DE2261806C3 - Verfahren und Anordnungen zur Gewinnung von Meßwerten für den Umwelteinfluß auf die elektrische Isolation - Google Patents
Verfahren und Anordnungen zur Gewinnung von Meßwerten für den Umwelteinfluß auf die elektrische IsolationInfo
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Description
Die in Anlagen zur Verteilung elektrischer Energie eingesetzten Isolierteile sind zahlreichen Umwelteinflüssen
ausgesetzt, z. B. Regen, Ablagerung von Fremdschichten, Nebel und Betauung bei plötzlichem
Temperaturwechsel. Eine Gefahr für die Isolierteile stellt besonders der Zustand dar, daß eine auf dem
Isolierteil befindliche trockene Fremdschicht befeuchten und dadurch leitfähig gemacht wird. Dadurch können
sich leitende Bahnen an der Oberfläche der Isolierteile bilden, über die Kriechströme fließen. Ferner können
über einzelne Abschnitte hinweg Vorentladungeri auftreten, die schließlich zum Überschlag am Isolierteil
oder zu Werkstoffzerstörungen des Isolierstoffes führen können.
Wegen der großes Bedeutung der Isolation für die Betriebssicherheit von Hochspanmingsanlagen ist man
an einem Verfahren interessiert, das es ermöglicht, für bestimmte Aufstellungsorte Isolierteile im voraus so zu
bemessen, daß sie den dort vorliegenden Beanspruchungen gewachsen sind. Trotz umfangreicher Untersuchungen
in der Vergangenheit fehlt es aber an zuverlässigen Bemessungsregeln. Auch führen die bisher üblichen
Untersuchungsverfahren nicht zu technisch verwertbaren Aussagen.
Durch die Erfindung soll ein Verfahren zur Gewinnung von Meßwerten für den Umwelteinfluß auf die
elektrische Isolation, bei dem der Leitwert an der Oberfläche eines Isolierkörpers gemessen wird, angegeben
werden, das für unterschiedlichste Einsatzorte der Isolatoren kritische Meßwerte liefert und deshalb die
Grundlage für eine zuverlässigere Vorausberechnung der Isolatoren bildet.
Gemäß der Erfindung wird hierzu in gleichmäßigen, durch einen Taktgeber bestimmten Zeitabständen eine
Meßspannung an eine Meßstrecke eines Probeisolators angelegt, und der Widerstand der Meßstrecke wird
nacheinander mit mehreren Meßwiderständen verglichen, ferner wird jeweils bei Überschreitung eines
einem Meßwiderstand entsprechenden Wertes der Schichtleitfähigkeit ein Zählimpuls auf ein jeder
Leitfähigkeitsstufe zugeordnetes Zählwerk gegeben, und an einer weiteren Meßstrecke wird die Befeuchtung
ermittelt und ihre Auftrittsdauer gezählt. Damit ist ein zeitmessendes und zählendes Ermittlungsverfahren
geschaffen. Das Meßergebnis sind Überschreitungssummen
vorgegebener Werte und zugleich Zeitsummen. Durch die Stufung der Meßwiderstände läßt sich das
Verfahren an Aufstellungsorte von Isolatoren mit ga,nz unterschiedlichen Einflüssen anpassen. Daher lassen
sich technisch auswertbare Meßwerte sowohl Tür Gebiete gewinnen, in denen mit häufiger Betauung der
Isolatoren zu rechnen ist, als auch für solche Gebiete, in denen nur eine geringe Ablagerung von Fremdschichlen
und seltene Betauung auftreten.
'■5 Es ist vorteilhaft, nacheinander die Schichtleitfähigkeit
mehrerer charakteristischer MeDstrecken des Probeisolators zu erfassen. Auf diese Weise kann mil
einer einzigen Meßanordnung ein größeres Meßpro-
gramm erledigt werden.
Für die Bemessung von Isolierteilen sind auch die Zeiträume einer erheblichen Befeuchtung von Interesse.
In Weiterbildung der Erfindung kann hierzu ein Signal für eine erhebliche Befeuchtung durch Parallelschaltung
mehrerer Meßstrecken und Vergleich des Gesamtwiderstandes mit einem weiteren MeBwiderstand
gewonnen und durch einen Zähler angezeigt werden. Dieser Vergleich kann zweckmäßig ebenfalls von dem
Taktgeber gesteuert werden. Der Zähler zeigt dann die Summe der Zeiten an, während der ein hoher Wert der
Befeuchtung überschritten war.
Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung kann mittels des Befeuchtungsfühlers die Überschreitung eines zuvor
festgelegten Mindestwertes der Befeuchtung ermittelt werden. In Abhängigkeit von dieser Überschreitung
kann die in gleichen Zeitabständen erfolgende Messung der Schichtleitfähigkeiten in Lauf gesetzt werden.
Damit ist ein unnötiger Leerlauf dc-r Einrichtungen vermieden, denn es werden nur die Zeiträume
beobachtet, in denen eine Fremdschicht vorhanden und diese einer bestimmten Befeuchtung ausgesetzt ist.
Jedoch ist es notwendig, auch die gesamte Zeit zu messen, in der das Gerät in Betrieb war, um Zeiträume
des Auftretens bestimmter Größen miteinander in Beziehung setzen zu können.
Für das Verfahren gemäß der Erfindung ist ein Probeisolator geeignet, der zwei im Abstand voneinander
angeordnete Schirme aufweist, von denen der untere an seiner Oberseite und an seiner Unterseite mit
je einer Meßstrecke versehen ist und an dessen Strunk sich eine weitere Meßstrecke befindet. Somit stehen
drei charakteristische Meßstrecken zur Verfügung, die nacheinander mit den MeÜwiderständen verglichen
werden können. Eine größere Anzahl von Meßstrecken und dementsprechend von Meßwiderständen kann
vorgesehen sein, falls es für die Ziele des Meßverfahrens dienlich erscheint.
Auf dem oberen Schirm des Probeisolators kann eine Anschlußstelle für den Befeuchtungsfühler angeordnet
sein. Dieser arbeitet unabhängig von dem Taktgeber und kann außer zur Zählung der Befeuchtungszeit auch
dazu benutzt werden, den Taktgeber, wie bereits erwähnt, nur dann arbeiten zu lassen wenn mindestens
eine geringe Befeuchtung vorliegt.
Der Befeuchtungsfühler soll ebenso wie die übrigen Geräte über lange Zeit störungsfrei arbeiten. Dies kann
dadurch erreicht werden, daß zwei durch eine Isolierstrecke getrennte Elektroden verwendet werden,
die aus einem leitfähigen Kunststoff bestehen. Bewährt hat sich insbesondere ein graphithaltiges Gießharz.
Auch reines Graphit ist für diesen Zweck geeignet. Diese Materialien haben die Eigenschaft, daß die
Meßstrecke nicht durch Materialabtragungen der Elektroden unwirksam werden kann. Damit wird
erreicht, daß als Meßspannung eine Gleichspannung verwendet werden kann und die bei Wechselspannungen
störenden Einstreuungen vermieden werden.
Zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens ist eine Anordnung vorteilhaft, die einen Sau von
Meßwiderständen, einen Taktgeber sowie eine Schalteinrichtung
zur aufeinanderfolgenden Reihenschaltung der Meßstrecken des Probeisolators mit den Meßwider
ständen und eine Meßeinrichtung umfaßt. Hie bei Überschreitung einer bestimmten Schichtleitfähigkeit
einen Impuls ;iur Weiterschaltung eines Zählers abgibt
und die innerhalb eines dicht abschließbaren, witterungsbeständigen Gehäuses angeordnet ist, auf dem sich
der Probekolator und der Befeuchtungsfühler befinden. Diese Geräteanordnung kann als an beliebigen Orten
aufstellbare Meßstation ausgebildet sein. Eine Anpassung dieser Meßstation an die unterschiedlichen
S Umweltbedingungen kann durch die Ausbildung des Widerstandssatzes als auswechselbarer Stecker erreicht
werden. Zweckmäßig wird man, z. B. für den Einsatz in Küstengebieten, einen Widerstandssatz zur Erfassung
hoher Schichtleitfähigkeiten, dagegen für verschmutzungsarme Binnenlandgebiete einen Widerstandssatz
für geringe Schichtleitfähigkeiten wählen.
In dem Gehäuse der Meßstation kann ein Netzteil für die Stromversorgung untergebracht sein. Es ist jedoch
vorteilhaft, eine Einrichtung zur netzunabhängigen Stromversorgung der Meßstation vorzusehen; hierzu
kann ein beliebiger geeigneter Energiespeicher benutzt werden. Da ein solcher Speicher in der Regel einen
Gleichstrom abgibt, benötigt man in diesem Fall einen Zeitgeber, z. B. eine Quarzuhr, dan .·. die Messungen
über lange Zeiträume hinweg in gleich :n Abstanden stattfinden.
Die Erfindung wird im folgenden anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispieles näher
erläuter·.
Die Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild zur Erläuterung
des Meßverfahrens.
Die Anordnung für das Meßverfahren zeigt die F ig. 2.
Ein Probeisolator für das Meßverfahren ist in Fig. 3
Ein Probeisolator für das Meßverfahren ist in Fig. 3
^o gesondert dargestellt.
Der in Fig. 1 angedeutete Probeisolatcr 1 besitzt einen Strunk 2 mit einem oberen Schirm 3 und einem
unteren Schirm 4. Der untere Schirm 4 trägt an seiner Oberseite eine Meßstrecke A und an seiner Unterseite
eine weitere Strecke B. Ferner ist der unterhalb des Schirmes 4 befindliche Strunk 2 mit einer weiteren
Meßstrecke Cversehen. Der obere Schirm 3 trägt einen Befeuchtungsfühler 5 mit einer Meßstrecke D. Die
Anschlüsse der Meßstrecken A, B, C und D werden in das innere eines gestrichelt angedeuteten Gehäuses 6
geleitet und sind dort an Auswertungsgeräte angeschlossen.
Die Anschlüsse der Meßstrecken A, Sund Csind an
eine Schalteinrichtung 7 geführt, die von einem Taktgeber 10 gesteuert wird. Die Schalteinrichtung 7
verbindet die Meßstrecken A, ßund Cnacheinander mit einer Meßeinrichtung 12, an die ein Widerstandssatz 11
angeschlossen ist. Die Meßeinrichtung 12 gibt einen Zählimpuls ab, wenn die Schichtleitfähigkeit einer
Meßstrecke einen bestimmten Wert überschreitet, der
einem der Widerstand; des Widerstandssatzes 11 entsp'ic'it. Im Ausführungsbeispiel besteht der Widerstandssatz
11 aus fünf Meßwiderständen, denen fünf Zähler eines Zählcrsatzes 13 entsprechen. Jeder der
Meßstrecken A, B und C ist ein Zählersatz 13 zugeordnet. Unabhängig von einer Steuerung durch den
Taktgeber 10 weitet eine weitere Meßeinrichtung 14 die Meßwerte des Beleuchtungsfühlers 5 aus und beaufschlagt
über einen Impulsgeber 8 einen Zähler 15 für die
Überschreitungsdauer eines Mindestwerte? der Befeuchtung.
Von der Meßeinrichtung 12 wird ferner aus der Messung der Schichtleitfähigkeiten ein Signal für eine
erhebliche Befeuchtung gewonnen. Hierzu werden die
f'j Meßstrecken A. B und C parallelgeschaltet und mit
einem gesonderten Meßwiderstand verglichen, der Bestandteil des Widerstandssatzes Il sein kann. Von der
Meßeinrichtung 12 abgegebene entsprechende Impulse
werden dem Zähler 16 zugeführt. Als Anhaltswert einer erheblichen Befeuchtung kann ein Leitwert von
2 10 'S gelten, während der erwähnte Mindestwert der Befeuchtung mit 10 s S anzusetzen ist.
Von der Meßeinrichtung 14 kann der Taktgeber 10 beeinflußt weiden, damit unterhalb des Mindestwertes
der Befeuchtung keine Messung stattfindet. Die Anzahl der Meßtakte wird durch einen von dem Taktgeber 10
gesteuerten Zähler 17 angezeigt. Das Gehäuse 6 enthält außerdem ein Netzteil 20 für die Stromversorgung, dem
ein Zähler 21 für die Betriebsdauer zugeordnet ist. Die Impulse für die Weiterschaltung des Zählers 21 liefert
ein Impulsgeber 9. Das Netzteil stellt die zum Betrieb der erwähnten Schaltungsteile benötigten Spannungen
bereit, insbesondere eine Meßspannung von z. B. 30 Volt Wechselspannung für die Meßstrecken A, Sund Cund
geeignete Spannungen zum Betrieb des Befeuchtungsfühlers 5 (Meßstrecke D), des Taktgebers 10, der
Meßeinrichtungen 12 und 14 und der Zählersätze 13 sowie der einzelnen Zähler 15,16,17 und 21.
Für die Messung wurde ein Zyklus von sechs Minuten gewählt. Innerhalb dieses Zeitraumes wird die Meßspannung
nacheinander auf eine der drei Meßstrecken A. B und C des Probeisolators 1 und jede Meßstrecke
wird nacheinander in Reihe mit einem der fünf Meßwiderstände geschaltet. Die Meßeinrichtung 12
vergleicht in einer Brückenschaltung bei allen fünfzehn Schaltstellungen jeweils den Widerstand der Meßstrekke
mit dem Meßwiderstand. Wenn an der Meßstrecke die dem Meßwiderstand entsprechende mittlere
Schichtleitfähigkeit überschritten ist, dann gibt die Meßeinrichtung einen Impuls an den zugehörigen
Zähler eines der Zählcrsätze 13. Die Gesamtzahl der Meßzyklen wird durch den Zähler 17 gezählt. Damit ist
genau bestimmbar, über welchen Zeitraum die Zählersätze 13 mit Meßwerten beaufschlagt waren Zusätzlich
kann die gesamte Einschaltdauer der Geräteanordnung an dem Zähler 21 abgelesen werden, der über einen
Impulsgeber 9 an das Netzteil angeschlossen ist.
In F i g. 2 ist die zur Aufstellung im Freien vorgesehene Geräteanordnung dargestellt. Auf einer
Stütze 22 ruht das Gehäuse 6, das den Probeisolator 1 trägt. Das Gehäuse 6 ist mittels einer geöffnet gezeigten
Tür 23 dicht verschließbar, so daß die Geräteanordnung über einen Zeitraum von mehreren |ahren an ihrem
Kinsatzort verbleiben kann. In der Tür 23 befindet sich
ein Fenster 24. durch das die /u einem Block zusammengefaßten Zahler 1}, 15, 16, 17 und 21 ablesbar
s sind.
Die F i g. 2 zeigt ferner die räumliche Anordnung der
Meßeinrichtungen 12 und 14. des Taktgebers 10 und der Schalteinrichtung 7, der Impulsgeber 8 und 9 und des
NeUtciles20.
ίο Die Wirkungsweise selbsttätig arbeitender Meßeinrichtungen
und von Taktgebern ist an sich bekannt und daher nicht gesondert beschrieben. Diese Teile der
Geräteanordnung können daher in beliebig geeigneter Weise ausgebildet und bemessen sein. Insbesondere
können ohne Abweichung vom Erfindungsgedanken die Höhe der Meßspannung und die Anzahl der Widerstände
verändert werden. Fenit-i kunnen 7.ari!v.crl;c
beliebiger geeigneter Art, beispielsweise durch Stromstöße betätigbare Schrittschaltwerke oder elektronisehe
Anzeigeelemente, vorgesehen sein.
Der in F i g. 3 gesondert gezeigte Probeisolator 1 ist aus den beiden Schirmen 3 und 4, die aus einem
Gießharz bestehen können, und vier Ringen 25, die aus dem gleichen Material bestehen können, zusammengesetzt.
Zwischen den Ringen 25 sind fünf Elektrodenringe 26 aus Metall angeordnet, wodurch zusammen mit einer
am Umfang des Schirmes 4 befindlichen weiteren Elektrode 27 die Meßstrecken A, B und C gebildet
werden. Der oberste Elektrodenring 26 dient als Anschluß für den Befeuchtungsfuhler 5. Der zweite
Anschluß ist durch einen Gewindebolzen 30 gegeben, der die Schirme 3 und 4 und die Ringe 25 in Verbindung
mit einer oberen Scheibe 31 und einem unteren Steg 32 zusammenhalt. Auf das Ende des Gewindebolzens 30 ist
der Befeuchtungsfühler 5 aufgeschraubt, der einen Metallkern 33 mit einer Spitze 34, ein Isolierstück 35 und
zwei durch das Isolierstück getrennte Elektroden 36 aus einem graphithaltigen Gießharz, aufweist.
An die Elektrodenringe 26, die Elektrode 27 und den Gewindebolzen 30 sind die Leiter eines Kabels 37
angeschlossen. Der gesamte Innenraum der Ringe 25 is!
mit einem Gießharz, ausgegossen, durch das auch das
Kabel 37 festgelegt ist.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (11)
1. Verfahren zur Gewinnung von Meßwerten für den Umwelteinfluß auf die elektrische Isolation, bei
dem der Leitwert an der Oberfläche eines Isolierkörpers erfaßt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß in gleichmäßigen, durch einen Taktgeber (10) bestimmten Zeitabständen eine Meßspannung an eine Meßstrecke (A. B, C) eines
Probeisolators (1) angelegt und der Widerstand der Meßstrecke nacheinander mit mehreren Meßwiderständen
(11) verglichen wird, daß jeweils bei Überschreitung eines einem Meßwiderstand entsprechenden
Wertes der Schichtleitfähigkeit ein Zählimpuls auf ein jeder Leitfähigkeitsstufe zugeordnetes
Zählwerk (13) gegeben wird und daß an einer weiteren Meßstrecke (D) die Befeuchtung
ermittelt unH ihre Auftrittsdauer gezählt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß nacheinander die Schichtleitfähigkeiten mehrerer charakteristischer Meßstrecken (A, B.
C)des Probeisolators (1) erfaßt werden.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Signal für eine
erhebliche Befeuchtung des Probeisolaton; (1) durch Parallelschaltung mehrerer Meßstrecken (A, B, C)
und Vergleich mit einem weiteren Meßwiderstand gewonnen und durch einen Zähler (16) angezeigt
wird.
4. Verfahreil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die in gleichen Zt .abständen erfolgende Messung in Abhängigkeit von der Überschreitung
eines Mindestwertes der F-.feuchtung in Lauf gesetzt wird.
5. Probeisolator für das Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei im Abstand
voneinander angeordnete Schirme (3,4), von denen der untere (4) an seiner Oberseite und an seiner
Unterseite mit je einer Meßstrecke (A, B) versehen ist, und daß der Strunk (2) des Probeisolators (1) eine
weitere Meßstrecke (Qaufweist.
6. Probeisolator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Schirm (3) eine
Anschlußstelle für den Befeuchtungsfühler (5) trägt.
7. Befeuchtungsfühler für das Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei durch eine
Isolierstrecke (35) getrennte Elektroden (36) aus einem leitfähigen Kunststoff.
8. Befeuchtungsfühler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Werkstoff für die Elektroden
ein graphithaltiges Gießharz oder Graphit dient.
9. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Satz
von Meßwiderständen (11), einen Takigeber (10) sowie eine Schalteinrichtung (7) zur aufeinanderfolgenden
Reihenschaltung der Meßstrecken (A, B. C) des Probeisolators (1) mit den Meßwiderstiinden (11)
und einer Meßeinrichtung (12), die bei Überschreitung einer bestimmten Schichtleitfähigkeit einen
Impuls zur Weiterschaltung eines Ziihlers (13) abgibt, und eine weitere Meßeinrichtung; (14) zur
Gewinnung eines Signals bei Überschreitung eines Mindestwertes der Befeuchtung sowie ein diese
Einrichtungen umgebendes, dicht abschließbares, witterungsbeständiges Gehäuse (6), auf dem der
Probeisolator (1) und der Befeuchtiingsfühler (5)
angeordnet sind.
10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß der Satz von Meßwiderständen (11) als auswechselbarer Stecker ausgebildet ist
11. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß in dem Gehäuse (6) eine Einrichtung für die netzunabhängige Stromversorgung eingebaut
ist
Priority Applications (2)
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---|---|---|---|
DE19722261806 DE2261806C3 (de) | 1972-12-14 | 1972-12-14 | Verfahren und Anordnungen zur Gewinnung von Meßwerten für den Umwelteinfluß auf die elektrische Isolation |
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DE2261806A1 DE2261806A1 (de) | 1974-06-20 |
DE2261806B2 DE2261806B2 (de) | 1977-09-01 |
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ID=5864671
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DE19722261806 Expired DE2261806C3 (de) | 1972-12-14 | 1972-12-14 | Verfahren und Anordnungen zur Gewinnung von Meßwerten für den Umwelteinfluß auf die elektrische Isolation |
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1972
- 1972-12-14 DE DE19722261806 patent/DE2261806C3/de not_active Expired
-
1973
- 1973-12-13 JP JP14174673A patent/JPS4989191A/ja active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
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