DE1541791C3 - Verfahren zur Eingrenzung des Fehlerortes bei Teilentladungsprüfungen von Transformatoren oder Kabeln - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Eingrenzung des Fehlerortes bei Teilentladungsprüfungen von Transformatoren oder Kabeln, wobei das Frequenzspektrum der an den Klemmen eintreffenden Impulse gemessen wird. Die zunehmenden Nennspannungen und Leistungen in der Energieübertragung machen eine immer höhere Ausnutzung- der

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Isolierung notwendig. Dies bedingt eine immer sorg- F i g. 9 eine Verbesserung der Schaltung zur Mes-

fältigere Prüfung, weshalb die außerordentlich emp- sung an einer Wicklung,

fmdliche Teilentladungsmessung, mit der auch sehr F i g. 10 die Ermittlung der schadhaften Phase bei schwache Teilentladungen festgestellt werden kön- drei zusammengeschalteten Phasenwicklungen, nen, immer mehr an Bedeutung gewinnt. Durch die 5 Das Grundprinzip des neuen Verfahrens wird zu-Teilentladungsmessung soll nicht nur die wirkliche nächst am Beispiel eines Kabels erläutert. Gemäß Intensität der Entladungen gemessen werden, es soll F i g. 1 sei das prüferide Kabel 1 am einen Kabelauch möglichst die genaue Lage der Fehlerstelle im ende offen. Am anderen Kabelende sind über einen Prüfling bestimmt werden. Die vorliegende Erfindung Koppelkondensator 2 der Meßwiderstand 3 und das betrifft eine Methode zur Eingrenzung der Fehler- io Teilentladungs-Meßgerät 4 angeschlossen. Der Ohmstelle in Transformatoren und Kabeln. wert i?₃ des Meßwiderstandes 3 sei gleich dem WeI-

Zur Bestimmung des Fehlerprtes in Transfonnato- lenwiderstand des geprüften Kabels. Die Kapaziren hat man schon das Frequenzspektrum der an den tat C₂ des Kondensators 2 sei ferner so groß, daß die einzelnen außen zugänglichen Transformatorklem- Zeitkonstante C₂-R₃ größer ist als die Dauer eines men auftretenden Teilentladungsimpulse gemessen 15 Teilentladungs-Einzelimpulses. Als Teilentladungsund mit den bei Anlegung einer künstlichen Korona- Meßgerät 4 dient ein selektives, in seiner Frequenz quelle nacheinander an verschiedenen Wicklungs- durchstimmbares Voltmeter. Tritt nun in der Entferpunkten an den Transformatorklemmen gewonnenen nung I_x vom offenen Kabelende eine einzelne Teil-Frequenzspektren verglichen. Das Anlegen einer entladung auf, dann läuft von dieser Fehlerstelle auskünstlichen Koronastromquelle an verschiedene 20 gehend jeweils eine Wanderwelle nach links und eine Punkte einer Transformatorwicklung ist jedoch oft nach rechts durch das Kabel. Die nach links laufende sehr schwierig oder auch überhaupt nicht möglich, Wanderwelle trifft nach der Zeit z. B., wenn die fragliche Wicklung außen noch von I — I. einer anderen Wicklung umgeben ist. Ebenso ist es h — ——— nicht möglieh, bei Kabeln mit einem äußeren ge- 25 . ^v erdeten Kabelmantel längs des Kabels künstliche an dem mit der Meßeinrichtung verbundenen Kabel-Koronaimpulse einzuspeisen. In solchen Fällen kann ende 5 ein. ν ist dabei die Fortpflanzungsgeschwindas nachfolgende Verfahren, bei dem ebenfalls das digkeit der Wanderwelle im Kabel. Die von der Feh-Frequenzspektrum der Teilentladungsimpulse an den !erstelle nach rechts laufende Wanderwelle wird am Prüflingsklemmen gemessen wird, nützlich sein. 30 offenen Kabelende reflektiert und gelangt nach der

Aufgabe der Erfindung ist die Bestimmung des Zeit

Fehlerortes in einer elektrischen, nicht zugänglichen ; _|_;

Leitung, insbesondere in einem Kabel oder einer t₂ = — -

elektrischen Wicklung, beispielsweise einer Trans- ^v

formatorenwicklung. 35 an dem mit der Meßeinrichtung verbundenen Kabel-

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Mes- ende 5 ein. Entspricht der Ohmwert des Widerstansung des Frequenzspektrums der an den zugänglichen des 3 dem Wellenwiderstand des Kabels und ist die Klemmen eintreffenden Impulse erfindungsgemäß Zeitkonstante C₂- R₃ größer als die Impulsdauer, dadurch gelöst, daß einem zur Messung des Fre- dann werden die beiden Impulse am Kabelende 5 quenzspektrums dienenden selektiven abstimmbaren 40 nicht mehr reflektiert. An dem Meßwiderstand 3 tre-Voltmeter von jedem im Dielektrikum auftretenden ten folglich durch einen einzigen Teilentladungs-Teilentladungs-Einzelimpuls herrührend zwei Im- impuls im Kabel kurz nacheinander zwei Spannungspulse zugeführt werden, die von den von der Fehler- impulse auf_? wobei die Zeit zwischen den beiden Imstelle nach beiden Seiten längs des Kabels oder der pulsen

Wicklung ausgehenden Wanderwellen an den Kabel- 45 2 \

oder Wicklungsenden entstehen und zeitlich gegen- ät = t₂ — t^ = ——

einander um die Laufzeitdifferenz verschoben sind, ^v

und daß die räumliche Lage der Fehlerstelle aus der ist.

Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Wanderwellen Teilentladungsimpulse können vereinfacht als

und aus den von den Doppelimpulsen verursachten 50 kurze Nadelimpulse angesehen werden. Für einen

Maxims und Minima im Frequenzspektrum bestimmt " solchen Einzelimpuls ist das Amplitudenspektrum in

Wird nach der Bezeichnung / = -£-, wobei ν die ^einem weiten Frequenzbereich konstant. Treten nun

4I_x zwei solche Einzelimpulse kurz nacheinander auf, so

Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Wanderwelle im überlagern sich deren Frequenzspektren. Das hieraus

Leiter ist, I_x die Entfernung der Teilentladungsstelle 55 resultierende Frequenzspektrum ist jedoch keinesfalls

vom offenen Leiterende und / die Frequenz, bei mehr frequenzunabhängig, sondern es weist nunmehr

welcher ein Maximum oder Minimum der Amplitu- regelmäßig aufeinanderfolgende Maxima und Minima

den der gemessenen Entladungsimpulse auftritt. auf. Das Entstehen dieser Maxima und Minima kann

An Hand der Zeichnung werden die Einzelheiten, aus den F i g. 2 und 3 leicht erkannt werden. Der zu-

die Wirkungsweise und zweckmäßige Weiterbildungen 6p erst am Meßwiderstand 3 eintreffende Teilentladungs-

der Erfindung erläutert. impuls stößt in den Abstimmkreisen des Meßgerätes 4

F i g. 1 zeigt die Grundschaltung; eine Schwingung an. Nach Eintreffen des zweiten

F i g. 2 bis 5 zeigen die Entstehung und Zusam- Impulses am Meßwiderstand jR₃ überlagert sich die

mensetzung der gemessenen Impulse; von dem Impuls 2 verursachte Schwingung der zu-

F i g. 6 und 7 zeigen vorteilhafte Schaltungen zur 65 erst angestoßenen Schwingung. Ist nun bei einer be-

Messung an elektrischen Wicklungen, stimmten Zeitdifferenz Δ t der beiden Impulse die

F i g. 8 die Messung an einer 3phasigen sternge- Abstimmfrequenz des Meßgerätes gerade so groß,

schalteten Wicklung, daß die Periodendauer T der Abstimmfrequenz /

(T = l/Z) gerade = A t ist, so wird durch den zweiten Impuls die Amplitude der Schwingung verdoppelt. Ist dagegen gemäß F i g. 3 die Abstimmfrequenz so groß, daß der zweite Impuls schon nach der ersten Halbschwingung auftritt, so heben sich die von den beiden Impulsen angestoßenen Schwingungen auf. Sinngemäß ergeben sich auch bei Verzögerungszeiten Δ t, die wesentlich größer als die Periodendauer der Abstimmfrequenz sind, durch den zweiten Impuls jeweils eine Verdoppelung der Schwingung, wenn dieser gleichphasig zum ersten Impuls auftritt, während sich die Schwingungen aufheben, wenn der zweite Impuls 180° phasenverschoben zum ersten ankommt. Mißt man dann das Amplitudenspektrum abhängig von der Meßfrequenz, so erhält man einen Verlauf nach F i g. 4, wobei das erste Minimum bei der Frequenz

*~ ■ 4Z~

entsteht. Auf dieses Minimum folgen abwechselnd weitere Maxima und Minima jeweils im Abstand ganzzahliger Vielfacher von Z₁- Hierbei bedeuten jeweils die ungeradzahigen Vielfachen Minima, die geradzahligen Vielfachen Maxima.

Führt man folglich an einem Kabel eine Teilentladungsprüfung durch und ist das eine Kabelende offen, das andere über einen Kondensator und Widerstand wie oben angegeben abgeschlossen, so kann man aus dem Frequenzspektrum der am Meßwiderstand auftretenden Teilentladungs-Doppelimpulse bei bekannter Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Wanderwellen im Kabel die Lage der Fehlerstelle aus den Maxima und Minima im Frequenzspektrum bestimmen. Es ist zweckmäßig, wenn man den Frequenzbereich des hierzu benutzten selektiven Voltmeters so wählt, daß die Frequenz Z₁ des ersten Minimums bestimmt werden kann, da dieses Minimum am schärfsten ausgeprägt ist. Dies rührt daher, daß die Dämpfung in einem Kabel oder in einer Wicklung mit steigender Frequenz zunimmt. Deshalb ist der zweite Impuls, der ja einen längeren Weg zurückzulegen hat, bei hohen Frequenzen schwächer als der zuerst eintreffende Impuls. Die beiden Impulse heben sich dann an den Minimumstellen nicht mehr vollständig auf, weshalb diese Minimumstellen dann nicht mehr so stark ausgeprägt sind.

Nach demselben Verfahren kann man auch bei Transformatoren Teilentladungsfehlerstellen eingrenzen, sofern die geprüfte Wicklung die Impulse ähnlich wie ein Kabel als Wanderwellen zu den Wicklungsenden überträgt, wie dies bei axial fortschreitenden Röhrenwicklungen der Fall ist. Da die Dämpfung der Wanderwellen in Transformatorwicklungen mit zunehmender Frequenz stark ansteigt, ist es hier ganz besonders wichtig, die Messungen vor allem auch im Frequenzbereich des ersten Minimums Z₁ durchzuführen. Das erste Minimum Z₁ liegt bei Transformatorwicklungen in der Größenordnung um 10 kHz bis zu einigen 10 kHz. Damit das Minimum im Meßergebnis deutlich ausgeprägt ist, muß ferner die Bandbreite des benutzten selektiven Voltmeters klein sei gegenüber der jeweiligen Meßfrequenz. Die Bandbreite sollte daher etwa ¹Ao der niedersten Meßfrequenz nicht überschreiten. Für Transformatoren wäre ein Abstimmbereich von etwa 5 kHz bis 200 kHz besonders wesentlich, wobei die Bandbreite im unteren Frequenzbereich ungefähr 1 kHz sein sollte, ab etwa 50 kHz aufwärts wäre auch eine größere Bandbreite zulässig.

Mit solchen sehr schmalbandigen Meßgeräten findet man die Resonanzstellen der Transformatorwicklungen im Frequenzspektrum der Koronaimpulse ganz besonders stark ausgeprägt. So kann sich die Amplitude der gemessenen Teilentladungs-Rauschspannung beim Durchfahren des Frequenzbereiches innerhalb eines Frequenzintervalls von z. B. 10 kHz

ίο um den Faktor 1:10 bis 1:100 ändern, sofern man im Frequenzbereich Zi bis Z₃ nach F i g. 4 mißt. Je breitbandiger das selektive Meßgerät ist, um so kleiner werden die Unterschiede zwischen den aufeinanderfolgenden Maxima und Minima. Bei sehr selektiven Meßgeräten sind jedoch, wie erwähnt, die Resonanzstellen sehr stark ausgeprägt.

Soll nun die Teilentladungsmessung nicht nur eine Aussage über die Lage der Fehlerstelle, sondern auch einen Anhalt über die Intensität der Teilentladungen liefern, dann stören bei der Beurteilung der Teilentladungsintensität die starken von der Abstimmfrequenz abhängigen Schwankungen in den Meßwerten. Zur Beurteilung der Teilentladungs-Intensität sollte man den einem breiteren Frequenzband zugehörigen mittleren Amplitudenwert heranziehen. Es ist daher zweckmäßig, entweder zusätzlich zu dem sehr schmalbandigen zur Fehlereingrenzung dienenden Gerät noch ein zweites breitbandiges Meßgerät anzuschließen, oder aber die Bandbreite des selektiven Gerätes sollte umschaltbar sein. Zur Messung der mittleren Amplitude der Impulse erscheint ein Frequenzbereich in der Größenordnung von 10 bis etwa 50 oder 100 kHz zweckmäßig.

Grundsätzlich ist eine Fehlereingrenzung nach dem obigen Prinzip möglich, wenn ein Kabelende oder Wicklungsende z. B. über einen Kondensator hinreichend großer Kapazität kurzgeschlossen ist. Dieser Fall ist von Bedeutung, wenn das Kabel einseitig, z. B. an eine Anlage mit größerer Kapazität angeschlossen ist und von dieser nicht abgetrennt werden kann, oder wenn an einem Ende einer Transformatorwicklung z. B. noch eine Regelwicklung mit großer Erdkapazität angeschlossen ist. Schließt man am freien Kabelende die Meßeinrichtung über einen Kop-

pelkondensator und Meßwiderstand an, so treffen an diesem Meßwiderstand wiederum zwei um das Zeitintervall At auseinanderliegende Impulse ein, wobei jedoch der zweite Impuls die umgekehrte Polarität wie der erste Impuls hat, da vom kurzgeschlossenen Kabelende her eine Entladewelle reflektiert wird. Man erhält dann eine Frequenzabhängigkeit des Amplitudenspektrums entsprechend F i g. 5. Hierbei ist

ν
4L

ein Maximum. Alle ungeradlinigen Vielfachen von J₁ sind hier Maxima, alle geradzahligen Vielfachen Minima. Bei gegebener Lage der Fehlerstelle erhält man folglich beim einseitig kurzgeschlossenen Kabel dort Maxima, wo beim einseitig offenen Kabel Minima sind, und umgekehrt. Wird folglich eine Transformatorwicklung durch Eigenerregung geprüft und ist hierbei ein Wicklungsende geerdet, so kann man aus den Resonanzstellen nach F i g. 5 ebenfalls die Fehlerstelle eingrenzen.

Bei Transformatorwicklungen ist der Wellen-

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widerstand der Wicklung frequenzabhängig. Aus punkt anschließt und jeweils zwei Phasen an ihren diesem Grunde kann man über ein einfaches RC- Wicklungseingängen über i?C-Glieder erdet. Wählt Glied 2, 3 nach F i g. 1 einen ideal reflexionsfreien man hierbei den Ohmwert des Widerstandes 4 gleich Abschluß des Wicklungsendes nicht erreichen. Bei dem Wellenwiderstand der Wicklung und hat außereinem solchen Abschluß wird daher ein Teil der an 5 dem der Kondensators einen ausreichend großen •diesem Wicklungsende ankommenden Wanderwellen Kapazitätswert, so werden an den so abgeschlossestets reflektiert, weshalb man im Frequenzspektrum nen Wicklungsenden die Impulse nicht reflektiert, dann auch bei beliebiger Lage der Fehlerstelle stets Die in diesen Wicklungen auftretenden Teilentladunnoch die aus der gesamten Wicklungslänge Z₀ sich gen verursachen folglich im Sternpunkt je Entlaergebende Grundschwingung und ihre geradzahligen io dungsimpuls nur einen einzigen Impuls, d. h. aber, Oberschwingungen findet. Es sind also neben den das von diesen Teilentladungen verursachte Freaus der Länge I_x zwischen Fehlerstelle und offenem quenzspektrum weist keine Maxima und Minima auf. Wicklungsende resultierenden Resonanzstellen stets Dagegen verursachen Teilentladungen in der dritten, auch noch die der gesamten Wicklungslänge Z₀ zu- nicht über ein i?C-Glied abgeschlossenen Wicklung gehörigen Resonanzstellen im Frequenzspektrum 15 die obenerwähnten Doppelimpulse, aus deren Frevorhanden. Das Auffinden der ersteren Resonanz- quenzspektrum sich die Fehlerstelle eingrenzen läßt, stellen wird um so schwieriger, je stärker die letz- Am Meßgerät überlagern sich somit dem weitgehend teren ausgeprägt sind. Aus diesem Grunde ist eine frequenzunabhängigen Teilentladungsrauschen der möglichst gute Anpassung des Abschlußwider- über die i?C-Glieder abgeschlossenen beiden Wickstandes 3 an dem Wellenwiderstand der Wicklung 20 lungen die Maxima und Minima der aus der dritten erforderlich. Es kann daher zweckmäßig sein, als Wicklung stammenden Doppelimpulse.
Abschlußwiderstand einen frequenzabhängigen Wi- Grundsätzlich ist bei in Stern geschalteten Drehderstand zu wählen, dessen Frequenzgang dem des stromtransformatoren die Fehlerortung in den ein-Wellenwiderstandes möglichst angepaßt ist. zelnen Phasen auch nach der Schaltung gemäß

Eine stärkere Dämpfung der Grundschwingung 25 F i g. 6 und 7 möglich. Man schließt hierbei zweckist auch dadurch möglich, daß man beide Kabel- mäßigerweise wiederum zwei Wicklungen gemäß enden mit dem Wellenwiderstand abschließt. Da in F i g. 8 über i?C-Glieder ab und schließt die Meßdiesem Fall jede der von der Fehlerstelle ausgehen- einrichtung gleichzeitig am Sternpunkt und an der den beiden Wanderwellen an beiden Kabelenden Eingangsklemme der dritten Wicklung über einen absorbiert wird, erhält man an jedem Kabelende 30 Koppelkondensator an. Auch in diesem Fall treten von einer einzelnen Teilentladung her auch nur noch an der Meßeinrichtung nur von der dritten Wickeinen einzigen Spannungsimpuls. Man erhält jedoch lung stammende Doppelimpulse auf, während die wiederum Doppelimpulse, wenn man die an den beiden anderen Wicklungen nur Einfachimpulse beiden Kabelenden auftretenden Impulse einem ge- liefern.

meinsamen Meßgerät zuführt (F i g. 6). Für die Re- 35 Besonders einfach wird die Fehlerortung in den sonanzstellen im Frequenzspektrum gelten dann einzelnen Phasen von in Stern geschalteten Transwiederum die obigen Gleichungen für die F i g. 1 formatoren, wenn man den Sternpunkt direkt erdet bis 4, wobei jedoch I_x hier von der Fehlerstelle bis und die Meßeinrichtung nacheinander über Koppelzur Kabelmitte zu messen ist. Es ist dann allerdings kondensatoren an die drei Phaseneingänge annicht eindeutig, ob der Fehler um die Länge I_x links 40 schließt. In diesem Fall werden die von der Fehleroder rechts von der Kabelmitte liegt. Die Schaltung stelle zum Sternpunkt verlaufenden Impulse am nach Fig. 6 erfordert einen Differenzverstärker. kurzgeschlossenen Sternpunkt reflektiert und ver-Bildet man dagegen die Widerstände 3 entsprechend Ursachen an der betreffenden Wicklungsklemme ver-F i g. 7 jeweils als ohmsche Spannungsteiler aus und zögert eintreffende Impulse umgekehrter Polarität, legt man den Abgriffspunkt genügend tief, so kann 45 Je Teilentladungsimpuls treten folglich an der man beide Abgriffspunkte direkt verbinden und Klemme der betreffenden Phase zwei seitlich gegenwiederum ein übliches selektives Meßgerät anschlie- einander verschobene Impulse auf, wobei der zweite ßen. Die Schaltungen nach F i g. 6 und 7 dürften Impuls jeweils die umgekehrte Polarität wie der erste für Messungen an den Wicklungen von Transfor- Impuls hat. Aus dem Frequenzspektrum dieser matoren in Dreieckschaltung besonders geeignet 50 Doppelimpulse läßt sich der Fehlerort bestimmen, sein, da dort ja beide Enden jeder Wicklung mit Da der Sternpunkt direkt geerdet ist, können die jeweils einer anderen Wicklung verbunden sind, Wanderwellen von einer Phase nicht in die Nachbard. h., es sind keine freien Wicklungsenden vorhan- phase gelangen.

den. Die Impulse an jedem Wicklungsende pflanzen Ist die Länge I_x in den F i g. 1 und 6 groß, d. h.,

sich daher in der dort angeschlossenen weiteren 55 hat von den Doppelimpulsen jeweils der verzögert

Wicklung fort. Es ist daher erwünscht, jedes Wick- eintreffende Impuls einen wesentlich größeren Weg

lungsende möglichst so abzuschließen, daß eine längs der Wicklung zurückzulegen als der erste Im-

Übertragung in die anderen Wicklungen weitgehend puls, so wird wegen der Dämpfung der Impulse

vermieden wird. längs der Wicklung der verzögert eintreffende Im-

Bei Teilentladungsprüfungen an Transformatoren 60 puls stets kleiner als der zuerst eintreffende Impuls

in Sternschaltung überlagern sich zunächst, wenn in sein. Ist dann die Dämpfung sehr groß, dann sind

zwei oder allen drei Phasen längs den einzelnen die Minima im Frequenzspektrum nicht mehr scharf Wicklungen an verschiedenen Stellen Fehler auf- ausgeprägt, da sich die Impulse ja nur vollständig

treten, die hierdurch verursachten Maxima und aufheben können, wenn sie genau gleich groß sind. Minima, wodurch die Fehlererkennung erschwert 65 Die Minima sind folglich bei kleinem I_x sehr deutwird. Man kann jedoch die Fehlerstellen in den lieh, werden aber mit zunehmenden I_x immer weeinzelnen Phasen nacheinander bestimmen, wenn niger stark ausgeprägt. Eine Verbesserung ist mögman gemäß F i g. 8 die Meßeinrichtung am Stern- Hch, wenn man bei Ankopplung der Meßeinrichtung

an beide Wicklungsenden, z. B. durch Wahl verschieden großer Meßwiderstände oder sonstige geeignete Mittel, den ersten Impuls gegenüber dem zweiten Impuls abschwächt. F i g. 9 zeigt eine hierfür geeignete Schaltung. Wählt man den Ohmwert des Potentiometers 8 groß gegenüber dem Ohmwert der gleich großen Meßwiderstände 6 und 7, so kann man durch Verschieben des Abgriffpunktes die an den Meßwiderständen 6 und 7 auftreffenden Spannungsimpulse dem Meßgerät in einem wählbaren Amplitudenverhältnis zuführen. Wählt man dieses Amplitudenverhältnis entsprechend der Dämpfung der Impulse in der Wicklung, so erhält man wieder scharf ausgeprägte Minima.

Trotz der beschriebenen Maßnahmen läßt es sich bei in Stern oder in Dreieck geschalteten Transformatoren nicht immer in ausreichendem Maße vermeiden, daß, wenn in zwei oder allen drei Phasen Teilentladungen auftreten, eine bestimmte Durchkopplung der Impulse aus den anderen Phasen in die gerade gemessene Phase entsteht. Nun treten jedoch in den einzelnen Phasen die Teilentladungsimpulse nicht während der ganzen Periode auf, sondern sie sind nur in jeder Halbschwingung während eines gewissen Zeitabschnittes vorhanden. So treten die am meisten interessierenden Hohlraumentladungen bevorzugt jeweils in der Zeit vom Spannungsnulldurchgang bis zum Erreichen des Scheitelwertes der Spannung auf, während das Intervall vom Scheitelwert bis zum nächsten Spannungsnulldurchgang hier meist völlig entladungsfrei ist. Bei Drehstromtransformatoren treten dann die Entladungen in den einzelnen Phasen während der in F i g. 10 eingetragenen Zeiten auf. Man erkennt hieraus, daß die Entladungen in den einzelnen Phasen nur in gewissen Zeitabschnitten gleichzeitig auftreten, während zu anderen Zeiten nur jeweils in einer einzigen Phase Entladungen vorhanden sind. Gemäß F i g. 10 sind beispielsweise, wenn der Fehlerort in der mit 9 bezeichneten Phase bestimmt werden soll, jeweils in dem Zeitpunkt zwischen 30 und 60° nach dem Spannungsnulldurchgang Entladungen nur in dieser Phase vorhanden, öffnet und schließt man z. B. mittels Synchronkontakt oder elektronisch den Eingang

ao des Teilentladungsmeßgerätes synchron zur Prüfspannung nur während der Zeitabschnitte, in denen lediglich in der gerade geprüften Phase Entladungen auftreten, so kann' der Fehlerort in dieser Phase nach den oben beschriebenen Verfahren eindeutig bestimmt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Eingrenzung des Fehlerortes bei Teilentladungsprüfungen von Transfonnato- S ren oder Kabeln, wobei das Frequenzspektrum der an den Klemmen eintreffenden Impulse gemessen wird, dadurchgekennzeichnet, daß einem zur Messung des Frequenzspektrums dienenden selektiven abstimmbaren Voltmeter von jedem im Dielektrikum auftretenden Teilentladungs-Einzelimpuls herrührend zwei Impulse zugeführt werden, die von den von der Fehlerstelle nach beiden Seiten längs des Kabels oder der Wicklung ausgehenden Wanderwellen an den Kabel- oder Wicklungsenden entstehen und zeitlich gegeneinander um die Laufzeitdifferenz verschoben sind, und daß die räumliche Lage der Fehlerstelle aus der Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Wanderwellen und aus den von den Dop- ao pelimpulsen verursachten Maxima und Minima im Frequenzspektrum bestimmt wird nach der Bezeichnung/= -^₁-, wobei ν die Fortpfian-

** »JE

Zungsgeschwindigkeit der Wanderwelle im Leiter ist, I_x die Entfernung der Teilentladungsstelle vom offenen Leiterende und / die Frequenz, bei welcher ein Maximum oder Minimum der Amplituden der gemessenen Entladungsimpulsc auftritt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Kabelende oder Wicklungsende über einen hinreichend großen Kondensator ein Widerstand gleich dem Wellenwiderstand des Kabels oder der Wicklung angeschlossen ist, an dem das Frequenzspektrum gemessen wird, während das andere Kabel- oder Wicklungsende entweder offen oder über eine hinreichend große Kapazität gegen Erde kurzgeschlossen ist, so daß die zu diesem Kabelende laufenden Wanderwellen dort reflektiert und verzögert ebenfalls an dem mit dem Meßgerät verbundenen Kabel- oder Wicklungsende eintreffen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Teilentladungsmessungen in Transformatorwicklungen ein frequenzabhängiger Abschlußwiderstand gewählt wird, dessen Frequenzabhängigkeit der Frequenzabhängigkeit des Wellenwiderstands der Wicklung weitgehend angepaßt ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Messungen an Transformatorwicklungen in einem Frequenzbereich von etwa 5 bis 200 kHz durchgeführt werden, wobei das verwendete selektive Voltmeter im unteren Frequenzbereich eine Bandbreite von nicht mehr als 2 kHz, im Frequenzbereich oberhalb 50 kHz ■ eine Bandbreite von nicht mehr als etwa 5 kHz aufweist.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Teilentladungsmessungen an Transformatorwicklungen gleichzeitig die Teilentladungs-Intensität gemessen wird, wobei die Bandbreite des Voltmeters auf eine Bandbreite von etwa 5 bis 50 kHz umschaltbar ist.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß beide Kabel- oder Wicklungsenden über /?C-Glieder reflexionsfrei abgeschlossen sind und die beiden an den Enden eintreffenden Impulse entweder direkt oder über einen Differenzverstärker zur Messung des Amplituden-Spektrums einem selektiven Voltmeter zugeführt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Fehlereingrenzung in den einzelnen Phasen von Drehstrom-Transformatoren in Sternschaltung die Meßeinrichtung nacheinander über Koppelkondensatoren an die Phaseneingänge angekoppelt wird und der Sternpunkt direkt geerdet ist.

8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Fehlereingrenzung in den einzelnen Phasen von Drehstromtransformatoren in Sternschaltung die Meßeinrichtung am Sternpunkt angekoppelt ist und die Wicklungseingänge von zwei Phasen über i?C-Glieder reflexionsfrei abgeschlossen sind, während das dritte Wicklungsende offen ist.

9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Fehlereingrenzung in den einzelnen Phasen von Dreh strom transformatoren in Sternschaltung zwei Phasen über RC-Glieder reflexionsfrei abgeschlossen sind und die Meßeinrichtung gleichzeitig am Sternpunkt und am Ende der dritten Wicklung angekoppelt ist.

10. Verfahren nach Anspruch 1, 6 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die an den beiden Wicklungsenden eintreffenden Impulse, die infolge der Dämpfung in der Wicklung zunächst unterschiedliche Höhe haben, durch entsprechend bemessene Abgriffswiderstände oder bei Anwendung eines Differenzverstärkers durch unterschiedliche Verstärkung in Impulse gleicher Hohe umgewandelt werden.

11. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Fehlereingrenzung in den einzelnen Phasen von Drehstrom-Transformatoren in Dreieckschaltung jedes Wicklungsende über nach Erde geschaltete i?C-Glieder reflexionsfrei abgeschlossen ist und die Meßeinrichtung gleichzeitig an beide Enden der gerade gemessenen Wicklungsphase angeschlossen ist.

12. Verfahren nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur FehJereingrenzung in den einzelnen Phasen von Drehstromtransformatoren der zur Fehlerortbestimmung dienende Verstärker mittels Synchronkontakt oder mittels elektronischer Schalter nur in den Zeitabschnitten jeder Periode der Prüfspannung eingeschaltet wird, in denen lediglich in der gerade geprüften Phase Teilentladungen auftreten, während der Verstärker in den Zeitabschnitten, in denen gleichzeitig in zwei oder allen Phasen Entladungen vorhanden sind, gesperrt ist.