DE10302098B4 - Inductive signal transmission between a lying at a high voltage potential platform and ground potential grounding electronics - Google Patents

Inductive signal transmission between a lying at a high voltage potential platform and ground potential grounding electronics Download PDF

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Abstract

Vorrichtung (1) zum Übertragen von Signalen zwischen mehreren Geräten (2), die auf einer auf einem elektrischen Hochspannungspotential liegenden Plattform (3) angeordnet sind, und einer auf einem elektrischen Erdpotential liegenden Erdpotentialelektronik, wobei ein sich zwischen der Plattform (3) und einer auf Erdpotential liegenden Umgebung (4) erstreckender Isolator (6) vorgesehen ist, gekennzeichnet durch eine in dem Isolator (6) angeordnete potentialtrennende induktive Zwischenwandleranordnung, wobei Zwischenwandler der Zwischenwandleranordnung primärseitig mit jeweils einem Gerät (2) und sekundärseitig mit der Erdpotentialelektronik verbunden sind, so dass die Anzahl der Geräte (2) der Anzahl der Zwischenwandler entspricht.Device (1) for transmitting signals between a plurality of devices (2) arranged on a platform (3) lying at a high voltage electrical potential, and an earth potential electronics connected to an electrical ground potential, one between the platform (3) and a insulator (6) is provided, characterized by a in the insulator (6) arranged potential separating inductive intermediate converter arrangement, intermediate converter of the intermediate converter arrangement are connected on the primary side with one device (2) and the secondary side with the ground potential electronics, so that the number of devices (2) corresponds to the number of intermediate converters.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Übertragen von Signalen zwischen mehreren Geräten, die auf einer auf einem elektrischen Hochspannungspotential liegenden Plattform angeordnet sind, und einer auf einem elektrischen Erdpotential liegenden Erdpotentialelektronik, wobei ein sich zwischen der Plattform und einer auf Erdpotential liegenden Umgebung erstreckender Isolator vorgesehen ist.The invention relates to a device for transmitting signals between a plurality of devices, which are arranged on a lying on a high voltage electrical potential platform, and lying on an electrical ground potential ground potential electronics, which is provided between the platform and a lying at ground potential environment extending insulator ,

Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise aus der DE 196 51 726 A1 bereits bekannt. Die dort offenbarte Vorrichtung umfasst eine Verarbeitungselektronik, die das Ausgangssignal eines Mittelspannungswandlers in ein Gleichspannungssignal umwandelt, mit dem eine Lichtquelle gespeist ist, deren Strahlung in einen Lichtwellenleiter einkoppelbar ist. Dabei ist der Mittelspannungswandler zur Messung des Stromes einer Hochspannungsleitung vorgesehen und zusammen mit der Verarbeitungselektronik und der Lichtquelle auf einer Plattform angeordnet, die sich auf einem elektrischen Hochspannungspotential befindet. Der nichtleitende Lichtwellenleiter erstreckt sich zwischen der Plattform und einer Auswerteelektronik, die auf Erdpotential liegt und zum Empfangen und Umwandeln der Lichtsignale des Lichtwellenleiters in elektrische Signale vorgesehen ist. Mit Hilfe der vorbekannten Vorrichtung kann beispielsweise der Zustand von Leistungskondensatoren einer Kondensatorbatterie überwacht werden, wobei die Kondensatorbatterie zur Hochspannungsgleichstromübertragung oder zur Blindleistungskompensation eines Verteilernetzes vorgesehen ist.Such a device is for example from the DE 196 51 726 A1 already known. The device disclosed therein comprises processing electronics which convert the output signal of a medium-voltage converter into a DC voltage signal with which a light source is fed whose radiation can be coupled into an optical waveguide. In this case, the medium-voltage converter is provided for measuring the current of a high voltage line and arranged together with the processing electronics and the light source on a platform which is located at an electrical high voltage potential. The non-conducting optical waveguide extends between the platform and an evaluation unit, which is at ground potential and is provided for receiving and converting the light signals of the optical waveguide into electrical signals. With the aid of the known device, for example, the state of power capacitors of a capacitor bank can be monitored, the capacitor bank being provided for high-voltage direct current transmission or for reactive power compensation of a distribution network.

Der vorbekannten Vorrichtung haftet der Nachteil an, dass die von dem Messwandler erzeugten elektrischen Signale aufwendig in optische Signale umgewandelt und anschließend wieder in elektrische Signale zurücküberführt werden müssen. Eine solche elektro-optische und opto-elektrische Umwandlung ist jedoch aufwendig und fehleranfällig.The prior art device has the disadvantage that the electrical signals generated by the transducer must be consuming converted into optical signals and then returned to electrical signals. However, such electro-optical and opto-electrical conversion is complicated and prone to errors.

Aus der EP 0 289 975 B1 ist die Anordnung einer Kondensatorbatterie auf einer Plattform bekannt, die sich auf einem hohen elektrischen Potential befindet und durch isolierende Stützsäulen auf einem auf Erdpotential liegenden Gelände befestigt ist. Auf der Plattform befinden sich weiterhin Schalter zum Schalten von in Reihe angeordneten Reihenkondensatoren der Kondensatorbatterie in die drei Phasen eines Drehstromnetzes. Dabei werden die Schalter von auf Erdpotential liegenden Antriebseinheiten angetrieben, wobei die von den Antriebseinheiten erzeugte Antriebsbewegung über starre nichtleitende Schaltstangen in die auf Hochspannungspotential liegenden Schalter eingeleitet wird.From the EP 0 289 975 B1 the arrangement of a capacitor bank on a platform is known, which is at a high electrical potential and is secured by insulating support columns on a ground potential terrain. On the platform are further switches for switching series-connected series capacitors of the capacitor bank in the three phases of a three-phase network. The switches are driven by lying at ground potential drive units, wherein the drive movement generated by the drive units is initiated via rigid non-conductive shift rails in the lying on high voltage potential switch.

In der EP 0 442 455 B1 ist eine Anordnung von Reihenkondensatoren offenbart, die in die Phasenleiter eines Drehstromnetzes in Reihe geschaltet sind. Zum Schutz der Reihenkondensatoren sind zu diesen parallel geschaltete Varistoren vorgesehen. In einem ebenfalls parallel zu den Reihenkondensatoren geschalteten Überbrückungszweig sind Thyristorventile und in Reihenschaltung zu diesen eine Drosselspule vorgesehen, wobei die Thyristorventile von einer separaten Steuereinheit zündbar sind. Durch das Zünden der Thyristorventile im Bedarfsfall werden die Reihenkondensatoren überbrückt. Während die Reihenkondensatoren, die Varistoren, Thyristoren und Drosselspulen auf einer sich auf einem Hochspannungspotential liegenden Plattform angeordnet sind, befindet sich die Steuerungselektronik zum Überwachen der Reihenkondensatoren und zum Zünden der Thyristorventile auf Erdpotential und ist galvanisch über einen Lichtwellenleiter mit den auf Hochspannungspotential liegenden Bauteilen der Plattform verbunden.In the EP 0 442 455 B1 an arrangement of series capacitors is disclosed which are connected in series in the phase conductors of a three-phase network. To protect the series capacitors are provided parallel to these varistors. In a bridging branch which is likewise connected in parallel with the series capacitors, thyristor valves and in series with these a choke coil are provided, the thyristor valves being ignitable by a separate control unit. By igniting the thyristor valves in case of need, the series capacitors are bridged. While the series capacitors, the varistors, thyristors and inductors are arranged on a lying on a high voltage potential platform, the control electronics for monitoring the series capacitors and for firing the thyristor valves is at ground potential and is galvanic via an optical waveguide with the high voltage potential components of the platform connected.

In der EP 0 582 704 B1 ist eine Leistungshalbleiterventilanordnung für die Freiluftaufstellung offenbart. Dabei ist die Leistungshalbleiterventilanordnung in einem gegenüber der Umgebung elektrisch isolierten Gehäuse angeordnet, wobei die Versorgung der Leistungshalbleiterventilanordnung mit informationstragenden Signalen, einem Isoliermedium oder Medien zur Beeinflussung der Temperatur durch einen hohlen Isolierkörper erfolgt. In dem Isolierkörper ist daher auch ein Lichtwellenleiter zur Übertragung von Messsignalen zwischen der auf Erdpotential liegenden Steuereinheit und dem auf Hochspannung liegenden Bauteilen vorgesehen.In the EP 0 582 704 B1 discloses a power semiconductor valve assembly for outdoor installation. In this case, the power semiconductor valve assembly is arranged in a respect to the environment electrically insulated housing, wherein the supply of the power semiconductor valve assembly with information-carrying signals, an insulating medium or media for influencing the temperature is effected by a hollow insulating body. In the insulating body, therefore, an optical waveguide for transmitting measurement signals between the lying at ground potential control unit and the components lying at high voltage is provided.

Aus dem Buch von Adolf Schwab „Hochspannungsmesstechnik, Messgeräte und Verfahren”, Springer Verlag, 1969 ist auf der Seite 164 ein Stromwandler beschrieben, bei dem die induktive Kopplung einer Primär- und Sekundärwicklung – wie bei Messwandlern üblich – durch eine elektrooptische Übertragung ersetzt wird. So wird auf Hochspannungspotenzial mittels einer Induktionsspule ein stromproportionales Messsignal erzeugt und auf elektrooptischem Weg zur Niederspannungsseite übertragen.From the book by Adolf Schwab "High Voltage Measurement, Measuring Instruments and Methods", Springer Verlag, 1969 a current transformer is described on page 164, in which the inductive coupling of a primary and secondary winding - as usual in transducers - is replaced by an electro-optical transmission. Thus, a current-proportional measurement signal is generated at high voltage potential by means of an induction coil and transmitted to the low-voltage side by electro-optical means.

Die CH 295 124 offenbart einen Strom- und Spannungswandler, deren Hochspannungswicklungen in einem gemeinsamen Isolationskörper eingeschlossen sind.The CH 295 124 discloses a current and voltage converter whose high voltage windings are enclosed in a common insulation body.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art die Signale auf einfache Weise, zuverlässig und gleichzeitig kostengünstig zu übertragen.The object of the invention is to transmit the signals in a simple manner, reliably and at the same time inexpensively in a device of the type mentioned.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch eine in dem Isolator angeordnete potentialtrennende induktive Zwischenwandleranordnung, wobei Zwischenwandler der Zwischenwandleranordnung. primärseitig mit jeweils einem Gerät und sekundärseitig mit der Erdpotentialelektronik verbunden sind, so dass die Anzahl der Geräte der Anzahl der Zwischenwandler entspricht.The invention achieves this object by means of a potential-separating inductive intermediate converter arrangement arranged in the isolator, with intermediate transformers of the intermediate converter arrangement. primary side with one device each and secondary side connected to the ground potential electronics, so that the number of devices corresponds to the number of intermediate converters.

Erfindungsgemäß werden elektrische Signale, also Ströme oder Spannungen, durch potentialtrennende induktive Zwischenwandler übertragen. Eine gemäß dem Stand der Technik übliche elektro-optische und opto-elektrische Umwandlung von Signalen entfällt, so dass erfindungsgemäß eine zuverlässigere Signalübertragung zwischen einer auf einem hohen elektrischen Potential liegenden Plattform und einer auf Erdpotential liegenden Auswerteelektronik ermöglicht ist. Dabei kann die Erdpotentialelektronik in unmittelbarer Nähe der Plattform angeordnet oder von dieser beabstandet sein, so dass beim Zugang zur Erdpotentialelektronik, beispielsweise im Wartungsfall, für einen Bediener ein ausreichender Sicherheitsabstand zur Plattform gewahrt ist.According to the invention, electrical signals, ie currents or voltages, are transmitted by potential-separating inductive intermediate transducers. A customary in the prior art electro-optical and opto-electrical conversion of signals is eliminated, so that according to the invention a more reliable signal transmission between a lying at a high electrical potential platform and lying on ground evaluation is possible. In this case, the ground potential electronics can be arranged in the immediate vicinity of the platform or spaced therefrom, so that when accessing the ground potential electronics, for example in the case of maintenance, a sufficient safety distance to the platform for an operator is ensured.

Erfindungsgemäß entspricht die Anzahl der Zwischenwandler in einem Isolator der Anzahl der Geräte auf der Plattform. Erfindungsgemäß sind daher in der Regel mehrere Zwischenwandler, z. B. neun, in dem Isolator angeordnet.According to the invention, the number of intermediate transducers in an isolator corresponds to the number of devices on the platform. Therefore, according to the invention, a plurality of intermediate transducers, z. B. nine, arranged in the insulator.

Die induktiven Zwischenwandler können einstufig oder mehrstufig ausgebildet sein. Dabei bestehen einstufige Wandler jeweils aus einem primärseitigen und einem sekundärseitigen Leiter, z. B. einer Leiterwicklung, die voneinander soweit beabstandet sind, dass Spannungsüberschläge in dem Isolator vermieden sind. Mehrstufige Zwischenwandler weisen hingegen mehrere induktive Kopplungen von Leitern zwischen dem Hochspannungspotential der Plattform und dem Erdpotential der Umgebung auf.The inductive intermediate transducers can be designed in one or more stages. In this case, single-stage converters each consist of a primary-side and a secondary-side conductor, z. B. a conductor winding, which are spaced from each other so far that voltage flashovers are avoided in the insulator. In contrast, multi-stage intermediate converters have several inductive couplings of conductors between the high-voltage potential of the platform and the earth potential of the environment.

Die Geräte sind beispielsweise für den Mittelspannungsbereich ausgelegte Wandler zum Messen einer Wechselgröße einer Hochspannungsleitung. Die gegenüber der Umgebung isoliert, beispielweise auf nichtleitende Säulen, aufgestellte Plattform befindet sich ebenfalls auf einem hohen elektrischen Potential, so dass zwischen der Hochspannungsleitung und der Plattform beispielsweise im Kurzschlussfall ein im Mittelspannungsbereich liegender Spannungsabfall eingestellt ist. Wechselgrößen sind die Wechselspannung und der Wechselstrom des Verteilernetzes.The devices are, for example, designed for the medium voltage range converter for measuring a variable size of a high voltage line. The insulated from the environment, for example, on non-conductive pillars, erected platform is also at a high electrical potential, so that is set between the high voltage line and the platform, for example, in the case of short circuit lying in the medium voltage range voltage drop. Alternatives are the AC voltage and the AC of the distribution network.

Abweichend hiervon können die Geräte auch als eine Zündelektronik zum elektrischen Zünden einer Funkenstrecke ausgebildet sein. In diesem Fall überträgt die erfindungsgemäße Vorrichtung einen Zündpuls als Signal von der Erdpotentialelektronik zur Zündelektronik auf der Plattform. Im Rahmen der Erfindung ist es jedoch auch möglich, die von der Erdpotentialelektronik erzeugten Signale ohne Zündelektronik direkt zum Zünden einer Funkenstrecke einzusetzen, wobei die diesbezüglichen Signale über die Zwischenwandleranordnung auf die auf einem Hochspannungspotential liegende Funkenstrecke übertragen werden.Notwithstanding this, the devices can also be designed as an ignition electronics for electrically igniting a spark gap. In this case, the device according to the invention transmits an ignition pulse as a signal from the ground potential electronics to the ignition electronics on the platform. In the context of the invention, however, it is also possible to use the signals generated by the ground potential electronics without ignition electronics directly to ignite a spark gap, wherein the relevant signals are transmitted via the intermediate converter arrangement on the lying at a high voltage potential spark gap.

Die Erdpotentialelektronik kann eine Auswertelektronik sein, die zum Empfang und zur Verarbeitung elektrischer Messsignale eingerichtet ist. Abweichend hierzu ist die Erdpotentialelektronik eine Steuerelektronik beispielsweise zur Steuerung einer Funkenstrecke. Die Erdpotentialelektronik kann erfindungsgemäß selbstverständlich auch beide Funktionen gleichzeitig übernehmen.The ground potential electronics can be an electronic evaluation unit that is set up to receive and process electrical measurement signals. Deviating from this, the ground potential electronics control electronics, for example, to control a spark gap. Of course, according to the invention, the ground potential electronics can also take on both functions at the same time.

Als Signale können im Rahmen der Erfindung sowohl analoge als auch digitale Signale durch die Vorrichtung übertragen werden.As signals, both analog and digital signals can be transmitted through the device within the scope of the invention.

Vorteilhafterweise ist jeder Zwischenwandler der Zwischenwandleranordnung als Stromwandler ausgelegt. Bei dieser Weiterentwicklung der Erfindung ist der Zwischenwandler zweckmäßigerweise primärseitig mit einem ebenfalls als Primärstromwandler ausgelegten Gerät verbunden, wobei der Primärstromwandler den durch eine Hochspannungsleitung fließenden Strom erfasst und sekundärseitig einen hierzu proportionalen Sekundärstrom erzeugt. Die Überwachung des Stromes einer Hochspannungsleitung ist beispielsweise zum Schutz von Leistungskondensatoren zweckmäßig, die gegenüber unzulässig hohen Spannungen beispielsweise durch einen parallel geschalteten Varistor bereits geschützt sind. Der Primärstromwandler ermöglicht die Überwachung zulässiger Maximalströme, so dass im Bedarfsfall der Kondensator überbrückt werden kann. Zur Aufnahme der Messsignale solcher Primärstromwandler ist jeder Zwischenwandler ebenfalls als Stromwandler ausgelegt und erzeugt sekundärseitig den primärseitigen Eingangsströmen der Primärstomwandler proportionale Ausgangsströme zur Weiterleitung an die Erdpotentialelektronik, die bei dieser Weiterentwicklung der Erfindung als Auswerteelektronik ausgebildet ist. Auf diese Weise ist die Überwachung der Ströme des auf Hochspannungspotential liegenden Verteilernetzes durch eine auf Erdpotential liegende Auswerteelektronik ermöglicht.Advantageously, each intermediate converter of the intermediate converter arrangement is designed as a current transformer. In this further development of the invention, the intermediate converter is expediently connected on the primary side to a device which is likewise designed as a primary current transformer, wherein the primary current transformer detects the current flowing through a high voltage line and generates a secondary current proportional thereto on the secondary side. The monitoring of the current of a high voltage line is useful, for example, for the protection of power capacitors, which are already protected against unacceptably high voltages, for example by a varistor connected in parallel. The primary current transformer allows the monitoring of permissible maximum currents, so that, if necessary, the capacitor can be bridged. For receiving the measurement signals of such primary current transformer each intermediate converter is also designed as a current transformer and generates the secondary side of the primary side input currents of Primärstomwandler proportional output currents for transmission to the ground potential, which is formed in this development of the invention as evaluation. In this way, the monitoring of the currents of the lying at high voltage potential distribution network is made possible by an evaluation electronics located at ground potential.

Abweichend hierzu ist es im Rahmen der Erfindung jedoch auch möglich, dass nicht alle Zwischenwandler als Stromwandler ausgelegt sind sondern nur solche, die mit Primärstromwandlern verbunden sind. Andere in dem Isolator angeordnete Zwischenwandler sind hingegen als Spannungswandler ausgebildet, die primärseitig beispielsweise mit Primärspannungswandlern verbunden sind.Deviating from this, however, it is also possible within the scope of the invention that not all intermediate transformers are designed as current transformers, but only those which are connected to primary current transformers. Other arranged in the insulator intermediate converters, however, are designed as a voltage converter, which are primary side, for example, connected to primary voltage transformers.

Zweckmäßigerweise wandelt der Zwischenwandler die primärseitig aufgenommenen Signale in einem Verhältnis 1:1 in sekundärseitige Auswertesignale um. Auf diese Weise ist eine besonders einfache Auslegung des Zwischenwandlers einerseits sowie jeden Geräts auf Hochspannungspotential und der Erdpotentialelektronik andererseits ermöglicht.Conveniently, the intermediate converter converts the signals recorded on the primary side in a ratio of 1: 1 into secondary-side evaluation signals. That way, one is special simple design of the intermediate converter on the one hand and each device on high voltage potential and the ground potential electronics on the other hand allows.

Vorteilhafterweise ist der Isolator mit einem fluiden Isolierstoff befüllt und gegenüber diesem abgedichtet. Durch den Isolierstoff wird die Spannungsfestigkeit innerhalb des Isolators erhöht, so dass die zur Potentialtrennung einzuhaltenden Mindestabstände innerhalb des Isolators zwischen den primärseitigen und sekundärseitigen Leitern verringert werden können. Mit anderen Worten wird durch den Einsatz des Isolierstoffes der Bauraum des Isolators und somit der Bauraum der gesamten erfindungsgemäßen Vorrichtung erheblich verringert. Aufgrund der Abdichtung ist es darüber hinaus auch möglich, den Isolierstoff mit einem gegenüber der Außenatmosphäre erhöhten Druck zu beaufschlagen, wodurch die Spannungsfestigkeit zusätzlich erhöht und die Größe der erfindungsgemäßen Vorrichtung weiter reduziert wird.Advantageously, the insulator is filled with a fluid insulating material and sealed against this. The insulating material increases the dielectric strength within the insulator so that the minimum distances to be maintained within the insulator between the primary-side and secondary-side conductors for potential separation can be reduced. In other words, the installation space of the insulator and thus the installation space of the entire device according to the invention is considerably reduced by the use of the insulating material. Due to the sealing, it is also possible to act on the insulating material with respect to the outside atmosphere increased pressure, whereby the dielectric strength is further increased and the size of the device according to the invention is further reduced.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Isolierstoff ein Isoliergas. Als Isoliergas kommen beispielsweise Schwefelhexafluorid, Stickstoff-Kohlenstoff-Mischungen und andere in der Isoliertechnik übliche Schutzgase in Betracht.According to a preferred embodiment, the insulating material is an insulating gas. Suitable insulating gas are, for example, sulfur hexafluoride, nitrogen-carbon mixtures and other protective gases customary in insulation technology.

Abweichend hiervon kann der fluide Isolierstoff jedoch auch eine Flüssigkeit, beispielsweise ein elektrophiles Öl sein.Deviating from this, however, the fluid insulating material may also be a liquid, for example an electrophilic oil.

Die Erfindung betrifft ferner eine Reihenkondensatoranordnung mit Reihenkondensatoren auf einer elektrisch isoliert aufgestellten Plattform, auf der Stromwandler zur Erzeugung von Messsignalen angeordnet sind, und mit einer Erdpotentialelektronik auf einem Erdpotential, wobei eine Vorrichtung der zuvor beschriebenen Art zum Übertragen der Messsignale zwischen den Stromwandlern und der Erdpotentialelektronik vorgesehen ist.The invention further relates to a series capacitor arrangement with series capacitors on an electrically isolated platform, are arranged on the current transformer for generating measurement signals, and with a Erdpotentialelektronik at a ground potential, wherein a device of the type described above for transmitting the measurement signals between the current transformers and the ground potential electronics is provided.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung unter Bezug auf die Figur der Zeichnung, wobeiFurther expedient embodiments and advantages of the invention are the subject of the following description of embodiments of the invention with reference to the figure of the drawing, wherein

1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in schematischer Darstellung zeigt. 1 An embodiment of the device according to the invention in a schematic representation shows.

1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 in schematischer Darstellung. Die dargestellte Vorrichtung 1 ist primärseitig mit auf Hochspannungspotential liegenden Geräten elektrisch verbunden, die in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Primärstromwandler 2 ausgebildet sind. Dabei sind die Primärstromwandler 2 auf einer Plattform 3 angeordnet, die von figürlich nicht dargestellten isolierenden Stützträgern aus einer Keramik oder einem Kunststoff gegenüber der auf Erdpotential liegenden Umgebung 4 elektrisch isoliert getragen ist. Auf der Plattform sind beispielsweise Leistungshalbleiterventile angeordnet, die über zweckmäßige Leistungsschalter in Reihe in die Phasen eines Verteilernetzes eingekoppelbar sind. Die Primärleitungen des Verteilernetzes weisen üblicherweise ein zwischen 40 kV und 800 kV liegendes Hochspannungspotential auf, so dass die Plattform 3 ebenfalls auf einem hohen elektrischen Potential liegt und zwischen den Primärleitungen 5 eines Drehstromnetzes und der Plattform 3 eine Spannung abfällt, die unterhalb 40 kV und somit im Bereich der Mittelspannung liegt. Die Primärstromwandler 2 sind daher für den Mittelspannungsbereich ausgelegt. 1 shows an embodiment of the device according to the invention 1 in a schematic representation. The illustrated device 1 is electrically connected on the primary side with lying at high voltage potential devices, which in the embodiment shown as a primary current transformer 2 are formed. Here are the primary current transformer 2 on a platform 3 arranged, the figuratively not shown insulating support beams made of a ceramic or a plastic relative to the ground potential environment 4 is worn electrically isolated. On the platform, for example, power semiconductor valves are arranged, which can be coupled via appropriate circuit breakers in series in the phases of a distribution network. The primary lines of the distribution network usually have between 40 kV and 800 kV lying high voltage potential, so that the platform 3 is also at a high electrical potential and between the primary lines 5 a three-phase system and the platform 3 a voltage drops below 40 kV and thus in the range of the medium voltage. The primary current transformer 2 are therefore designed for the medium voltage range.

Die Vorrichtung 1 weist einen Isolator 6 auf, das einen rohrförmigen Rohrabschnitt 7 sowie zwei plattenförmig ausgebildete Endkappen 8 umfasst. Dabei ist der Rohrabschnitt 8 zur Unterbringung und Halterung von nicht erkennbaren Zwischenwandlern vorgesehen, deren Anzahl der Anzahl der Primärstromwandler 2 entspricht und die jeweils mit einem der Primärstromwandler 2 primärseitig elektrisch verbunden sind.The device 1 has an insulator 6 on, which is a tubular pipe section 7 and two plate-shaped end caps 8th includes. Here is the pipe section 8th provided for accommodating and holding unrecognizable intermediate transducers whose number of the number of primary current transformers 2 corresponds and each with one of the primary current transformer 2 are electrically connected on the primary side.

Die induktiven Zwischenwandler umfassen primärseitige und sekundärseitige Leiterwicklungen, die voneinander soweit beabstandet sind, dass eine ausreichend hohe Spannungsfestigkeit in dem Isolator 6 gewährleistet ist. Zur Erhöhung der Spannungsfestigkeit ist der Isolator 6 mit Schwefelhexafluorid als Isoliergas befüllt, wobei der Rohrabschnitt 7 dichtend mit den Endkappen 8 verbunden ist, so dass das Isoliergas mit Druck beaufschlagbar ist. Aufgrund der hohen Spannungsfestigkeit sind die Abstände der primärseitigen und sekundärseitigen Wicklungen in dem Isolator 6 im Vergleich zu einer Luftisolation innerhalb des Isolators 6 verringert.The inductive intermediate converters comprise primary-side and secondary-side conductor windings, which are spaced apart from one another to a sufficiently high dielectric strength in the insulator 6 is guaranteed. To increase the dielectric strength is the insulator 6 filled with sulfur hexafluoride as insulating gas, wherein the pipe section 7 sealing with the end caps 8th is connected, so that the insulating gas is pressurized. Due to the high dielectric strength, the spacings of the primary-side and secondary-side windings are in the insulator 6 compared to an air insulation inside the insulator 6 reduced.

Primärseitig sind die induktiven Zwischenwandler mit den Primärstromwandlern 2 und sekundärseitig mit einer figürlich nicht dargestellten Auswerteelektronik auf Erdpotential, also einer Erdpotentialelektronik, verbunden, die in einem separaten Gebäude 9 untergebracht ist.On the primary side are the inductive intermediate transformers with the primary current transformers 2 and on the secondary side with a figuratively not shown evaluation at ground potential, so a ground potential electronics, connected in a separate building 9 is housed.

Durch die Primärstromwandler 2 wird der Stromfluss in den Primärleitungen des Verteilernetzes überwacht, wodurch ein dem Stromfluss in der jeweils überwachten Primärleitung proportionales Signal als Messstrom erzeugt wird. Der Messstrom speist die primärseitige Leiterwicklung des Zwischenwandlers. Durch die induktive Kopplung wird im Zwischenwandler sekundärseitig ein Auswertestrom erzeugt, mit dem die auf Erdpotential liegende Auswerteelektronik in dem Gebäude über Kabelleitungen 10 gespeist wird. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel liegt das Verhältnis des sekundärseitig erzeugten Auswertestromes zu dem Messstrom bei 1:1, so dass die Auslegung der Primärstromwandler 2 unabhängig von den Eigenschaften des potentialtrennenden Zwischenwandlers durchgeführt werden kann.Through the primary current transformer 2 the current flow in the primary lines of the distribution network is monitored, whereby a signal proportional to the current flow in the respective monitored primary line signal is generated as a measuring current. The measuring current feeds the primary-side conductor winding of the intermediate transformer. Due to the inductive coupling, an evaluation current is generated in the intermediate converter on the secondary side, with which the evaluation electronics located at ground potential in the building are connected via cable lines 10 is fed. In the exemplary embodiment shown, the ratio of the evaluation current generated on the secondary side to the measurement current is 1: 1, so that the design of the primary current transformer 2 can be performed regardless of the properties of the potential-separating intermediate converter.

Claims (6)

Vorrichtung (1) zum Übertragen von Signalen zwischen mehreren Geräten (2), die auf einer auf einem elektrischen Hochspannungspotential liegenden Plattform (3) angeordnet sind, und einer auf einem elektrischen Erdpotential liegenden Erdpotentialelektronik, wobei ein sich zwischen der Plattform (3) und einer auf Erdpotential liegenden Umgebung (4) erstreckender Isolator (6) vorgesehen ist, gekennzeichnet durch eine in dem Isolator (6) angeordnete potentialtrennende induktive Zwischenwandleranordnung, wobei Zwischenwandler der Zwischenwandleranordnung primärseitig mit jeweils einem Gerät (2) und sekundärseitig mit der Erdpotentialelektronik verbunden sind, so dass die Anzahl der Geräte (2) der Anzahl der Zwischenwandler entspricht.Contraption ( 1 ) for transmitting signals between multiple devices ( 2 ) located on a high-voltage electrical potential platform ( 3 ) are arranged, and lying on an electrical ground potential ground potential electronics, wherein between the platform ( 3 ) and an environment at ground potential ( 4 ) extending isolator ( 6 ), characterized by one in the insulator ( 6 ) arranged potential-separating inductive intermediate converter arrangement, wherein intermediate converter of the intermediate converter arrangement on the primary side, each with a device ( 2 ) and the secondary side connected to the ground potential electronics, so that the number of devices ( 2 ) corresponds to the number of intermediate converters. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Zwischenwandler als Stromwandler ausgebildet ist.Apparatus according to claim 1, characterized in that each intermediate converter is designed as a current transformer. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenwandler die primärseitig aufgenommenen Signale in einem Verhältnis 1:1 in sekundärseitige Auswertesignale umwandelt.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the intermediate converter converts the signals recorded on the primary side in a ratio of 1: 1 into secondary-side evaluation signals. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolator (6) mit einem fluiden Isolierstoff befüllt und gegenüber diesem abgedichtet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the insulator ( 6 ) is filled with a fluid insulating material and sealed against this. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolierstoff ein Isoliergas ist.Apparatus according to claim 4, characterized in that the insulating material is an insulating gas. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Reihenkondensatoranordnung mit Reihenkondensatoren, die auf der elektrisch isoliert aufgestellten Plattform (3) angeordnet sind, wobei Stromwandler zur Erzeugung von Messsignalen vorgesehen sind.Device according to one of the preceding claims, characterized by a series capacitor arrangement with series capacitors mounted on the electrically isolated platform ( 3 ) are arranged, wherein current transformers are provided for generating measurement signals.
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