DE19749522A1

DE19749522A1 - Elektrischer Apparat, insbesondere Überspannungsableiter, mit einer Vorrichtung zur Anzeige eines Fehlerstromstroms

Info

Publication number: DE19749522A1
Application number: DE19749522A
Authority: DE
Inventors: Werner Dr Hofbauer; Walter Schmidt
Original assignee: Asea Brown Boveri AG Switzerland; Asea Brown Boveri AB
Current assignee: ABB Hochspannungstechnik AG
Priority date: 1997-11-08
Filing date: 1997-11-08
Publication date: 1999-05-12
Also published as: EP0915544B1; DE59810327D1; US6028759A; EP0915544A1

Description

TECHNISCHES GEBIET

Bei der Erfindung wird ausgegangen von einem elektrischen Apparat, insbesondere einem Überspannungsableiter, nachdem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

STAND DER TECHNIK

Die Erfindung nimmt auf einen Stand der Technik von elektrischen Apparaten Bezug, wie er in EP 0 564 334 A1 angegeben ist. Ein in diesem Stand der Technik beschriebener elektrischer Apparat, welcher vorzugsweise als Überspannungs ableiter oder als Isolator für Hoch- oder Mittelspannungsnetze ausgebildet ist, enthält eine der Überwachung des elektrischen Apparates auf einen Fehlerstrom dienende Erfassungs- und Anzeigevorrichtung. Diese Vorrichtung weist ein Isolierstoffgehäuse mit einem leicht zerbrechbaren Fenster auf. Durch das Isolierstoffgehäuse hindurch ist ein Stromanschluß des elektrischen Apparates geführt. Der im Gehäuseinneren befindliche Teil des Stromanschlusses ist von einem Magnetkern umgeben, welcher die Sekundärwicklung eines den Stromanschluß als Primärwicklung aufweisenden Stromwandlers trägt. Die Sekundärwicklung ist mit einem ohmschen Widerstand verbunden, der in eine im Gehäuseinneren angeordnete Sprengstoffladung eingebettet ist. Beim Auftreten eines Fehlerstroms erwärmt sich der vom Stromwandler kontinuierlich mit Strom gespeiste ohmsche Widerstand sehr stark. Der Widerstand zündet die Sprengstoffladung oberhalb einer kritischen Grenztemperatur. Das Fenster des Isolierstoffgehäuses wird hierbei aufgebrochen und ein als Anzeigelement dienendes farbiges Band aus dem Gehäuse ausgestoßen. Nach dem Ansprechen und dem optischen Signalisieren des fehlerhaften Zustands werden der elektrische Apparat und die Erfassungs- und Anzeigevorrichtung ausgebaut und ersetzt.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Der Erfindung, wie sie in den Patentansprüchen angegeben ist, liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Apparat der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem der fehlerhafte Zustand des elektrischen Apparates mit äußerst einfachen Mitteln und dennoch mit großer Sicherheit erkannt werden kann.

Beim elektrischen Apparat nach der Erfindung wird ein durch einen Fehlerstrom verursachter fehlerhafter Betriebszustand durch einen Informationsträger angezeigt, welcher zumindest einen Teil der Außenfläche eines Isolierstoff gehäuses des Apparates enthält. Dieser Informationsträger wird durch den Fehlerstrom auf eine Grenztemperatur aufgeheizt, die oberhalb der zulässigen Betriebstemperatur des Apparates liegt. Beim Überschreiten der Grenztemperatur gibt dieser Informationsträger ein leicht und sicher zu detektierendes optisches Signal ab. Da ein derartiger Informationsträger mit Vorteil eine am Isolierstoffgehäuse vorgesehene Thermofarbe (Thermocolor) enthält, läßt sich ein solcher Apparat in einfacher und kostengünstiger Weise herstellen und können bereits bestehende Apparate ohne großen Aufwand durch Aufbringen des Thermocolors auf das Gehäuse nachgerüstet werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung und die damit erzielbaren weiteren Vorteile werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigt die einzige Figur einen Phasenleiter einer Hochspannungsleitung, welcher mit einem als Überspannungsableiter ausgeführten und eine Vorrichtung zur Anzeige von Fehlerströmen enthaltenden elektrischen Apparat nach der Erfindung elektrisch leitend verbunden ist.

WEG ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG

In der Figur bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen Phasenleiter einer an einem geerdeten Mast 2 elektrisch isoliert gehaltenen Hochspannungsleitung. Am Phasenleiter 1 ist ein Überspannungsableiter 3 aufgehängt. Der Überspannungs ableiter 3 ist mit einem Stromanschluß 4 mit dem Phasenleiter 1 galvanisch verbunden und ist mit Hilfe eines Stützisolators 6 am Mast 2 befestigt. Ein zweiter Stromanschluß 5 des Überspannungsableiters 3 ist über ein Erdungskabel 7 mit dem Mast 2 galvanisch verbunden. Ein mit Hochspannung belastetes Isolierstoff gehäuse 8 umschließt einen nicht dargestellten, zwischen den Stromanschlüssen 4, 5 angeordneten Stapel von nichtlinearen Widerstandselementen auf der Basis von Metalloxiden und trägt eine als Informationsträger 9 ausgebildete Vorrichtung zur optischen Anzeige eines durch einen Fehlerstrom verursachten, fehlerhaften Zustands des Überspannungsableiters. Das Gehäuse 8 besteht vorteilhafterweise aus einem Porzellan oder einem füllstoffgefüllten Polymer, wie insbesondere einem Silikon und/oder einem Epoxid, und weist vorzugsweise aus Porzellan oder Silikon bestehende Schirme 10 auf.

Der Informationsträger 9 ist auf einem Teil der Außenfläche des Isolierstoffgehäu ses 8 vorgesehen. Dieser Teil der Außenfläche des Isolierstoffgehäuses 8 wird beim Auftreten eines im Widerstandsstapel geführten Fehlerstroms auf eine Temperatur aufgeheizt, welche oberhalb einer zulässigen Betriebstemperatur des Apparates liegt. Beim Überschreiten einer oberhalb der zulässigen Betriebstempe ratur (beispielsweise 105°C) liegenden Grenztemperatur von typischerweise 150 bis 500°C gibt der Informationsträger 9 ein optisch detektierbares Signal ab.

Da das Isolierstoffgehäuse 8 im allgemeinen nicht gleichmäßig vom Fehlerstrom erwärmt wird, ist der Informationsträger 9 mit Vorteil an einem der temperatur erhöhenden Wirkung des Fehlerstrom ausgesetzten und von außen gut erkennbaren Teil der Außenfläche des Gehäuses 8, insbesondere unterhalb oder oberhalb eines der Schirme 10, angeordnet.

Der Informationsträger 9 enthält vorzugsweise ein Thermocolor, beispielsweise [Co(NH₃)₆].PO₄, welch es auf die Außenfläche oder mindestens einen Teil der Außenfläche des Gehäuses 9 aufgebracht ist. Dieses Thermocolor wechselt oberhalb der Grenztemperatur seine Farbe, [Co(NH₃)₆].PO₄ beispielsweise bei 200°C von gelb nach blau, und behält diese Farbe auch nach der Absenkung der Temperatur unter die Grenztemperatur bei. Es wird so in einfacher Weise durch den Farbwechsel permanent angezeigt, daß der durch den Farbwechsel identifizierbare Überspannungsableiter 3 defekt ist.

Das Thermocolor kann bei der Herstellung des gehäusebildenden Materials den materialbildenden Ausgangsstoffen zugemischt werden. Ein aus diesem Material gebildetes Gehäuse 8 stellt dann zugleich den Informationsträger 9 dar. Zu Zwecken der Nachrüstung eines bestehenden Apparates kann das Thermocolor aber auch in Form eines Bandes oder eines Streifens unter Bildung einer wärmeübertragenden Kontaktfläche zumindest auf ein Teil der Außenfläche des Gehäuses 8 aufgebracht werden. In besonders einfacher Weise kann das Thermocolor durch Besprühen oder Bestreichen zumindest eines Teils der Außenfläche des Gehäuses 9 aufgebracht werden.

Um insbesondere bei Dunkelheit den Informationsträger 9 gut erkennen zu können, empfiehlt es sich diesen leuchtend und/oder reflektierend auszubilden. In besonders vorteilhafter Weise kann dies durch Zumischen einer Leuchtfarbe oder reflektierender Partikel zum Thermocolor erreicht werden.

Statt an einem Überspannungsableiter kann der Informationsträger auch an einem anderen elektrischen Apparat, beispielsweise einem Isolator eines Schalters oder eines Transformators, oder einem Isolator einer Hochspannungsanlage, beispielsweise dem Stützisolator 6, befestigt sein.

Bezugszeichenliste

1

Phasenleiter

2

Mast

3

Überspannungsableiter

4

,

5

Stromanschlüsse

6

Stützisolator

7

Erdungskabel

8

Isolierstoffgehäuse

9

Informationsträger

10

Schirme

Claims

1. Elektrischer Apparat, insbesondere Überspannungsableiter (3), mit einem mit Hochspannung belastbaren Isolierstoffgehäuse (8) und mit einer Vorrichtung zur optischen Anzeige eines durch einen Fehlerstrom verursachten fehlerhaften Zustands, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung als ein zumindest einen Teil der Außenfläche des Isolierstoffgehäuses (8) enthaltender Informationsträger (9) ausgebildet ist, welcher beim Aufheizen auf eine Grenztemperatur, die oberhalb einer zulässigen Betriebstemperatur des Apparates liegt, ein optisch detektierbares Signal abgibt.

2. Elektrischer Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Grenztemperatur zwischen 150 und 500°C liegt.

3. Elektrischer Apparat nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Informationsträger (9) an einem der temperaturerhöhenden Wirkung des Fehlerstrom ausgesetzten Teil der Außenfläche des Gehäuses (8) vorgesehen ist.

4. Elektrischer Apparat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Informationsträger (9) unterhalb oder oberhalb eines der Schirme (10) eines als beschirmter Hohlisolator ausgebildeten Gehäuses (8) vorgesehen ist.

5. Elektrischer Apparat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Informationsträger (9) ein Thermocolor enthält.

6. Elektrischer Apparat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermocolor derart ausgewählt ist, daß es seine oberhalb der Grenztemperatur vorliegende Farbe auch nach Absenkung der Temperatur unter die Grenztemperatur beibehält.

7. Elektrischer Apparat nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermocolor auf die Außenfläche oder mindestens einen Teil der Außenfläche des Gehäuses (8) aufgebracht ist.

8. Elektrischer Apparat nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermocolor in das gehäusebildende Material eingelagert ist.

9. Elektrischer Apparat nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermocolor in Form eines Bandes oder eines Streifens unter Bildung einer wärmeübertragenden Kontaktfläche zumindest auf ein Teil der Außenfläche des Gehäuses (8) aufgebracht ist.

10. Elektrischer Apparat nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermocolor zumindest auf ein Teil der Außenfläche des Gehäuses (8) aufgestrichen oder aufgesprüht ist.

11. Elektrischer Apparat nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Informationsträger (9) leuchtend und/oder reflektierend ausgebildet ist.