DE102019204311A1

DE102019204311A1 - Sensor arrangement and method

Info

Publication number: DE102019204311A1
Application number: DE102019204311.9A
Authority: DE
Inventors: Vasanth Shyam Sundar Musunuri; Andreas Wegener
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Priority date: 2019-03-28
Filing date: 2019-03-28
Publication date: 2020-10-01
Also published as: WO2020193065A1

Abstract

Eine Sensoranordnung (14, 14a) weist eine Messelektrode (17) auf, welche einem zu prüfenden elektrisch isolierenden Fluid zugeordnet ist. Weiterhin ist eine Referenzelektrode (18) vorgesehen, wobei die Messelektrode (17) sowie die Referenzelektrode (18) über eine flüssigkeitsspendende Einrichtung (19) miteinander verbunden sind. Die Sensoranordnung (14, 14a) ist an einer Elektroenergieübertragungseinrichtung angeordnet.A sensor arrangement (14, 14a) has a measuring electrode (17) which is assigned to an electrically insulating fluid to be tested. A reference electrode (18) is also provided, the measuring electrode (17) and the reference electrode (18) being connected to one another via a liquid-dispensing device (19). The sensor arrangement (14, 14a) is arranged on an electrical energy transmission device.

Description

Die Erfindung betrifft eine SensoranordnungThe invention relates to a sensor arrangement

Eine Sensoranordnung ist beispielsweise aus der deutschen Patentschrift DE 103 02 857 B3 bekannt. Dort ist beschrieben, dass die Sensoranordnung als Durchflussmengenmessgerät ausgebildet ist, um in einen Gasraum eingebrachte sowie aus einem Gasraum entnommene Isoliergasmengen zu erfassen und diese zu saldieren. Um eine Aussage über den Zustand der elektrischen Isolation zu treffen, ist ein Überwachen von eingebrachten bzw. entnommenen Isoliergasmengen nicht ausreichend. Um Isoliergase auch im Hoch- und Höchstspannungsbereich einzusetzen, müssen diese eine hohe Reinheit aufweisen, um dauerhaft eine hohe elektrische Isolationsfestigkeit zu gewährleisten. Aufgrund ihrer hohen Reinheit sind diese Gase oftmals besonders reaktionsfreudig und stellen erhöhte Anforderungen an die sie einschließenden Barrieren.A sensor arrangement is for example from the German patent DE 103 02 857 B3 known. It is described there that the sensor arrangement is designed as a flow rate measuring device in order to detect amounts of insulating gas introduced into a gas space and withdrawn from a gas space and to balance these amounts. In order to make a statement about the state of the electrical insulation, it is not sufficient to monitor the amount of insulation gas introduced or withdrawn. In order to use insulating gases in the high and extra high voltage range, they must have a high degree of purity in order to guarantee a high level of electrical insulation strength over the long term. Due to their high purity, these gases are often particularly reactive and place increased demands on the barriers that surround them.

Daher ergibt sich als Aufgabe der Erfindung, eine Sensoranordnung anzugeben, welche über lange Betriebszeiträume zuverlässig den Zustand eines Isolierfluides abbilden kann.The object of the invention is therefore to specify a sensor arrangement which can reliably map the state of an insulating fluid over long periods of operation.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Sensoranordnung, aufweisend eine Messelektrode, welche einem zu prüfenden Isolierfluid zugeordnet ist, dadurch gelöst, dass die Messelektrode mit einer Referenzelektrode über eine feuchtigkeitsspendende Einrichtung verbunden ist.According to the invention, this object is achieved in a sensor arrangement having a measuring electrode which is assigned to an insulating fluid to be tested in that the measuring electrode is connected to a reference electrode via a moisturizing device.

Als elektrisch isolierende Fluide sind Isoliermedien insbesondere im gasförmigen Zustand bevorzugt. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass Isolierfluide in flüssiger Form Verwendung finden. Als elektrisch isolierende Medien können beispielsweise Isolieröle oder Isolierester zum Einsatz kommen. Es können aber auch fluorhaltige Isoliermedien, insbesondere in Gasform verwendet werden. Beispielsweise eigenen sich dafür Fluorketone, Fluorolefine, Fluornitrile, Hexafluoride, insbesondere SF₆ sowie andere fluorhaltige organische Verbindungen. Darüber hinaus können jedoch auch elektrisch isolierende Fluide auf CO₂-Basis oder Stickstoffbasis, beispielsweise so genannte gereinigte Luft oder industrielle Luft Verwendung finden. Unabhängig von der stofflichen Zusammensetzung der elektrisch isolierenden Fluide sollen diese über lange Betriebszeiträume eine stabile elektrische Isolationsfestigkeit aufweisen. Mittels einer Sensoranordnung ist es möglich, charakteristische Merkmale, welche die Isolationsfestigkeit repräsentieren, zu detektieren. Beispielsweise können als Indikator Verunreinigungen, Zersetzungsprodukte, wie beispielsweise Schwefeldioxid, Fluorwasserstoff, Wasser, Kohlendioxid, Kohlenmonoxid oder andere Stoffe detektiert werden.Insulating media, in particular in the gaseous state, are preferred as electrically insulating fluids. However, it can also be provided that insulating fluids are used in liquid form. For example, insulating oils or insulating esters can be used as electrically insulating media. However, fluorine-containing insulating media, in particular in gas form, can also be used. For example, fluoroketones, fluoroolefins, fluoronitriles, hexafluorides, in particular SF ₆ and other fluorine-containing organic compounds are suitable for this. In addition, however, electrically insulating fluids based on CO ₂ or nitrogen, for example so-called purified air or industrial air, can also be used. Regardless of the material composition of the electrically insulating fluids, they should have a stable electrical insulation strength over long periods of operation. Using a sensor arrangement, it is possible to detect characteristic features that represent the insulation strength. For example, impurities, decomposition products such as sulfur dioxide, hydrogen fluoride, water, carbon dioxide, carbon monoxide or other substances can be detected as indicators.

Ein elektrisch isolierendes Fluid ist vorteilhafterweise in Elektroenergieübertragungseinrichtungen genutzt, in welchen das Fluid zumindest einen Phasenleiter umspült und so dessen elektrische Isolation sichert. Das elektrisch isolierende Fluid ist dabei innerhalb eines Behälters (Barriere) eingeschlossen. Bevorzugt kann das elektrisch isolierende Fluid unter einen Überdruck gesetzt werden, so dass dessen Isolationsfestigkeit zusätzlich verstärkt wird. Bevorzugt ist der Behälter als Druckbehälter ausgebildet. Ein elektrisch isolierendes Fluid liegt bevorzugt frei von Verunreinigungen, Zersetzungsprodukten usw. innerhalb des Behälters vor. Aufgrund von dielektrischer Beanspruchung, z. B. durch Überschlagserscheinungen wie Lichtbögen oder Teilentladungen, Einwirkungen von außen (Temperatur, Strahlung usw.) sowie eingebrachte Verunreinigungen kann es jedoch zu Reaktionen des elektrisch isolierenden Fluids kommen. Mittels einer Sensoranordnung, die bevorzugt dauerhaft an der Elektroenergieübertragungseinrichtung angeordnet ist, können Komponenten des Isolierfluids, Verunreinigungen, Zersetzungsprodukte usw. die charakteristisch für die elektrische Isolationsfestigkeit sind, detektiert werden. Beispielsweise kann ein SO₂-Gehalt innerhalb eines Isolierfluides, oder auch ein Kohlenmonoxidgehalt usw. detektiert werden. Derartige Stoffe sind charakteristisch für Zersetzungen, beispielsweise von fluorhaltigen Isolationsfluiden, wie z. B. Schwefelhexafluorid. Durch die Nutzung einer Messelektrode kann dieselbe insbesondere dauerhaft/kontinuierlich dem elektrisch isolierenden Fluid ausgesetzt sein. Aufgrund der Wirkung des elektrisch isolierenden Fluids kann die Messelektrode dabei einer Alterung bzw. einem „Verbrauch“ unterliegen. Eine Alterung kann sich beispielsweise in einem Verspröden der Messelektrode zeigen. Durch die Nutzung einer Referenzelektrode und einem Verbinden der Messelektrode sowie der Referenzelektrode über eine flüssigkeitsspendende Einrichtung kann der Messelektrode Feuchtigkeit, also Wasser/H₂O zugeführt werden. Die Messelektrode, die Referenzelektrode und die flüssigkeitsspendende Einrichtung sind Teil eines Sensorelementes der Sensoranordnung. Durch eine elektrische Beschaltung von Messelektrode und Referenzelektrode kann eine Potentialdifferenz zwischen denselben hervorgerufen werden. Gegebenenfalls kann die Messelektrode zur Erzeugung einer Potentialdifferenz eine Arbeitselektrode und eine Gegenelektrode aufweisen, zwischen welchen ein Elektronenfluss erzeugt wird. Die Referenzelektrode kann ein konstantes, insbesondere definiertes Potential aufweisen, so dass eine Bezugsgröße zur Ermittlung der Potentialdifferenz vorliegt.An electrically insulating fluid is advantageously used in electrical energy transmission devices in which the fluid washes around at least one phase conductor and thus ensures its electrical insulation. The electrically insulating fluid is enclosed within a container (barrier). The electrically insulating fluid can preferably be placed under excess pressure, so that its insulation strength is additionally reinforced. The container is preferably designed as a pressure vessel. An electrically insulating fluid is preferably free of impurities, decomposition products, etc. within the container. Due to dielectric stress, e.g. B. through flashover phenomena such as arcs or partial discharges, external influences (temperature, radiation, etc.) as well as introduced impurities, however, reactions of the electrically insulating fluid can occur. By means of a sensor arrangement, which is preferably arranged permanently on the electrical energy transmission device, components of the insulating fluid, impurities, decomposition products, etc. that are characteristic of the electrical insulation strength can be detected. For example, an SO ₂ content within an insulating fluid, or a carbon monoxide content, etc., can be detected. Such substances are characteristic of decomposition, for example of fluorine-containing insulating fluids, such as. B. sulfur hexafluoride. By using a measuring electrode, the same can in particular be permanently / continuously exposed to the electrically insulating fluid. Due to the effect of the electrically insulating fluid, the measuring electrode can be subject to aging or “consumption”. Aging can manifest itself, for example, in the measuring electrode becoming brittle. By using a reference electrode and connecting the measuring electrode and the reference electrode via a liquid-dispensing device, moisture, i.e. water / H ₂ O, can be fed to the measuring electrode. The measuring electrode, the reference electrode and the liquid-dispensing device are part of a sensor element of the sensor arrangement. By electrically connecting the measuring electrode and the reference electrode, a potential difference can be created between them. The measuring electrode can optionally have a working electrode and a counter electrode, between which an electron flow is generated, in order to generate a potential difference. The reference electrode can have a constant, in particular a defined potential, so that a reference variable is available for determining the potential difference.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die Sensoranordnung eine Membran aufweist.Another advantageous embodiment can provide that the sensor arrangement has a membrane.

Eine Ausstattung der Sensoranordnung mit einer Membran ermöglicht es, das zu prüfende Isolierfluid durch die Membran hindurchtreten zu lassen und dabei auch eine Anreicherung des zu prüfenden Isolierfluids mit einer Flüssigkeit vorzunehmen. Die Membran kann als flüssigkeitsspendende Einrichtung dienen. Die Flüssigkeit unterstützt dabei eine elektrochemische Reaktion, in der beispielsweise Kohlenmonoxid zu Kohlendioxid oxidiert wird oder Sauerstoff zu Wasser reduziert wird. Entsprechend stellt sich eine Potentialdifferenz zwischen Messelektrode und Referenzelektrode ein, welcher erfasst werden kann. Die Membran kann Teil eines Sensorelementes sein.Equipping the sensor arrangement with a membrane makes it possible to allow the insulating fluid to be tested to pass through the membrane and also to enrich the insulating fluid to be tested with a liquid. The membrane can serve as a liquid-dispensing device. The liquid supports an electrochemical reaction in which, for example, carbon monoxide is oxidized to carbon dioxide or oxygen is reduced to water. Correspondingly, there is a potential difference between the measuring electrode and the reference electrode, which can be detected. The membrane can be part of a sensor element.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die feuchtigkeitsspendende Einrichtung, insbesondere eine Membran mit einem Flüssigkeitsreservoir verbunden ist.Another advantageous embodiment can provide that the moisturizing device, in particular a membrane, is connected to a liquid reservoir.

Im Interesse der universellen Verwendbarkeit der Sensoranordnung ist deren Größe zu beschränken, so dass die Sensoranordnung möglichst frei wählbar an verschiedenen Orten einer Elektroenergieübertragungseinrichtung zum Einsatz gelangen kann. Aufgrund der erforderlichen langfristigen Einsatznotwendigkeit der Sensoranordnung kann durch das Vorsehen eines Flüssigkeitsreservoirs die Membran bzw. die feuchtigkeitsspendende Einrichtung während des Betriebes „nachgetränkt“ werden. So ist ein zusätzliches Volumen geschaffen, um eine verlängerte Lebensdauer der Sensoranordnung zu erzielen. Weiterhin besteht die Möglichkeit, das Feuchtigkeitsreservoir räumlich distanziert von der feuchtigkeitsspendenden Einrichtung bzw. der Membran anzuordnen, so dass eine kompakte Einheit gebildet werden kann. Weiter kann vorgesehen sein, das Feuchtigkeitsreservoir erneut zu befüllen oder auszutauschen, so dass die mögliche Betriebsdauer der Sensoranordnung verlängert werden kann.In the interest of universal usability of the sensor arrangement, its size is to be limited so that the sensor arrangement can be used as freely as possible at different locations of an electrical energy transmission device. Due to the long-term need for the sensor arrangement to be used, the membrane or the moisturizing device can be “replenished” during operation by providing a liquid reservoir. An additional volume is thus created in order to achieve an extended service life of the sensor arrangement. There is also the possibility of arranging the moisture reservoir spatially distanced from the moisture-dispensing device or the membrane, so that a compact unit can be formed. Provision can also be made for the moisture reservoir to be refilled or replaced, so that the possible operating time of the sensor arrangement can be extended.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass in dem Flüssigkeitsreservoir ein Elektrolytgel angeordnet ist.Another advantageous embodiment can provide that an electrolyte gel is arranged in the liquid reservoir.

Ein Elektrolyt in Gelform weist den Vorteil auf, dass eine Bindung des Elektrolyts im Flüssigkeitsreservoir erfolgt. Dadurch ist beispielsweise ein unerwünschtes Austreten des Elektrolyts aus der Sensoranordnung erschwert. Weiterhin weist eine Gelform eines Elektrolyts bei Relativbewegungen, wie beispielsweise Erschütterungen und Vibrationen eine erhöhte Widerstandsfähigkeit auf. Weiterhin wird die Verwendung der Sensoranordnung in verschiedenen Einbaulagen unterstützt. Als vorteilhaft ist die Verwendung eines Polymerelektrolytes einzuschätzen.An electrolyte in gel form has the advantage that the electrolyte is bound in the liquid reservoir. As a result, for example, undesired leakage of the electrolyte from the sensor arrangement is made more difficult. Furthermore, a gel form of an electrolyte has an increased resistance to relative movements, such as shocks and vibrations. The use of the sensor arrangement in different installation positions is also supported. The use of a polymer electrolyte is considered to be advantageous.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die Sensoranordnung einen Adapterstutzen zum Anschluss an eine Fluidleitung aufweist.A further advantageous embodiment can provide that the sensor arrangement has an adapter stub for connection to a fluid line.

Eine Sensoranordnung kann vorteilhafterweise an Füll- bzw. Entleerungsleitungen (Fluidleitungen) einer Elektroenergieübertragungseinrichtung angesetzt (z. B. angeflanscht) werden. Je nach System, nach unterschiedlichen Isolierfluiden usw. sind verschiedene Anschlüsse an derartigen Befüll- und Entleerungsleitungen vorgesehen. Dadurch sind Verwechselungen mechanisch verhindert. Durch die Nutzung eines Adapterstutzens können verschiedene Fluidleitungen mit der Sensoranordnung gekoppelt werden. Der Adapterstutzen kann beispielsweise derart ausgebildet sein, dass die Sensoranordnung über mehrere Aufnahmeöffnungen (Anschlussflansche, Kuppelstücke etc.) verfügt, die wahlweise, insbesondere gegeneinander verriegelt, ein Anschließen an eine Leitung ermöglicht. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass Adapter mit verschiedenen Aufnahmeöffnungen wechselweise an der Sensoranordnung angeordnet sind, so dass stets nur eine Art von Leitung mit der Sensoranordnung über einen jeweils anzupassenden Adapterstutzen angeschlossen werden kann.A sensor arrangement can advantageously be attached (for example flanged) to filling or emptying lines (fluid lines) of an electrical energy transmission device. Depending on the system, different insulating fluids, etc., different connections are provided on such filling and emptying lines. This mechanically prevents mix-ups. By using an adapter nozzle, various fluid lines can be coupled to the sensor arrangement. The adapter stub can be designed, for example, in such a way that the sensor arrangement has several receiving openings (connection flanges, coupling pieces, etc.) which optionally, in particular interlocked with one another, allow connection to a line. However, it can also be provided that adapters with different receiving openings are arranged alternately on the sensor arrangement, so that only one type of line can always be connected to the sensor arrangement via an adapter stub to be adapted in each case.

Dabei kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass ein Adapterstutzen Aufnahmeöffnungen für abweichende Rohrstutzen aufweist.It can advantageously be provided that an adapter stub has receiving openings for different pipe stubs.

Der Adapterstutzen kann auch mehrere Aufnahmeöffnungen für abweichende Rohrstutzen aufweisen. Die Aufnahmeöffnungen sollten dabei vorteilhafterweise gegeneinander verriegelt sein, so dass ein zeitgleiches Anschließen von Rohrstutzen an verschiedene Aufnahmeöffnungen des Adapterstutzens verhindert ist. Ein Verriegeln kann beispielsweise durch einen Austausch von Aufnahmeöffnungen erfolgen. In diesem Fall verbleibt jeweils nur eine Aufnahmeöffnung am Adapterstutzen. Eine Aufnahmeöffnung kann beispielsweise durch einen wechselbaren Adapter zur Verfügung gestellt werden.The adapter stub can also have several receiving openings for different pipe stubs. The receiving openings should advantageously be locked against one another, so that a simultaneous connection of pipe sockets to different receiving openings of the adapter socket is prevented. Locking can take place, for example, by exchanging receiving openings. In this case, only one receiving opening remains on the adapter nozzle. A receiving opening can for example be made available by an exchangeable adapter.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Elektroenergieübertragungseinrichtung aufweisend einen Phasenleiter, welcher mittels eines innerhalb eines Behälters angeordneten elektrisch isolierenden Fluids elektrisch isoliert ist, anzugeben.Another object of the invention is to provide an electrical energy transmission device having a phase conductor which is electrically insulated by means of an electrically insulating fluid arranged within a container.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einer Elektroenergieübertragungseinrichtung der vorstehend genannten Art dadurch gelöst, dass die Elektroenergieübertragungseinrichtung eine Sensoranordnung nach einer der vorhergehenden Ausführungen aufweist.According to the invention, the object is achieved in an electrical energy transmission device of the type mentioned above in that the electrical energy transmission device has a sensor arrangement according to one of the preceding embodiments.

Eine Elektroenergieübertragungseinrichtung dient einer Übertragung elektrischer Energie. Dazu wird ein Phasenleiter unter Spannung gesetzt, wobei eine Spannungsdifferenz einen elektrischen Strom durch den Phasenleiter treibt. Eine elektrische Isolation des Phasenleiters wird dabei durch ein elektrisch isolierendes Fluid sichergestellt. Um ein Verflüchtigen des elektrisch isolierenden Fluids zu verhindern, ist der Phasenleiter zumindest teilweise innerhalb eines Behälters angeordnet. Das elektrisch isolierende Fluid ist innerhalb des Behälters eingeschlossen und bildet so ein elektrisch isolierendes Medium, welches sich um den Phasenleiter herum erstreckt. Als Behälter haben sich beispielsweise metallische Behälter oder elektrisch isolierende Behälter oder Mischformen mit elektrisch isolierendem Material und elektrisch leitendem Material bewährt. Um das elektrisch isolierende Fluid in das Innere der Behälter einzufüllen bzw. aus diesem zu entnehmen, ist im Allgemeinen eine Leitung/Verrohrung mit einem Rohrstutzen vorgesehen, an welchem eine Aufnahmeöffnung der Sensoranordnung anschließbar ist. Vorteilhaft kann die Sensoranordnung auch an eine Füll- und/oder Entleerungsleitung/Verrohrung angeschlossen werden, über welche ein Zuführen oder Entnehmen von elektrisch isolierendem Fluid in einen/aus einem Behälter erfolgen kann. Somit ist die Möglichkeit gegeben, auch bestehende Elektroenergieübertragungseinrichtungen mit einer Sensoranordnung auszustatten und auch an bestehenden Anlagen eine Detektion des dort eingesetzten elektrisch isolierenden Fluids vorzunehmen.An electrical energy transmission device is used to transmit electrical energy. For this purpose, a phase conductor is energized, with a voltage difference driving an electrical current through the phase conductor. Electrical insulation of the phase conductor is ensured by an electrically insulating fluid. To a To prevent volatilization of the electrically insulating fluid, the phase conductor is at least partially arranged within a container. The electrically insulating fluid is enclosed within the container and thus forms an electrically insulating medium which extends around the phase conductor. For example, metallic containers or electrically insulating containers or mixed forms with electrically insulating material and electrically conductive material have proven successful as containers. In order to fill the electrically insulating fluid into the interior of the container or to remove it therefrom, a line / piping with a pipe socket is generally provided, to which a receiving opening of the sensor arrangement can be connected. The sensor arrangement can advantageously also be connected to a filling and / or emptying line / piping, via which electrically insulating fluid can be fed into or removed from a container. This gives the possibility of equipping existing electrical energy transmission devices with a sensor arrangement and also of detecting the electrically insulating fluid used there on existing systems.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein geeignetes Verfahren zum Einsatz einer Sensoranordnung anzugeben.Another object of the invention is to specify a suitable method for using a sensor arrangement.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Überwachung eines innerhalb eines Behälters eingeschlossenen, einen Phasenleiter elektrisch isolierenden Fluids, sieht vor, dass eine Sensoranordnung den Zustand des elektrisch isolierenden Fluids, insbesondere einen SO₂-Gehalt detektiert, Daten über den Zustand des Isolierfluids generiert, die generierten Daten unmittelbar in der Sensoreinrichtung und/oder in einer separaten Verarbeitungseinrichtung verarbeitet werden und/oder die generierten Daten in einer Rechnerwolke verarbeitet werden.A method according to the invention for monitoring a phase conductor electrically insulating fluid enclosed within a container provides that a sensor arrangement detects the state of the electrically insulating fluid, in particular an SO ₂ content, generates data about the state of the insulating fluid and generates the data directly are processed in the sensor device and / or in a separate processing device and / or the generated data are processed in a computer cloud.

Neben einer Erfassung (Detektion) des Zustandes eines elektrisch isolierenden Isolierfluides können Daten über den Zustand des Isolierfluids unmittelbar an der Sensoranordnung generiert werden. In einem einfachen Falle kann eine Generierung derart erfolgen, dass ein den Zustand des Isoliergases abbildendes Signal (z. B. ein elektrischer Strom, ein Impuls usw.) generiert wird. Die Generierung kann je nach vorhandener Sensoranordnung ein Zwischenspeichern, Erzeugen eines Datentelegramms usw. zum Zustand des Isolierfluids beinhalten. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass lediglich eine Erzeugung von Daten zur Übertragung in der Sensoranordnung erfolgt. Eine Verarbeitung der generierten Daten kann bereits in der Sensoranordnung erfolgen. So können beispielsweise Fehlerkorrekturen der generierten Daten bereits hier erfolgen. Die generierten Daten können bei einer Verarbeitung um weitere Informationen ergänzt werden, z. B. Standortinformationen etc. Eine weitere Verarbeitung bzw. Bearbeitung der generierten Daten kann auch an einer separaten Verarbeitungseinheit erfolgen. Als separate Verarbeitungseinheit können beispielsweise Rechenkapazitäten von separaten Gateways, die zur Übertragung von generierten Daten einer oder mehrerer Sensoranordnungen dienen, eingesetzt werden. Es kann jedoch auch vorteilhaft vorgesehen sein, dass die generierten Daten oder bereits vorverarbeiteten generierten Daten in einer Bearbeitungseinheit verarbeitet werden, die beispielsweise einer Überwachung oder eines Monitorings anderer Zustandsgrößen einer Elektroenergieübertragungseinrichtung dienen. Beispielsweise können Schutzrelais, speicherprogrammierbare Steuerungen oder ähnliches verwendet werden, um die generierten Daten zumindest teilweise weiter zu verarbeiten. Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass die generierten Daten in einer Rechnerwolke verarbeitet werden. Durch den Einsatz einer Rechnerwolke (cloud computing) ist eine Beschränkung der erforderlichen Rechenleistung kaum mehr notwendig. So können auch komplexe Berechnungen zur Verarbeitung der generierten Daten vorgenommen werden.In addition to a detection (detection) of the state of an electrically insulating insulating fluid, data about the state of the insulating fluid can be generated directly on the sensor arrangement. In a simple case, generation can take place in such a way that a signal representing the state of the insulating gas (e.g. an electric current, a pulse, etc.) is generated. Depending on the existing sensor arrangement, the generation can include intermediate storage, generation of a data telegram, etc. on the state of the insulating fluid. However, it can also be provided that data is only generated for transmission in the sensor arrangement. The generated data can already be processed in the sensor arrangement. For example, the generated data can be corrected here. The generated data can be supplemented with additional information during processing, e.g. B. Location information etc. Further processing or processing of the generated data can also take place on a separate processing unit. As a separate processing unit, for example, computing capacities of separate gateways, which are used to transmit data generated by one or more sensor arrangements, can be used. However, it can also be advantageously provided that the generated data or already preprocessed generated data are processed in a processing unit, which are used, for example, to monitor or monitor other state variables of an electrical energy transmission device. For example, protective relays, programmable logic controllers or the like can be used to further process the generated data, at least in part. Alternatively or in addition, it can be provided that the generated data are processed in a computer cloud. By using a computer cloud (cloud computing), there is hardly any need to restrict the computing power required. Complex calculations for processing the generated data can also be carried out.

Weiter kann vorteilhaft vorgesehen werden, dass die verarbeiteten Daten ortsspezifiziert dargestellt werden.It can also be advantageously provided that the processed data are displayed in a location-specific manner.

Insbesondere beim Einsatz einer Rechnerwolke zur Verarbeitung der generierten Daten können je nach Aufstellort eines Behälters bzw. einer Elektroenergieübertragungseinrichtung Ortskoordinaten verknüpft werden. Dadurch ist es möglich, die verarbeiteten Daten ortsspezifisch abzubilden. Beispielsweise können zu den verarbeiteten Daten der Sensoranordnung Längen- oder Breitengrade tabellarisch bzw. andere Ortungskoordinaten angegeben werden. Entsprechend ist auch eine graphische Darstellung ermöglicht, wobei die generierten/verarbeiteten Daten beispielsweise in einer Graphik örtlich verteilt dargestellt werden. Die Graphik kann beispielsweise eine Landkarte aufweisen, so dass eine vereinfachte visuelle Wahrnehmung der verarbeiteten Daten möglich ist.Particularly when a computer cloud is used to process the generated data, location coordinates can be linked depending on the installation location of a container or an electrical energy transmission device. This makes it possible to map the processed data in a location-specific manner. For example, degrees of longitude or latitude can be specified in tabular form or other location coordinates for the processed data of the sensor arrangement. Correspondingly, a graphic representation is also made possible, with the generated / processed data being shown locally distributed, for example in a graphic. The graphic can have a map, for example, so that a simplified visual perception of the processed data is possible.

Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass die verarbeiteten Daten Handlungsempfehlungen abbilden.It can advantageously be provided that the processed data map recommendations for action.

Nach einer Verarbeitung der Daten können diese neben einer bloßen Zustandsabbildung auch aus diesem Zustand abgeleitete Handlungsempfehlungen enthalten. Somit ist es vereinfacht möglich, beispielsweise bei einem erkennbaren Trend rechtzeitig Warnmeldungen (Handlungsempfehlung) abzugeben, durch welche Maßnahmen seitens des Nutzers ergriffen werden können. So ist es beispielsweise möglich, zustandsorientierte Wartungen auf Basis der verarbeiteten Daten auszulösen. Eine Handlungsempfehlung, die aus den verarbeiteten Daten abgeleitet wird, kann beispielsweise eine Empfehlung zu einer Außerbetriebsetzung aufweisen.After the data have been processed, they can contain recommendations for action derived from this state in addition to a mere state mapping. In a simplified manner, it is thus possible to issue warning messages (recommended action) in good time, for example in the event of a recognizable trend, indicating which measures can be taken by the user. For example, it is possible to carry out condition-based maintenance Based on the processed data. A recommendation for action that is derived from the processed data can, for example, have a recommendation for a shutdown.

Vorteilhaft kann das Verfahren durch ein Computerprogrammprodukt, welches bei Ablauf des Programms in einem Datenverarbeitungssystem ausgeführt werden. Je nach Gestaltung des Computerprogrammproduktes kann auf verteilten Rechnern (Rechnerwolke) ein Ablauf des Verfahrens vorgenommen werden. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass lokale Rechner oder lokale Rechnerkombinationen und Netzwerke eine Ausführung des Programmes bzw. einzelner Verfahrensschritte vornehmen.The method can advantageously be carried out by a computer program product which is executed in a data processing system when the program is running. Depending on the design of the computer program product, the process can be carried out on distributed computers (computer cloud). However, provision can also be made for local computers or local computer combinations and networks to execute the program or individual method steps.

Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch in einer Zeichnung gezeigt und nachfolgend näher beschrieben. Dabei zeigt die

1 eine teilweise freigeschnittene Elektroenergieübertragungseinrichtung; die
2 einen Schnitt durch eine Sensoranordnung; die
3 eine Beschaltung von Elektroden einer Sensoranordnung; die
4 eine erste Ausführungsvariante einer Sensoranordnung; die
5 eine Frontansicht eines Adapterstutzens; die
6 den aus der 5 bekannten Adapterstutzen im Querschnitt mit einer ersten Aufnahmeöffnung; die
7 den aus der 5 bekannten Adapterstutzen im Querschnitt mit einer zweiten Aufnahmeöffnung und die
8 den aus der 5 bekannten Adapterstutzen mit einer dritten Aufnahmeöffnung.

In the following, an embodiment of the invention is shown schematically in a drawing and described in more detail below. The

1 an electric power transmission device partially cut away; the
2 a section through a sensor arrangement; the
3 a wiring of electrodes of a sensor arrangement; the
4th a first variant embodiment of a sensor arrangement; the
5 a front view of an adapter stub; the
6th from the 5 known adapter piece in cross section with a first receiving opening; the
7th from the 5 known adapter piece in cross section with a second receiving opening and the
8th from the 5 known adapter piece with a third receiving opening.

In der 1 ist ein Abschnitt einer Elektroenergieübertragungseinrichtung gezeigt, welche als so genannte druckfluidisolierte Elektroenergieübertragungseinrichtung ausgebildet ist. Die Elektroenergieübertragungseinrichtung weist ein Kapselungsgehäuse auf, welches mehrere Behälter 1, 2, 3 aufweist. In der 1 sind ein erster Behälter 1, ein zweiter Behälter 2 sowie ein dritter Behälter 3 gezeigt. Am ersten Behälter 1 ist ein Anschlussflansch 4 angeordnet, an welchem fluiddicht eine so genannte Freiluftdurchführung 5 angeordnet ist. Die Freiluftdurchführung 5 bildet einen elektrisch isolierenden Abschnitt in einer durch die Behälter 1, 2, 3 gebildeten Barriere. Der erste Behälter 1 sowie der zweite Behälter 2 und der dritte Behälter 3 sind jeweils im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet und zu einer Längsachse 6 koaxial ausgerichtet. Eine erste Stirnseite des ersten Behälters 1 ist verschlossen ausgebildet, wohingegen eine zweite Stirnseite des zweiten Behälters 2 mit einem Verbindungsflansch versehen ist, an welchem ein Verbindungsflansch einer ersten Stirnseite des zweiten Behälters 2 fluiddicht angeflanscht ist. Eine zweite Stirnseite des zweiten Behälters 2 ist ebenfalls mit einem Verbindungsflansch ausgestattet, an welchem ein Verbindungsflansch einer ersten Stirnseite des dritten Behälters 3 angeflanscht ist. Während die Verbindungsflansche der zweiten Stirnseite des ersten Behälters 1 sowie der ersten Stirnseite des zweiten Behälters 2 unmittelbar miteinander fluiddicht verbunden sind, ist zwischen den Verbindungsflanschen der zweiten Stirnseite des zweiten Behälters 2 und der ersten Stirnseite des dritten Behälters 3 ein Scheibenisolator 7 eingefügt. Der Scheibenisolator 7 lässt einen Phasenleiter 8 von dem Inneren des zweiten Behälters 2 in das Innere des dritten Behälters 3 fluiddicht übertreten, wobei zwischen dem zweiten Behälters 2 und dem dritten Behälter 3 eine fluiddichte Barriere durch den Scheibenisolator 7 gebildet ist. Dadurch ist ein Fluidaufnahmeraum im Innern des ersten sowie des zweiten Behälters 1, 2 von einem Fluidaufnahmeraum des dritten Behälters 3 separiert.In the 1 a section of an electrical energy transmission device is shown, which is designed as a so-called pressure fluid-insulated electrical energy transmission device. The electrical energy transmission device has an encapsulating housing which contains a plurality of containers 1 , 2 , 3 having. In the 1 are a first container 1 , a second container 2 and a third container 3 shown. On the first container 1 is a connection flange 4th arranged, on which a so-called open-air bushing is fluid-tight 5 is arranged. The outdoor passage 5 forms an electrically insulating section in one through the container 1 , 2 , 3 formed barrier. The first container 1 as well as the second container 2 and the third container 3 are each designed to be essentially rotationally symmetrical and to a longitudinal axis 6th aligned coaxially. A first face of the first container 1 is designed to be closed, whereas a second end face of the second container 2 is provided with a connecting flange on which a connecting flange of a first end face of the second container 2 is flanged fluid-tight. A second face of the second container 2 is also equipped with a connecting flange on which a connecting flange of a first end face of the third container 3 is flanged. While the connecting flanges of the second face of the first container 1 and the first end face of the second container 2 are directly connected to one another in a fluid-tight manner, is between the connecting flanges of the second end face of the second container 2 and the first face of the third container 3 a disk insulator 7th inserted. The disk insulator 7th leaves a phase conductor 8th from the interior of the second container 2 into the interior of the third container 3 pass fluid-tight, with between the second container 2 and the third container 3 a fluid-tight barrier through the pane insulator 7th is formed. As a result, there is a fluid receiving space in the interior of the first and the second container 1 , 2 from a fluid receiving space of the third container 3 separated.

Über die Freiluftdurchführung 5 ist der Phasenleiter 8 in die äußere Umgebung der Elektroenergieübertragungseinrichtung ausgeführt, so dass dort eine elektrische Kontaktierung des Phasenleiters 8 beispielsweise mit einer Freiluftleitung erfolgen kann. Über die Freiluftdurchführung 5 erstreckt sich der Phasenleiter 8 durch die fluiddichte Barriere des Kapselungsgehäuses bzw. des ersten Behälters 1 zunächst in das Innere des ersten Behälters 1. Dort ist ein erster Trennschalter 9 angeordnet, mittels welchem ein Auftrennen des Phasenleiters 8 innerhalb des ersten Behälters 1 erfolgen kann. Darauffolgend ist im zweiten Behälter 2 ein Leistungsschalter 10 angeordnet. Darauffolgend im Verlauf des Phasenleiters 8 ist ein zweiter Trennschalter 11 im dritten Behälter 3 angeordnet. Flankiert vom ersten Trennschalter 9 sowie vom zweiten Trennschalter 11 ist der Leistungsschalter 10 in Reihe zwischen den beiden Trennschaltern 9, 11 angeordnet.Via the outdoor bushing 5 is the phase conductor 8th executed in the external environment of the electrical power transmission device, so that there is electrical contacting of the phase conductor 8th for example, can be done with an open air line. Via the outdoor bushing 5 the phase conductor extends 8th through the fluid-tight barrier of the encapsulating housing or of the first container 1 first into the interior of the first container 1 . There is a first circuit breaker there 9 arranged, by means of which a separation of the phase conductor 8th inside the first container 1 can be done. This is followed by the second container 2 a circuit breaker 10 arranged. Then in the course of the phase conductor 8th is a second circuit breaker 11 in the third container 3 arranged. Flanked by the first circuit breaker 9 as well as from the second circuit breaker 11 is the circuit breaker 10 in series between the two disconnectors 9 , 11 arranged.

Der Phasenleiter 8 erstreckt sich weiter durch den dritten Behälter 3 und kann dort mit weiteren Schalt-, Messeinrichtungen usw. versehen sein. Der erste Trennschalter 9 sowie der Leistungsschalter 10 sind im gemeinsamen Fluidaufnahmeraum (Gasraum) des ersten sowie des zweiten Behälters 1, 2 angeordnet. Der zweite Trennschalter 11 ist im Fluidaufnahmeraum (Gasraum) des dritten Behälters 3 angeordnet.The phase conductor 8th extends further through the third container 3 and can be provided there with further switching, measuring devices, etc. The first circuit breaker 9 as well as the circuit breaker 10 are in the common fluid receiving space (gas space) of the first and the second container 1 , 2 arranged. The second breaker 11 is in the fluid receiving space (gas space) of the third container 3 arranged.

Zur elektrischen Isolation sind die Behälter 1, 2, 3 (Fluidaufnahmeräume) mit einem elektrisch isolierenden Fluid, bevorzugt in Gasform, befüllt. Dabei kann es sich beispielsweise um eine organofluoride Verbindung wie Schwefelhexafluorid, Fluorketon, Fluornitril, Fluorolefin oder auch ein Stickstoff- oder kohlenstoffdioxidbasiertes Fluid handeln. Das elektrisch isolierende Fluid kann unter Überdruck stehen, so dass eine Druckfluidisolation gegeben ist. In jedem Fall bildet das elektrisch isolierende Fluid, welches innerhalb der Behälter 1, 2, 3 angeordnet ist, eine elektrische Isolationsschicht um den Phasenleiter 8 und gegebenenfalls auch um bzw. innerhalb der Trennschalter 9, 11 bzw. des Leistungsschalters 10. Das elektrisch isolierende Fluid kann beispielsweise auch als Lichtbogenlöschmittel im Leistungsschalter 10 und/oder in den Trennschaltern 9, 11 Verwendung finden. Die Behälter 1, 2, 3 weisen zu einem großen Teil ein elektrisch leitfähiges Material auf, beispielsweise Stahl oder Aluminiumguss und sind miteinander elektrisch leitend verbunden. Über die Freiluftdurchführung 5 ist in der Barriere des ersten Behälters 1 ein elektrisch isolierender Abschnitt gebildet, durch welchen der Phasenleiter 8 die Barriere dielektrisch stabil, elektrisch isoliert passieren kann. Analoges gilt für den Scheibenisolator 7, welcher einer mechanischen Halterung und Stützung des Phasenleiters 8 bzw. auch der sich daran anschließenden Trennschalter 9, 11 bzw. des Leistungsschalters 10 dient.The containers are used for electrical insulation 1 , 2 , 3 (Fluid receiving spaces) filled with an electrically insulating fluid, preferably in gas form. This can be, for example, an organofluoride compound such as sulfur hexafluoride, fluoroketone, fluoronitrile, fluoroolefin or a nitrogen- or carbon dioxide-based fluid. The electrically insulating fluid can be under excess pressure, so that a pressure fluid insulation is given. In either case, the electrically insulating fluid forms which is inside the container 1 , 2 , 3 is arranged, an electrical insulation layer around the phase conductor 8th and possibly also around or within the disconnector 9 , 11 or the circuit breaker 10 . The electrically insulating fluid can also be used, for example, as an arc extinguishing agent in the circuit breaker 10 and / or in the circuit breakers 9 , 11 Find use. The containers 1 , 2 , 3 to a large extent have an electrically conductive material, for example steel or cast aluminum, and are connected to one another in an electrically conductive manner. Via the outdoor bushing 5 is in the barrier of the first container 1 an electrically insulating portion is formed through which the phase conductor 8th the barrier can pass dielectrically stable, electrically insulated. The same applies to the pane insulator 7th , which a mechanical holder and support of the phase conductor 8th or also the disconnector connected to it 9 , 11 or the circuit breaker 10 serves.

Durch Belastungen des elektrisch isolierenden Fluids im Innern der Behälter 1, 2, 3 kann es zu Zersetzungen des Fluides kommen, wodurch die Isolationsfestigkeit des elektrisch isolierenden Fluids herabgesetzt werden kann. Derartige Belastungen/Zersetzungen können beispielsweise durch energetische Einwirkungen von außen, z. B. Strahlung oder durch thermische Einflüsse innerhalb des elektrisch isolierenden Gases, beispielsweise Teilentladungen, Lichtbögen usw. hervorgerufen werden. Gegebenenfalls kann eine Verunreinigung auch beim Handling des Isolierfluides erfolgen.Due to loads on the electrically insulating fluid inside the container 1 , 2 , 3 decomposition of the fluid can occur, whereby the insulation strength of the electrically insulating fluid can be reduced. Such loads / decomposition can, for example, be caused by external energetic effects, e.g. B. radiation or by thermal influences within the electrically insulating gas, such as partial discharges, arcs, etc. are caused. If necessary, contamination can also occur during handling of the insulating fluid.

Um eine Befüllung eines Fluidaufnahmeraumes vornehmen zu können, ist der Fluidaufnahmeraum, welcher durch den ersten sowie den zweiten Behälter 1, 2 begrenzt ist, mit einer ersten Verrohrung (Fluidleitung) 12 versehen. Der Fluidaufnahmeraum, welcher durch den dritten Behälter 3 begrenzt ist, ist mit einer zweiten Verrohrung (Fluidleitung) 13 versehen. Die Verrohrungen 12, 13 bilden einen fluiddichten Kanal von dem jeweiligen Fluidaufnahmeraum zu einem Ort an der Elektroenergieübertragungseinrichtung, welcher bevorzugt leicht zugänglich ist, so dass man Servicearbeiten wie eine Fluidbefüllung des jeweiligen Fluidaufnahmeraumes über die Verrohrung 12, 13 leicht vornehmen kann. Über die Verrohrung 12, 13 ist bevorzugt ein Befüllen sowie ein Entleeren der jeweiligen Fluidaufnahmeräume mit/von Fluid möglich. Weiterhin kann über die Verrohrung 12, 13 auch ein Beproben der elektrisch isolierenden Fluide vorgenommen werden. Weiterhin können die Verrohrungen 12, 13 genutzt werden, um eine Überwachung des elektrisch isolierenden Fluids bzw. des Zustandes des elektrisch isolierenden Fluides vorzunehmen. Dazu ist hier vorgesehen, an die Verrohrung 12, 13 jeweils eine Sensoranordnung 14 anzusetzen. Eine Sensoranordnung 14 kann verschiedenartige Aufbauten aufweisen. Beispielsweise kann der Zustand des Isoliergases hinsichtlich Druck, Temperatur, Dichte, Feuchtigkeit, SO₂, Kohlenmonoxid usw. überwacht werden.In order to be able to fill a fluid receiving space, the fluid receiving space, which is through the first and the second container 1 , 2 is limited, with a first piping (fluid line) 12 Mistake. The fluid receiving space that passes through the third container 3 is limited, is with a second piping (fluid line) 13 Mistake. The piping 12 , 13 form a fluid-tight channel from the respective fluid receiving space to a location on the electrical power transmission device, which is preferably easily accessible, so that service work such as fluid filling of the respective fluid receiving space via the piping can be carried out 12 , 13 can easily do. About the piping 12 , 13 filling and emptying of the respective fluid receiving spaces with / from fluid is preferably possible. Furthermore, the piping 12 , 13 the electrically insulating fluids can also be sampled. Furthermore, the piping 12 , 13 can be used to monitor the electrically insulating fluid or the state of the electrically insulating fluid. This is provided here on the piping 12 , 13 one sensor arrangement each 14th to apply. A sensor arrangement 14th can have different structures. For example, the state of the insulating gas with regard to pressure, temperature, density, humidity, SO ₂ , carbon monoxide, etc. can be monitored.

Beispielhaft ist der Aufbau einer Sensoranordnung 14 in der 2 gezeigt. Die Sensoranordnung 14 ist beispielsweise dazu eingerichtet, SO₂ bevorzugt innerhalb eines elektrisch isolierenden Fluids auf Fluoridbasis z. B. Schwefelhexafluorid zu detektieren. Die Sensoranordnung 14 weist einen Anschluss 15 auf, über welchen das zu überwachende Isolierfluid zugeführt werden kann. Zum Übertritt des Isolierfluid kann eine Membran im Verlauf des Anschluss 15 eine Membran angeordnet sein. Der Anschluss 15 ist vorliegend mit einem Adapterstutzen 16 versehen, mittels welchem die Sensoranordnung 14 mit einem Anschlussflansch einer Verrohrung 12, 13 verflanscht werden kann. Der Aufbau und die Nutzung des Adapterstutzens 16 wird weiter unten anhand der 5, 6, 7 und 8 näher beschrieben.The structure of a sensor arrangement is exemplary 14th in the 2 shown. The sensor arrangement 14th is set up, for example, to supply SO ₂ preferably within an electrically insulating fluoride-based fluid z. B. to detect sulfur hexafluoride. The sensor arrangement 14th has a connector 15th on, via which the insulating fluid to be monitored can be supplied. A membrane can be installed in the course of the connection to allow the insulating fluid to pass 15th be arranged a membrane. The connection 15th is present with an adapter nozzle 16 provided, by means of which the sensor arrangement 14th with a connecting flange of a piping 12 , 13 can be flanged. The structure and use of the adapter nozzle 16 is explained below using the 5 , 6th , 7th and 8th described in more detail.

Die Sensoranordnung 14 weist ein fluiddichtes Gehäuse auf, um ein Verflüchtigen des zu überwachenden elektrisch isolierenden Fluids zu verhindern. Innerhalb des Gehäuses, dem zu überwachenden elektrisch isolierenden Fluid ausgesetzt, sind eine Messelektrode 17 sowie eine Referenzelektrode 18 angeordnet. Die Messelektrode 17 sowie die Referenzelektrode 18 sind flächig ausgebildet und über eine flüssigkeitsspendende Einrichtung 19 miteinander verbunden. Bevorzugt ist die flüssigkeitsspendende Einrichtung 19 in Form einer Membran ausgebildet, welche mit einem Elektrolyt getränkt ist. Über das Elektrolyt erfolgt in Abhängigkeit des Zustandes des zu überwachenden elektrisch isolierenden Fluids ein Elektronenfluss, welcher ein Abbild für den Zustand des elektrisch isolierenden Fluids ist. So erfolgt z. B. die Detektion der Daten, welche den Zustand des elektrisch isolierenden Fluids abbilden. So kann beispielsweise ein SO₂-Gehalt dargestellt werden. Aufgrund der erforderlichen Reinheit des elektrisch isolierenden Fluids ist ein vorzeitiger Verschleiß/eine vorzeitige Alterung der flüssigkeitsspendenden Einrichtung 19 aufgrund eines Verflüchtigens bzw. Übergehens des Elektrolyts in das zu beprobende elektrisch isolierende Medium oder eine chemische Reaktion zu befürchten. Entsprechend ist umgeben von dem Gehäuse der Sensoranordnung 14 ein Flüssigkeitsreservoir 20 angeordnet. Dieses Flüssigkeitsreservoir 20 ist über eine Leitung 21 mit der flüssigkeitsspendenden Einrichtung 19 verbunden, so dass in Abhängigkeit der Sättigung der flüssigkeitsspendenden Einrichtung 19 ein Nachtränken derselben vorgenommen werden kann. Bevorzugt ist innerhalb des Flüssigkeitsreservoirs 20 das Elektrolyt in Form eines Elektrolytgels vorliegend, so dass auch eine bevorzugt lageunabhängige Verwendung der Sensoranordnung 14 ermöglicht ist. Bedarfsweise kann das Flüssigkeitsreservoir 20 auch separat von der Sensoranordnung 14 ausgebildet sein, so dass dieses beispielsweise auch unter Betriebsbedingungen z. B. nach Art einer Kartusche ausgewechselt werden kann. Dies kann beispielsweise auch durch eine Gestaltung des Gehäuses der Sensoranordnung 14 erzielt werden, indem das Flüssigkeitsreservoir 20 nach Art einer Kartusche von der Sensoranordnung 14 aufgenommen wird. Die Mess- und Referenzelektroden 17, 18 und die flüssigkeitsspendende Einrichtung 19 bilden ein Sensorelement 22. Bedarfsweise kann das Sensorelement 22 auch das Flüssigkeitsreservoir 20 umfassen. Die Sensoranordnung 14 kann darüber hinaus mit entsprechenden Messleitungen bzw. Messeinrichtungen versehen sein, um die Messelektrode 17 bzw. die Referenzelektrode 18 anzusteuern. Darüber hinaus können auch Speichereinrichtungen vorgesehen sein und/oder eine Rechenlogik der Sensoranordnung 14 zugeordnet sein, um eine Verarbeitung der von der Messelektrode 17 bzw. der Referenzelektrode 18 generierten Daten vorzunehmen.The sensor arrangement 14th has a fluid-tight housing to prevent volatilization of the electrically insulating fluid to be monitored. A measuring electrode is located inside the housing, exposed to the electrically insulating fluid to be monitored 17th and a reference electrode 18th arranged. The measuring electrode 17th as well as the reference electrode 18th are flat and have a liquid-dispensing device 19th connected with each other. The liquid-dispensing device is preferred 19th in the form of a membrane which is impregnated with an electrolyte. Depending on the state of the electrically insulating fluid to be monitored, an electron flow takes place via the electrolyte, which is an image of the state of the electrically insulating fluid. So z. B. the detection of the data that depict the state of the electrically insulating fluid. For example, an SO ₂ content can be displayed. Due to the required purity of the electrically insulating fluid, there is premature wear / premature aging of the fluid-dispensing device 19th due to volatilization or transfer of the electrolyte into the electrically insulating medium to be sampled or a chemical reaction to be feared. The sensor arrangement is correspondingly surrounded by the housing 14th a liquid reservoir 20th arranged. This liquid reservoir 20th is over a line 21st with the fluid-dispensing facility 19th connected so that depending on the saturation of the fluid dispensing facility 19th they can be re-soaked. It is preferred within the liquid reservoir 20th the electrolyte is present in the form of an electrolyte gel, so that the sensor arrangement can also preferably be used regardless of its position 14th is made possible. If necessary, the liquid reservoir 20th also separately from the sensor arrangement 14th be designed so that this, for example, under operating conditions such. B. can be replaced in the manner of a cartridge. This can also be done, for example, by designing the housing of the sensor arrangement 14th can be achieved by the liquid reservoir 20th in the manner of a cartridge from the sensor arrangement 14th is recorded. The measuring and reference electrodes 17th , 18th and the fluid dispensing device 19th form a sensor element 22nd . If necessary, the sensor element 22nd also the liquid reservoir 20th include. The sensor arrangement 14th can also be provided with appropriate measuring lines or measuring devices to the measuring electrode 17th or the reference electrode 18th head for. In addition, memory devices can also be provided and / or a computational logic of the sensor arrangement 14th be assigned to a processing of the measuring electrode 17th or the reference electrode 18th generated data.

In der 3 ist die Messelektrode 17 dargestellt, welche eine Arbeitselektrode 17a und eine Gegenelektrode 17b aufweist. Zwischen der Arbeitselektrode 17a und der Gegenelektrode 17b ist eine weitere flüssigkeitsspendende Einrichtung 19a angeordnet, welche die Arbeitselektrode 17a und die Gegenelektrode 17b miteinander verbindet. Die flüssigkeitsspendende Einrichtung 19 und die weitere flüssigkeitsspendende Einrichtung 19a sind über die Leitung 21 mit demselben Flüssigkeitsreservoir 20 verbunden. Ausgehend von der Arbeitselektrode 17a kann über die weitere flüssigkeitsspendende Einrichtung 19a zu der Gegenelektrode ein Strom getrieben werden. Dazu ist eine regelbare Spannungsquelle vorgesehen. Über die regelbare Spannungsquelle kann eine Anpassung der Sensorspannung vorgenommen werden. Die Referenzelektrode 18 verbleibt auf einem konstanten elektrischen Potential. Mittels eines Komparators kann die Potentialdifferenz zwischen der Messelektrode 17 (insbesondere der Gegenelektrode 17b) und der Referenzelektrode 18 ermitelt werden. Die Potentialdifferenz ändert sich proportional zum Zustand des elektrisch isolierenden Fluids (z. B. Konzentration von Fremdstoffen).In the 3 is the measuring electrode 17th shown showing a working electrode 17a and a counter electrode 17b having. Between the working electrode 17a and the counter electrode 17b is another fluid dispensing facility 19a arranged which is the working electrode 17a and the counter electrode 17b connects with each other. The fluid dispensing facility 19th and the further fluid-dispensing device 19a are on the line 21st with the same liquid reservoir 20th connected. Starting from the working electrode 17a can via the other fluid-dispensing facility 19a a current can be driven to the counter electrode. A controllable voltage source is provided for this purpose. The sensor voltage can be adjusted via the adjustable voltage source. The reference electrode 18th remains at a constant electrical potential. The potential difference between the measuring electrode can be measured using a comparator 17th (especially the counter electrode 17b) and the reference electrode 18th can be determined. The potential difference changes proportionally to the state of the electrically insulating fluid (e.g. concentration of foreign substances).

Die 4 zeigt beispielhaft eine erste alternative Ausgestaltung einer Sensoranordnung 14a. Die alternative Ausgestaltung der Sensoranordnung 14a weist wiederum einen Anschluss 15 auf, an welchem ein Adapterstutzen 16 angeordnet ist. Somit ist ein Zuführen von zu überwachendem elektrisch isolierenden Fluid in das Innere der ersten alternativen Ausgestaltung einer Sensoranordnung 14a ermöglicht. Innerhalb des zum Einschluss des elektrisch isolierenden Fluids vorgesehenen Gehäuses sind mehrere Sensorelemente 22a, 22b, 22c angeordnet. Die Sensorelemente 22a, 22b, 22c können verschiedenartig aufgebaut sein und jeweils dem Beproben verschiedenartiger Eigenschaften des zu überwachenden elektrisch isolierenden Mediums dienen. Ein Sensorelement 22a, 22b, 22c kann beispielsweise die aus der 2 bekannte Struktur mit Messelektrode 17, Referenzelektrode 18, flüssigkeitsspendender Einrichtung 19 und Flüssigkeitsreservoir 20, aufweisen und beispielsweise einer Detektion von SO₂ dienen, wobei eine entsprechende Messelektrode 17 bzw. Referenzelektrode 18, eine flüssigkeitsspendende Einrichtung 19 sowie ein Flüssigkeitsreservoir 20 vorgesehen sind. Darüber hinaus können die Sensorelemente 22a, 22b, 22c z. B. Feuchtigkeit, Fremdstoffe oder weitere Zersetzungsprodukte, je nach eingesetztem elektrisch isolierendem Fluid detektieren. Die von den Sensorelementen 22a, 22b, 22c generierten Daten werden beispielhaft unmittelbar an der Sensoranordnung 14a verarbeitet. Dazu sind ein Datenspeicher 23 sowie eine Logikeinheit 24 vorgesehen, um die generierten Daten zu verarbeiten. Bedarfsweise kann auch vorgesehen sein, dass statt einer Nutzung bzw. Integration von Datenspeicher 23 und Logikeinheit 24 unmittelbar in der Sensoranordnung 14a eine separate Anordnung derselben vorgesehen ist und die generierten Daten in einer separaten Anordnung verarbeitet werden. Bedarfsweise kann auch auf anderweitige Rechenkapazitäten, wie sie beispielsweise im Umfeld einer Elektroenergieübertragungseinrichtung vorhanden sind, zurückgegriffen werden. So ist es beispielsweise möglich, Schutzrelais oder Leittechnik, die über ausreichende Rechenkapazitäten verfügen, zu nutzen, um eine Verarbeitung der generierten Daten vorzunehmen.The 4th shows an example of a first alternative embodiment of a sensor arrangement 14a . The alternative configuration of the sensor arrangement 14a again has a connection 15th on which an adapter nozzle 16 is arranged. Thus, feeding electrically insulating fluid to be monitored into the interior of the first alternative embodiment of a sensor arrangement 14a enables. Several sensor elements are located within the housing provided for enclosing the electrically insulating fluid 22a , 22b , 22c arranged. The sensor elements 22a , 22b , 22c can be constructed in different ways and each serve to sample different properties of the electrically insulating medium to be monitored. A sensor element 22a , 22b , 22c can, for example, from the 2 known structure with measuring electrode 17th , Reference electrode 18th , fluid-dispensing facility 19th and liquid reservoir 20th , and are used, for example, to detect SO ₂ , with a corresponding measuring electrode 17th or reference electrode 18th , a fluid dispensing facility 19th as well as a liquid reservoir 20th are provided. In addition, the sensor elements 22a , 22b , 22c z. B. detect moisture, foreign substances or other decomposition products, depending on the electrically insulating fluid used. The ones from the sensor elements 22a , 22b , 22c Generated data are exemplified directly on the sensor arrangement 14a processed. There is also a data memory 23 as well as a logic unit 24 provided to process the generated data. If necessary, it can also be provided that instead of using or integrating data memory 23 and logic unit 24 directly in the sensor arrangement 14a a separate arrangement of the same is provided and the generated data are processed in a separate arrangement. If necessary, other computing capacities, such as those available in the vicinity of an electrical energy transmission device, can also be used. For example, it is possible to use protective relays or control technology that have sufficient computing capacity to process the generated data.

Ergänzend oder alternativ kann weiter vorgesehen sein, dass die generierten Daten in einer Rechnerwolke 25 verarbeitet werden. Die Rechnerwolke 25 weist mehrere dezentral angeordnete Rechner auf, so dass davon ausgegangen werden kann, dass eine ausreichende Rechenkapazität zu beliebigen Zeiten vorliegt, um die generierten Daten der Sensoranordnung 14, 14a verarbeiten zu können.In addition or as an alternative, it can also be provided that the generated data is stored in a computer cloud 25th are processed. The computer cloud 25th has a number of decentralized computers, so that it can be assumed that there is sufficient computing capacity at any time to access the data generated by the sensor system 14th , 14a to be able to process.

Es kann lediglich ein Gateway (separat oder integriert in Sensoranordnung) vorgesehen sein, um die von der Sensoranordnung 14, 14a generierten Daten in ein bestimmtes Protokoll zu formatieren (Vorverarbeitung) und diese dann in einer separaten Verarbeitungseinheit und/oder in einer Rechnerwolke 25 zu verarbeiten.Only one gateway (separate or integrated in the sensor arrangement) can be provided in order to receive the information from the sensor arrangement 14th , 14a to format the generated data in a specific protocol (preprocessing) and then in a separate processing unit and / or in a computer cloud 25th to process.

Zum Verbinden einer Sensoranordnung 14, 14a mit einer Verrohrung 12, 13 eines Behälters 1, 2, 3 ist die Nutzung eines Adapterstutzens 16 vorgesehen. Der Adapterstutzen 16 ermöglicht ein Anschließen der Sensoranordnung 14, 14a an verschiedenartig geformte Schnittstellen (Anschlussflansche) einer Verrohrung 12, 13. Verschiedenartig mechanisch ausgeführte Verrohrungen 12, 13 können vorgesehen sein, um ein Fehlbefüllen von Fluidaufnahmeräumen an den Elektroenergieübertragungseinrichtungen zu vermeiden, indem bestimmten elektrisch isolierenden Fluiden bestimmte Formgebungen den Schnittstellen der Verrohrungen 12, 13 zugeordnet sind. Durch die Nutzung eines Adapterstutzens 16 ist die Möglichkeit gegeben, in einfacher Weise die Sensoranordnung 14, 14a mit ihren entsprechenden Sensorelementen 22, 22a, 22b, 22c an verschiedene Verrohrungen 12, 13 anzusetzen.For connecting a sensor arrangement 14th , 14a with a piping 12 , 13 a container 1 , 2 , 3 is the use of an adapter nozzle 16 intended. The adapter nozzle 16 enables the sensor arrangement to be connected 14th , 14a to variously shaped interfaces (connection flanges) in piping 12 , 13 . Various mechanically executed piping 12 , 13 can be provided in order to avoid incorrect filling of fluid receiving spaces on the electrical energy transmission devices by giving certain electrically insulating fluids certain shapes to the interfaces of the pipework 12 , 13 assigned. By using an adapter nozzle 16 the possibility is given of the sensor arrangement in a simple manner 14th , 14a with their corresponding sensor elements 22nd , 22a , 22b , 22c to different piping 12 , 13 to apply.

Der in den 5, 6, 7 und 8 gezeigte Adapterstutzen 16 weist ein mehrteiliges Grundelement 26 auf, welches fluiddicht mit dem Anschluss 15 einer Sensoranordnung 14, 14a verbunden ist. Eine Grundplatte 26a des mehrteiligen Grundelementes 26 ist dazu mit dem Anschluss 15 verbunden. Vorliegend ist dies durch einen Flanschverbund geschehen. Die Grundplatte 26a weist einen zum Querschnitt des Anschlusses 15 korrespondieren Querschnitt auf, so dass sich der durch den Anschluss 15 zur Verfügung gestellte Kanal in die Grundplatte 26a hinein erstreckt. Die Grundplatte 26a ist dabei mit einer taschenartigen Ausnehmung 27 versehen, in welche verschiedene Adapter 28a, 28b, 28c mit verschiedenen Aufnahmeöffnungen einsetzbar sind. Um die Adapter 28a, 28b, 28c in der taschenartigen Ausnehmung 27 zu sichern, wird eine Stirnplatte 29 frontal auf die Grundplatte 26a aufgesetzt. Die Stirnplatte 29 dient dabei einerseits einem Sichern des jeweiligen Adapters 28a, 28b, 28c in der taschenartigen Ausnehmung 27, so dass ein Herausbewegen des Adapters 28a, 28b, 28c quer zum Querschnitt des Anschlusses 15 verhindert wird. Andererseits kann mittels der Stirnplatte 29 auch ein axiales Anpressen des Adapters 28a, 28b, 28c vorgenommen werden, so dass dieser fluiddicht an der Grundplatte 26a anliegt. Vorteilhaft ist von der entgegengesetzten Seite ein fluiddichter Verbund des Anschlusses 15 mit der Grundplatte 26a vorgesehen, so dass ausgehend von dem Anschluss 15 durch das mehrteilige Grundelement 26 bis zu dem Adapter 28a, 28b, 28c mit seiner jeweiligen Aufnahmeöffnung eine Fortführung des Kanales des Anschlusses 15 in fluiddichter Weise ermöglicht ist.The one in the 5 , 6th , 7th and 8th adapter nozzles shown 16 has a multi-part basic element 26th on which is fluid-tight with the connection 15th a sensor arrangement 14th , 14a connected is. A base plate 26a of the multi-part basic element 26th is to do this with the connection 15th connected. In the present case, this is done using a flange connection. The base plate 26a has one to the cross section of the connector 15th correspond to the cross-section, so that the through the connection 15th channel made available in the base plate 26a extends into it. The base plate 26a is with a pocket-like recess 27 provided in which different adapters 28a , 28b , 28c can be used with different receiving openings. To the adapter 28a , 28b , 28c in the pocket-like recess 27 To secure it becomes an end plate 29 frontal on the base plate 26a put on. The faceplate 29 serves on the one hand to secure the respective adapter 28a , 28b , 28c in the pocket-like recess 27 so that moving out the adapter 28a , 28b , 28c across the cross-section of the connection 15th is prevented. On the other hand, by means of the front plate 29 also an axial pressing of the adapter 28a , 28b , 28c be made so that it is fluid-tight on the base plate 26a is applied. A fluid-tight connection of the connection is advantageous from the opposite side 15th with the base plate 26a provided so that starting from the connector 15th due to the multi-part basic element 26th up to the adapter 28a , 28b , 28c with its respective receiving opening a continuation of the channel of the connection 15th is made possible in a fluid-tight manner.

Die 6 zeigt einen Adapter 28a, welcher einen im Wesentlichen hohlzylindrischen Querschnitt bestimmter Dimension als Aufnahmeöffnung zur Verfügung stellt. Dadurch ist die Möglichkeit gegeben, formkomplementäre Kupplungsstücke auf den Adapter 28a aufzusetzen. Die 7 zeigt einen Adapter 28b, welcher außenmantelseitig eine konische Formgebung aufweist. Hier ist ein entsprechend formkomplementär konisch ausgebildetes Kupplungsstück an die Aufnahmeöffnung anschließbar. In der 8 ist ein Adapter 28c gezeigt, welcher dem Adapter 28a der 6 ähnelt. Jedoch ist hier stirnseitig ein Auskehlen vorgesehen, so dass hier ein entsprechend formkomplementäres Kupplungsstück auf die Aufnahmeöffnung aufgesetzt werden kann.The 6th shows an adapter 28a , which provides a substantially hollow cylindrical cross section of certain dimensions as a receiving opening. This makes it possible to use coupling pieces of complementary shape on the adapter 28a put on. The 7th shows an adapter 28b , which has a conical shape on the outer jacket side. Here, a coupling piece with a correspondingly complementary conical shape can be connected to the receiving opening. In the 8th is an adapter 28c shown which the adapter 28a of the 6th resembles. However, a groove is provided on the end face here, so that a coupling piece with a correspondingly complementary shape can be placed on the receiving opening.

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 10302857 B3 [0001]

Claims

Sensor arrangement (14, 14a) comprising a measuring electrode (17) which is assigned to an insulating fluid to be tested and a reference electrode (18), the measuring electrode (17) and the reference electrode (18) being connected to one another via a liquid-dispensing device (19).

Sensor arrangement (14, 14a) according to Claim 1 , characterized in that the sensor arrangement (14, 14a) has a membrane.

Sensor arrangement (14, 14a) according to Claim 1 or 2 , characterized in that the liquid-dispensing device (19), in particular a membrane, is connected to a liquid reservoir (20).

Sensor arrangement (14, 14a) according to Claim 3 , characterized in that an electrolyte gel is arranged in the liquid reservoir (20).

Sensor arrangement (14, 14a) according to one of the Claims 1 to 4th , characterized in that the sensor arrangement (14, 14a) has an adapter stub (16) for connection to a fluid line (12, 13).

Sensor arrangement (14, 14a) according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that an adapter stub (16) has receiving openings for different pipe stubs.

Electrical energy transmission device having a phase conductor (8) which is electrically insulated by means of an electrically insulating fluid arranged within a container (1, 2, 3), since the electrical energy transmission device has a sensor arrangement (14, 14a) according to one of the preceding claims having.

A method for monitoring a phase conductor (8) which is enclosed within a container (1, 2, 3) and electrically isolating fluid, since a sensor arrangement (14, 14a) detects the state of the electrically isolating fluid, in particular an SO ₂ -Content is detected, data on the state of the insulating fluid is generated, the data generated is processed directly in the sensor arrangement and / or in a separate processing unit and / or the data generated is processed in a computer cloud (25).

Procedure according to Claim 8 , because I mean that the processed data is displayed in a location-specific manner.

Procedure according to Claim 8 or 9 , because I mean that the processed data represent recommendations for action.

Computer program product which, when the program is running in a data processing system, is designed to implement a method according to one of the Claims 1 to 10 execute.