DE102009037445B4

DE102009037445B4 - Schaltungsanordnung zur Prüfung und Fehlervorortung

Info

Publication number: DE102009037445B4
Application number: DE102009037445A
Authority: DE
Inventors: Eberhard Oertel; Thomas GEBHARDT; Sven Scheuschner; Torsten BERTH
Original assignee: Hagenuk KMT Kabelmesstechnik GmbH
Current assignee: Hagenuk KMT Kabelmesstechnik GmbH
Priority date: 2009-08-10
Filing date: 2009-08-10
Publication date: 2012-07-26
Anticipated expiration: 2029-08-11
Also published as: DE102009037445A1

Abstract

Schaltungsanordnung zur Prüfung und Fehlervorortung an Mittelspannungskabeln mit folgenden Merkmalen:
a) mit einer VLF-Spannung zur Kabelfehlerermittlung an Mittelspannungskabeln mit irreversiblen Isolationsfehlern,
b) mit einem VLF-Generator (1), der über ein Koppelglied mit einem Prüfkabel (7) verbunden ist,
c) ein Auftreten eines Kabelfehlers als Isolationsfehler wird über eine Einheit (2) zur Durchschlagserkennung erkannt und im Fehlerfall wird als Isolationsdurchschlag durch einen Lichtbogen im Prüfkabel (7) dieser über eine auftretende Grundwelle des VLF-Generators (1) mit dem Prüfkabel (7) ermittelt und
d) über die Grundwelle sowie den Reflexionen und Brechungen der Strom- und/oder Spannungswellen wird eine Fehlervorortung durchgeführt,
e) die Strom- und/oder Spannungswellen werden über wenigstens ein Koppelelement (3, 4) ausgekoppelt,
f) über eine Einheit (5) zur Signalaufnahme/-auswertung erfolgt eine Fehlervorortung,
g) der Einheit (5) ist zur Signalaufnahme/-auswertung eine Recheneinheit (6) zur mathematischen Bestimmung einer absoluten oder relativen Fehlerentfernung zugeordnet.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Prüfung und Fehlervorortung an Mittelspannungskabeln.
Derartige Schaltungsanordnungen sind zur Prüfung von Kabeln bekannt. Hierbei wird das Kabel mit einer niederfrequenten Wechselspannung über eine Zeitdauer mit einem festgelegten Spannungspegel beaufschlagt. Erfolgt kein Durchschlag, ist eine Prüfung bestanden und das geprüfte Kabel wird wieder in Betrieb genommen. Bei einem auftretenden Durchschlag tritt dagegen eine irreversible Schädigung der Kabelisolation auf und ein Kabelfehler ist in diesem Fall permanent vorhanden und wird mit einer Fehlerortungstechnik durch separat anschaltbare Geräte in bekannter Weise vor- und nachgeortet.
Ferner ist es möglich, daß bei einer Kabelprüfung sich ein intermittierender Kabelfehler ergibt, wobei eine reversible Schädigung der Kabelisolation entsteht. So ist es in ölisolierten Kabeln und Kabelmuffen möglich, daß es während eines Durchschlages zur Verflüssigung der Ölisolierung kommt, die gegebenenfalls in einen ausgetrockneten kritischen Bereich der Isolierung nachfließt und zu einer Festigkeitserhöhung führt. Hierdurch besteht der Mangel, daß der Kabelfehler nicht mehr existiert und mit der bekannten Fehlerortungstechnik nicht lokalisierbar ist.
Nach der DE 37 37 373 A1 ist ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zur Isolationsprüfung und zur Ortung von Fehlern in Energiekabeln bekannt geworden. Hierbei wird bei auftretendem Lichtbogen ein zusätzliches Signal eingekoppelt, so daß nicht die vorliegenden physikalischen Verhältnisse durch die entstehende Grundwelle ausnutzbar sind.
Weiterhin ist nach der US 2006/0038573 A1 eine abweichende Anordnung unter Ausnutzung von Teilentladungen zur Fehlerortung und Fehlerpositionsbestimmung bekannt.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verknüpfung von VLF-Prüfung und Fehlerortung zur Lokalisierung von irreversiblen Isolationsfehlern ohne eine zusätzliche aktive Signaleinkopplung zu ermöglichen.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit einer Schaltungsanordnung zur Prüfung und Fehlervorortungan Mittelspannungskabeln mit folgenden Merkmalen:

a) mit einer VLF-Spannung zur Kabelfehlerermittlung an Mittelspannungskabeln mit irreversiblen Isolationsfehlern,
b) mit einem VLF-Generator, der über ein Koppelglied mit einem Prüfkabel verbunden ist,
c) ein Auftreten eines Kabelfehlers als Isolationsfehler wird über eine Einheit zur Durchschlagserkennung erkannt und im Fehlerfall wird als Isolationsdurchschlag durch einen Lichtbogen im Prüfkabel dieser über eine auftretende Grundwelle des VLF-Generators mit dem Prüfkabel ermittelt und
d) über die Grundwelle sowie den Reflexionen und Brechungen der Strom- und/oder Spannungswellen wird eine Fehlervorortung durchgeführt,
e) die Strom- und/oder Spannungswellen werden über wenigstens ein Koppelelement ausgekoppelt,
f) über eine Einheit zur Signalaufnahme/-auswertung erfolgt eine Fehlervorortung,
g) der Einheit ist zur Signalaufnahme/-auswertung eine Recheneinheit zur mathematischen Bestimmung einer absoluten oder relativen Fehlerentfernung zugeordnet.

Hierdurch erfolgt gleichzeitig zum Prüfverfahren eine Vorortung eines Kabelfehlers, wobei auch bei einem Durchschlag mit anschließender Wiederverfestigung des Isolationsfehlers eine erfolgreiche Vorortung eines Kabelfehlers durchführbar ist.
Weiterhin ist vorgesehen, daß ein Auswertealgorithmus zur Meßsignalanalyse für eine Ermittlung einer absoluten bzw. relativen Fehlerortentfernung inklusive einer Korrektur/Kompensation parasitärer elektrischer Eigenschaften des VLF-Generators einsetzbar ist.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung zur Verknüpfung einer Prüfung mit einer Kabelvorortung während einer Kabelprüfung schematisch dargestellt.
Hierbei erzeugt ein VLF-Generator 1 eine niederfrequente Prüfwechselspannung, wie eine Sinus- oder Cosinus-Rechteckspannung bzw. Rechteck- oder Trapezspannung, und ist über ein Koppelglied 3 mit einem Prüfkabel 7 verbunden.
Zusätzlich befindet sich in dem Hochspannungskreis der Anordnung eine Einheit 2 zur Durchschlagserkennung sowie zusätzlich ein Koppelglied 4, eine Einheit 5 zur Signalaufnahme/-auswertung und in diesem Fall auch eine Auswerteeinheit 6 zur Fehlerortberechnung. Die Signalaufnahme/-auswertung der Einheit 5 besteht in bekannter Weise aus einem A/D-Wandler, einem Speicher und einer Ablaufsteuerung.
Tritt während einer VLF-Prüfung ein Isolationsfehler auf, wird diese Entladung mittels der Einheit 2 der Durchschlagserkennung detektiert und die Einheit 5 zur Signalaufnahme/-auswertung 5 aktiviert. Durch einen Durchschlag bei einem Kabelfehler 8 entsteht eine elektrische Schwingung als Grundschwingung zwischen dem VLF-Generator 1 und dem Prüfkabel 7 sowie eine diese Schwingung überlagernde Spannungs- bzw. Stromwanderwelle.
Das benötigte Meßsignal wird über das Koppelglied 3 und/oder das Koppelglied 4 aus dem Hochspannungs- und/oder dem Erdkreis ausgekoppelt. Dieses sind einerseits die elektrische Grundschwingung des VLF-Generators 1 mit dem Prüfungkabel 7 und andererseits die Reflexionen und Brechungen der auftretenden Strom- und Spannungswanderwellen durch Inhomogenitäten des Wellenwiderstandes der Komponenten/Abschnitte vom Prüfkabel 7 und VLF-Generator 1. Das Meßsignal wird der Einheit 5 zur Signalaufnahme/-auswertung zugeführt und in bekannter Weise mit einem Transientenrecorder aufgezeichnet und anschließend einer Analyse unterzogen. Nach dieser mathematischen Auswertung werden die Werte der Einheit 5 Signalaufnahme/-auswertung” einer Einheit 6 ”Fehlerortberechnung” zur nachfolgenden Ermittlung der absoluten bzw. relativen Fehlerberechnung übergeben.
Somit ist es möglich, selbst reversible Kabelfehler in papierisolierten Kabeln oder in ölisolierten Kabelmuffen, während eines einmal auftretenden Durchschlages bzw. Überschlages bei einer VLF-Prüfung gleichzeitig ohne eine getrennte Maßnahme vorzuorten.

Claims

Schaltungsanordnung zur Prüfung und Fehlervorortung an Mittelspannungskabeln mit folgenden Merkmalen: a) mit einer VLF-Spannung zur Kabelfehlerermittlung an Mittelspannungskabeln mit irreversiblen Isolationsfehlern, b) mit einem VLF-Generator (1), der über ein Koppelglied mit einem Prüfkabel (7) verbunden ist, c) ein Auftreten eines Kabelfehlers als Isolationsfehler wird über eine Einheit (2) zur Durchschlagserkennung erkannt und im Fehlerfall wird als Isolationsdurchschlag durch einen Lichtbogen im Prüfkabel (7) dieser über eine auftretende Grundwelle des VLF-Generators (1) mit dem Prüfkabel (7) ermittelt und d) über die Grundwelle sowie den Reflexionen und Brechungen der Strom- und/oder Spannungswellen wird eine Fehlervorortung durchgeführt, e) die Strom- und/oder Spannungswellen werden über wenigstens ein Koppelelement (3, 4) ausgekoppelt, f) über eine Einheit (5) zur Signalaufnahme/-auswertung erfolgt eine Fehlervorortung, g) der Einheit (5) ist zur Signalaufnahme/-auswertung eine Recheneinheit (6) zur mathematischen Bestimmung einer absoluten oder relativen Fehlerentfernung zugeordnet.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Auswertealgorithmus zur Meßsignalanalyse für eine Ermittlung einer absoluten bzw. relativen Fehlerortentfernung inklusive einer Korrektur/Kompensation parasitärer elektrischer Eigenschaften des VLF-Generators (1) einsetzbar ist.