟道电阻的场效应晶体管实现这样的电阻。例如，也可以利用运算放大器模仿欧姆电阻。

原则上类似内容也适用于阻抗匹配电阻14。

也可以通过以下方式实现低通滤波器12，即在A/D转换之后执行数字信号的对应的信号处理。

图1中未示出的保护电路优选地设置在电路装置的输入端处，以便保护后续构件免受电压峰值。用于截获电压峰值的这样的保护电路是已知的。尤其是半导体器件、例如压敏电阻、二极管或气体放电保护装置（Gasableiter）用于此。

在图3中示出本发明的第二实施例。在下面阐明相对于第一实施例的不同之处。此外，可以以类似的方式使用对第一实施例的论述。

在图3的实施例的情况下，电路装置8和测量设备16安置在由虚线表明的共同的外壳中。切换装置（Schaltanordnung）8和测量设备16的组件对应于如在第一实施例中描述的那些组件。因此构造安置在单个外壳中的测量装置，所述测量装置包括电路装置8和测量设备3，所述测量设备被连接到电容性电压检验系统3的连接插口7上。

在第二实施例中，此外在第一实施例中连接的计算机22的功能性直接集成到该测量装置中。测量装置因此具有屏幕26和输入/输出设备27，所述输入/输出设备尤其是包括键盘和/或鼠标，所述键盘和/或鼠标连接到微处理器单元18上。装置可以设置在相同的外壳中，或者屏幕26和/或输入/输出设备27具有自身的外壳。对应的可写存储器也集成到微处理器单元18中。

另一方面，在第二实施例中，与在第一实施例情况下类似地，单独的计算机22也可以连接到测量装置上、即连接到测量设备16的输出端上。

相反地，与在第二实施例的情况下类似地，在第一实施例中，计算机22的功能性或其一部分可以直接集成到测量设备16中。

在下面根据图4阐述本发明的第三实施例。在下面，尤其是阐述与以前描述的实施例的不同之处。此外，可以类似地使用关于先前实施例的描述。

该实施例尤其是用于在中压电缆的情况下测量局部放电，其中所有三个相的导体1a、1b、1c由共同的电缆屏蔽2包围。在这样的电缆的情况下，不仅可能发生在相之一与电缆屏蔽之间的局部放电，而且可能发生在两个相之间的局部放电。所有三个相又配备有相应的电压检验系统3。在图4中，仅对于相中的两个相绘出了电压检验系统3。（在图5中未示出的）电路装置8连接到电压检验系统中的两个电压检验系统的输出端上。电路装置在这里被修改为使得所述电路装置具有两个输入端。随后构成这两个相的差。如果在这两个相之间发生局部放电，则在两个所分配的电压检验系统3的输出端处的从中得到的电压脉冲具有相反的极性。通过构成差，因此构造相应局部放电的电压脉冲的双倍水平，而对两个相具有相同或相似影响的干扰信号被消除或减少。

可以同时执行三个这样的差测量，以便确定三个线路1a、1b、1c中的分别两个之间的局部放电。

也可以在测量设备16中而不是在电路装置8中执行差构成。因此，两个电路装置8将会被连接到电压检验系统3的两个输出端上。测量设备16于是将会具有两个输入端，所述输入端将会连接到两个电路装置8的输出端上。

该电路装置还可以具有用于所有三个相的三个输入端，其中可以通过对应的开关（也为电子开关）选择三个相中的两个相用于构成差。当在测量设备中执行差构成时，所述测量设备可能具有三个输入端。

根据本发明的测量装置此外有利地具有用于检测由测量装置检测的电压脉冲之间的时间差的时间检测单元。由此可以确定电缆中局部放电的位置。为此，将测量装置在一个电缆端部处连接到配电设备的电容性电压检验系统的测量输出端上，所述测量输出端例如被构造为连接插口，以及检测在直接从局部放电的点运行到测量装置的电压脉冲与从局部放电的点运行到遥远的电缆端部的并且在该遥远的电缆端部处反射回的电压脉冲之间的时间间隔。从该时间间隔和电压脉冲的已知传播速度中可以由测量装置的评估单元确定局部放电的位置。在此情况下可以使用统计方法，其中评估多个这样的事件。

例如为了即使在非常长的电缆的情况下也确定局部放电的位置（如果在遥远的电缆端部处反射的局部放电脉冲不能被探测到或不能可靠地被探测到），示意性地在图5中示出根据本发明的测量装置在用于定位局部放电的位置的测量系统中（在具有处于1 kV至69kV范围内的工作电压的电网中）的使用。示出第一和第二配电设备28，带电压的电缆29终止于所述配电设备。配电设备28中的相应的配电设备对于电缆29具有电容性电压检验系统3，其分别被设置用于检验电缆29是否是带电压的。电容性电压检验系统3可以以常规的方式构造，尤其是类似于结合图1和3所描述的那样构造。电容性电压检验系统3优选地根据规范IEC 61243-5:1997来构造。

在图5中表明终止于配电设备28中的相应配电设备的其他电缆30。同样表明开关37。

具有其相应的测量输出端的电容性电压检验系统3因此布置在电缆29的两个端部处。测量装置31连接到电容性电压检验系统中的相应电容性电压检验系统的测量输出端上，所述测量装置包括根据按照图1或3描述的电路装置构造的电路装置8和根据按照图1或图3描述的测量设备构造的测量设备16。

相应的测量装置31附加地具有时间检测单元32。在此情况下，两个测量装置31的时间检测单元32借助于共同的时基彼此同步。例如，这样的共同的时基可以由GPS时间戳提供。为此，在相应的时间检测单元32处表明天线，所述天线接收同样表明的GPS信号。借助于GPS的时间同步是已知的。

借助于时间检测单元32确定探测相应的局部放电脉冲（＝由于局部放电引起的电压脉冲）的相应的时间。通过比较探测由于局部放电引起的电压脉冲的时间，可以确定这些电压脉冲至两个测量装置31的运行时间的差。

为了使得能够在两个测量装置31之间进行通信，测量装置31此外具有通信单元33。借助于这些通信单元33可以优选地提供两个测量装置31之间的无线通信，例如经由移动无线电网络。有线通信（玻璃纤维线路、互联网、内联网）也是可设想的和可能的。

测量装置31中的至少一个此外具有评估单元34，由所述评估单元34对由两个测量装置31记录的测量值执行评估。在该实施例中，测量装置31被构造为相同的，使得测量装置31中的每一个均具有评估单元，其中由测量装置31中的一个测量装置执行评估，该一个测量装置作为“主机”被运行。测量装置31中的另一测量装置因此作为“从机”被运行，其中也可以存在多于一个这样的其他测量装置，如下面进一步论述的。

评估单元34从由局部放电引起的电压脉冲至两个测量装置31的运行时间的差、电缆29的长度和电压脉冲的已知传播速度中确定局部放电的位置与相关的电缆端部的距离。因此可以定位电缆29的其处发生局部放电的点。在此情况下，在评估时优选地将多个测量计算在内。

原则上，评估单元34也可以是单独的设备，所述单独的设备与测量装置31通信，或者在测量时获得的测量值在测量之后被输送给所述单独的设备。

即使在所谓的T分支电缆的情况下也可以使用本发明。这样的T分支电缆示例性地在图6中示意性地示出。分支支线36从主支线35引出。配电设备28分别布置在主支线35的端部处以及布置在分支支线36的端部处。配电设备28分别具有用于电缆的电容性电压检验系统（在图6中未示出）。如果除了在主支线的两个端部处类似于图5地布置测量装置之外，这样的测量装置也被设置在一个、多个或所有分支支线36的端部处，其中所有测量装置是时间同步的，则可以改善在T分支电缆中局部放电的位置的定位。在这种情况下，由此也能够实现在分支支线36的区域中的定位。

两个或多个测量装置31之间的时间同步也可以以与基于GPS不同的方式进行，例如经由光学玻璃纤维传输进行。在时间检测单元的足够高的精度（Ganggenauigkeit）的情况下，也将会可设想和可能的是，首先在共同的位置处使测量装置31同步，并且然后才将所述测量装置带到相应的使用位置。

测量装置31分别是微处理器系统。时间检测单元、通信单元和评估单元可以被理解为这样的微处理器系统内的功能单元，并且通常将共享物理构件、例如微处理器、存储器模块等。可以有利地规定，根据图5的测量装置中的相应的测量装置也被构造用于在一个电缆端部处的电容性电压检验系统处单独地使用，以便从在直接运行到该电缆端部的局部放电脉冲与在遥远的电缆端部处反射的局部放电脉冲之间的时间间隔中确定局部放电的位置，如已经描述的那样。然后该时间间隔可以借助于时间检测单元32被确定并且由评估单元34评估。

电容性电压检验系统可以以不同的方式耦合到电网的电缆的导体上。例如，这样的电容性电压检验系统的耦合电容器也可以安置在绝缘支座或电缆插头中或者也可以单独地安装。尽管在许多情形下有利的是连接插口被设置为电容性电压检验系统的测量输出端，但是这不是强制性需要的。因此，电容性电压检验系统的测量输出端也可能直接与根据本发明的电路装置接线。

关于附图标记的说明

1导体 25线

1a导体 26屏幕

lb导体 27输入/输出设备

lc导体 28配电设备

2电缆屏蔽 29电缆

3电压检验系统 30电缆

4耦合电容器 31测量装置

5导体 32时间检测单元

6屏蔽 33通信单元

7连接插口 34评估单元

8电路装置 35主支线

9频率响应匹配电阻 36分支支线

10输入线路 37开关

11高通滤波器

12低通滤波器

13放大器

14阻抗匹配电阻

15输出线路

16测量设备

17模拟/数字转换器

18微处理器单元

19电容器

20变换器

21二极管保护电路

22计算机

23线

24线

Claims (15)

1.一种用于将电测量设备（16）与用于具有处于1kV至69kV范围中的工作电压的电网的配电设备的电容性电压检验系统（3）的测量输出端连接的电路装置，所述电测量设备用于在具有处于1kV至69kV范围中的工作电压的电网中测量局部放电，并且具有用于将所测量的电压脉冲转换成数字信号的A/D转换器（17）和用于评估所述数字信号的微处理器单元（18），其特征在于，所述电路装置（8）具有频率响应匹配电阻（9）和连接在所述频率响应匹配电阻（9）下游的高通滤波器（11），所述频率响应匹配电阻连接在用于与所述测量输出端的带电压的极连接的输入线路（10）与地之间。

2.根据权利要求1所述的电路装置，其特征在于，所述电容性电压检验系统（3）的测量输出端被构造为连接插口（7）。

3.根据权利要求1或2所述的电路装置，其特征在于，所述频率响应匹配电阻（9）为大于25 kΩ，其中所述频率响应匹配电阻（9）优选地为小于400 kΩ。

4.根据权利要求3所述的电路装置，其特征在于，所述频率响应匹配电阻（9）处于50 kΩ至200kΩ的范围内。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的电路装置，其特征在于，所述高通滤波器（11）的极限频率处于50 kHz和200 kHz的范围内。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的电路装置，其特征在于，低通滤波器（12）连接在所述频率响应匹配电阻（9）下游，所述低通滤波器的极限频率优选地处于5 MHz和20 MHz之间的范围内。

7.根据权利要求6所述的电路装置，其特征在于，放大器（13）连接在所述高通滤波器（11）和低通滤波器（12）下游。

8.根据权利要求7所述的电路装置，其特征在于，用于适配于所述测量设备（16）的输入电阻的阻抗匹配电阻（14）连接在所述放大器（13）下游，所述输入电阻优选地为小于100Ω。

9.一种用于在用于具有处于1kV至69kV范围中的工作电压的电网的配电设备的电容性电压检验系统的测量输出端处测量局部放电的测量装置，其中所述测量装置具有用于将所测量的电压脉冲转换成数字信号的A/D转换器（17）和用于评估所述数字信号的微处理器单元（18），其特征在于，所述测量装置具有根据权利要求1至8中任一项所述的电路装置（8），所述电路装置连接在所述A/D转换器（17）上游。

10.根据权利要求9所述的测量装置，其特征在于，所述电容性电压检验系统（3）的测量输出端被构造为连接插口（7）。

11.根据权利要求9或10所述的测量装置，其特征在于，为了测量用于处于1kV至69kV范围中的电压的多极电缆的两个导体（1a、1b、1c）之间的局部放电，将通过在所述两个导体（la、lb、lc）处的局部放电测量获得的测量信号彼此相减。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的测量装置，其特征在于，用于定位所述局部放电的位置的测量装置具有用于检测由所述测量装置检测的电压脉冲之间的时间差的时间检测单元。

13.一种用于在具有处于1kV至69kV范围中的工作电压的电网中定位局部放电的位置的测量系统，其特征在于，所述测量系统具有至少两个根据权利9至12中任一项所述的用于在布置在所述电网的电缆（29）的相应的端部处的电容性电压检验系统（3）的相应的测量输出端处测量局部放电的测量装置（31），并且所述测量装置（31）具有可彼此同步的用于检测由局部放电引起的电压脉冲至相应的测量装置（31）的运行时间的差的时间检测单元（32）。

14.根据权利要求13所述的测量系统，其特征在于，所述测量系统具有至少一个评估单元（34），用于评估由局部放电引起的电压脉冲的运行时间的所检测的差来确定所述局部放电的位置，其中优选地所述测量装置（31）中的至少一个测量装置具有这种评估单元（34）。

15.根据权利要求12至14中任一项所述的测量系统，其特征在于，所述测量装置（31）具有用于相互地、优选地无线地进行数据交换的通信单元（33）。

Images