DE2325442A1

DE2325442A1 - Messwandleranordnung

Info

Publication number: DE2325442A1
Application number: DE2325442A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dr Ing Hermstein
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1973-05-17
Filing date: 1973-05-17
Publication date: 1974-12-05
Also published as: CH570688A5; FR2230051B1; DE2325442C2; ATA358974A; FR2230051A1; GB1461489A; JPS5018934A; AT343219B; JPS5441086B2; US3919626A; NL7405842A

Description

Die Erfindung "bezieht sich auf eine Meßwandleranordnung für mehrere in einem mit. Gas gefüllten Rohr geführte Hochspannungsleiter, /bei der jeweils den Hochspannungsleitern zugeordnete Stromwandlereinheiten eine zusammenhängende Baueinheit "bilden. -

Eine Meßwandleranordnung dieser Art (DS-PS 701 383) weist einen einzigen Eisenkern auf, der Durchgangsöffnungen zum Hindurchführen der einzelnen Hochspannungsleiter aufweist. Jeder Hochspannungsleiter ist gegenüber dem gemeinsamen Kern durch je einen Isolierkörper isolierte Die Sekundärwicklungen der "bekannten Meßwandleranordnungen sind an den Stellen des gemeinsamen Eisenkörpers angebracht, an denen der jeweils von dem Strom eines Hochspannungsleiters erzeugte magnetische Kraftfluß hindurchtritt. Die Übertragungsgenauigkeit der "bekannten Meßwandleranordnung ist nicht sehr groß, da durch den gemeinsamen Eisenkörper zumindest eine teilweise Verkettung der Kraftflüsse auftritt. .

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde$ eine Meßwandleranordnung für mehrere in einem gasgefüllten Rohr geführte Hochspannungsleiter zu schaffen₉ die eine Messung der Ströme in den einzelnen Hochspannungsleitern mit einer Genauigkeit gestattet, wie sie von. Stromwandler!! allgemein verlangt wird;.* dabei soll der Vorteil einer zusammenhängenden Baueinheit erhalten bleiben<, !Ferner soll eine fertigungs-

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technisch günstige und von der Kostenseite her vorteilhafte Meßwandleranordnung geschaffen werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe weist bei der eingangs beschriebenen Art einer Meßwandleranordnung erfindungsgemäß jede Stromwandlereinheit mindestens einen eigenen Eisenkern mit aufgebrachtem Sekundärwicklungssystem auf; jeder Eisenkern "der Stromwandlereinheiten ist gegenüber dem zugeordneten Hochspannungsleiter durch eine geerdete oder erdpotentialnahe Steuerelektrode hochspannungsmäßig abgeschirmt.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Meßwandleranordnung besteht vor allem darin, daß durch die Verwendung jeweils eines Eisenkernes mit aufgebrachtem Sekundärwicklungssystem für jeden Hochspannungsleiter eine hohe Übertragungsgenauigkeit gewährleistet ist. Außerdem ist durch Verwendung jeweils eines eigenen Eisenkernes mit aufgebrachtem Sekundärwicklungssystem die vorteilhafte Möglichkeit gegeben, bei der Fertigung der erfindungs gemäß en Meßwandleranordnung auf Bauelemente zu greifen zu können, die auch in Meßwandlern zur Erfassung des Stromes in einem einzigen Hochspannungsleiter eingesetzt werden können. Die Fertigung ist daher vereinfacht, weil die Zahl der erforderlichen Bauelemente zur Schaffung eines relativ weiten Gerät espektrums durch verhältnismäßig wenige unterschiedliche Bauelemente erreichbar ist.

Es ist zwar aus der deutschen Offenlegungsschrift 2 116 608 eine Mehrphasen-Meßwandleranordnung bekannt, bei der auf Hochspannungsleiter enthaltenden Ansätzen einee gemeinsamen Grießharzkörpers für jeden Hoohspannungsleiter jeweils ein Eisenkern mit aufgebrachtem Sekundärwicklungssystem untergebracht ist, jedoch stellen diese Stromwandler spezielle Ausbildungen von DurchführungsStromwandlern dar und sind daher nicht mit den Stromwandlereinheiten der erfindungs- .;.. gemäßen Meßwandleranordnung vergleichbar, bei der die Strora-

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- 3' - ■■."■. - 'VPA 73/3746 wandlereinheiten keine Durchführungsstromwandler darstellen.

Als besonders vorteilhaft wird es l»ei der erfindungsgemäßen Meßwandleranordnung angesehen, wenn als Isoliermittel sswischen dem jeweiligen Hochspannungsleiter und dem zugeordneten Eisenkern mit aufgebrachtem Sekundärwicklungssystem das Gas.in dem die Hochspannungsleiter führenden Rohr verwendet -wird. Es ergibt sich nämlich dann der Vorteil* daß auf besonderes Isoliermaterial, beispielsweise auf Gießharz, zur Isolation der Hochspannungsleiter gegenüber- dem Eisenkern verzichtet werden kann. Dies wirkt sich vorteilhaft auf das Gewicht der erfin-' dungsgemäßen Meßwandleranordnung und auf deren Herstellungskosten aus.

Zur Gewinnung einer möglich kompakt ausgeführten Meßwandleranordnung nach der Erfindung sind die Stromwandlereinheiten oder Teile von ihnen quer zur Längsachse der Hochspannungsschaltanlage nebeneinander angeordnet. Auf diese Weise ist eine Meßwandleranordnung erreicht₉ die in der Richtung der Längsachse des mit Gas gefüllten Rohres eine Abmessung aufweist, die mit der einer einzigen Stromwandlereinheit etwa übereinstimmt.

Die erfindungsgemäße Meßwandleranordnung läßt sich mit den oben beschriebenen Vorteilen nicht nur als mehrphasiger Stromwandler ausführen, sondern auch als kombinierte Meßwandleranordnung, wenn gemäß einer Weiterbildung der Erfindung Einrichtungen zur Erfassung der Spannungen an den Hochspannungsleitern oder Teile dieser Einrichtungen Bestandteile der Baueinheit bilden. Besonders vorteilhaft läßt sich eine derartig ausgebildete Meßwandleranordnung ausführen^ wenn die erdpotentialnahen Steuerelektroden zur Erfassung der Spannungen mit- * ausgenutzt werden, indem sie zusammen mit dem jeweiligen Hochspannungsleiter einen Oberspannungskondensator jeweils eines kapazitiven Spannungsteilers mit an den Oberspannungskönden-

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sator angeschlossenen Unterspannungskondensator "bilden. Es entsteht dann eine Meßwandleranordnung, die induktive Stromwandlereinheiten in Kombination mit kapazitiven Spannungswandlern enthält.

Gegebenenfalls kann eine solche zur Strom- und Spannungserfassung geeignete Meßwandleranordnung nach der Erfindung auch so ausgestaltet werden, daß auch Unterspannungskondensatoren der kapazitiven Spannungsteiler in der Baueinheit zusammengefaßt werden, beispielsweise dadurch, daß sie neben den Eisenkernen z.B. als Rundwickelkondensatoren angeordnet werden. Dies hat den Vorteil, daß sowohl der-Oberspannungskondensat or als auch der Unterspannungskondensator nahezu den gleichen Temperaturänderungen ausgesetzt sind, was sich ~ j vorteilhaft auf die Konstanz des Teilerverhältnisses auswirkt.

Bei der erfindungsgemäßen Meßwandler anordnung enthält die Baueinheit vorteilhafterweise einen gemeinsamen Tragkörper für die Stromwandlereinheiten und gegebenenfalls für die Einrichtungen zur Erfassung der Spannungen oder Teile von ihnen. Dieser Tragkörper braucht nicht aus Isolierstoff zu bestehen, sondern kann auch aus Metall hergestellt sein, beispielsweise ein Gußstück darstellen.

Zur Erläuterung der Erfindung ist in Figur 1 teilweise ein Schnitt und teilweise eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Meßwandleranordnung in einer Ausführung als kombinierter Strom- und Spannungswandler gezeigt i die Figur 2 gibt eine Seitenansicht desselben Ausführungsbeispiels wieder. In Figur 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Meßwandleranordnung mit durch einen gemeinsamen Isolierkörper erreichter gemeinsamer Baueinheit teilweise im Schnitt und teilweise in einer Seitenansicht dargestellt; die Figur 4 gibt eine weitere Ansicht des Ausführungsbeispiels wieder.

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Bei dem in. den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind in. einem mit Gas gefüllten Rohr 1 drei Hochspannungsleiter 3» 4 und 5 geführt. Jeder der Hochspannungsleiter· 3 Ms 5 ist von jeweils einem als Metallrohr ausgebildeten Rohr 6 als erdpotentialriaher Steuerelektrode umgeben. Die Rohre 6 sind an ihrem einen Ende jeweils mit Befestigungsansätzen 7 und an ihrem jeweils anderen Ende mit weiteren Befestigungsansätzen 8 versehen. Außerdem ist an jedem Ende der Rohre 6 jeweils ein Röhrteil 9 bzw. ein weiteres Rohrteil 10, angeklebt; die RöhrteiIe 9 und 10 sind am äußeren nach .

Ende/außenhin aufgebogen und bilden Schutzringelektroden, da sie an ihren mit dem Rohr 6 verklebten Flächen eine Isolierschicht 11 tragen und somit gegenüber den Rohren 6 isoliert sind.

Die Befestigungsansätze 7 und 8 der Rohre β sind mittels Schrauben 12 bzw. 13 mit !Eragscheiben 14 und 15 verbunden. Die !Dragscheiben 14 und 15» von denen eine in nicht dargestellter Weise fest mit dem Rohr 1 verbunden ist, während sich die andere als Stützelement an dem Rohr 1 abstützt, sind aus Isoliermaterial hergestellt, um eine galvanische Verbindung zwischen den Rohren 6 und dem Rohr 1 zu vermeiden, das geerdet ist. Um eine Zentrierung der einzelnen Rohre 6 bezüglich des jeweils in ihnen geführten Hochspannungsleiters 3 bis 5 zu ermöglichen, sind die !Eragscheiben 14 und 15 mit gegenüber der Schraube 13 größerem Durchmesser versehen. Dadurch ist es möglich, bei der Zentrierung vor dem Anziehen der Schrauben 12 und 13 die einzelnen Röhre 6 in radialer Rieh-' tung in die zentrische lage zu verschieben.

Wie insbesondere die Figur 2 erkennen läßt, ist jedes Rohr 6 mit drei Befestigungsansätzen 7 bzw. 8 versehen, die gleichmäßig über den Umfang des jeweiligen Rohres 6 verteilt sind.

Innerhalb des jeweils von dem Rohr 6 und den beiden Rohrteilen

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9 und 10 gebildeten eingezogenen Bereiches sind bei dem dargestellten Ausführungsb ei spiel jeweils _ei_n Eisenkern 20 und ein weiterer Eisenkern 21 mit jeweils einem Sekundärwicklungssystem 22 bzw. 23 untergebracht. Gehalten sind die Kerne 20 und 21 in dem angezogenen Bereich mittels einer Spannvorrichtung 24, die von Druckschrauben gebildet ist. Mittels der Spannvorrichtung werden über zwischengelegte Druckstücke 25» 26 und 27 die Eisenkerne jeweils zwischen den Befestigungsansätzen 7 und 8 eingespannt. An den nicht dargestellten Ausgangsklemmen der Sekundärwicklungssysteme kann dann eine Meßgröße abgegriffen werden, die dem Strom durch den jeweilir· gen Hochspannungsleiter 3 bis 5 im Rohr 1 entspricht.

Zur Spannungsmessung wird bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils das eine erdpotentialnahe Steuerelektrode bildende Rohr 6 mitgenutzt j dieses Rohr bildet nämlich mit dem jeweils in ihm geführten Hochspannungsleiter 3 bis 5 jeweils einen Oberspannungskondensator jeweils eines kapazitiven Spannungsteilers, dessen Unterspannungskondensator außerhalb des gasgefüllten Rohres untergebracht sein kann. An den Unterspannungskondensator ist meistens ein Verstärker angeschlossen.

In Abweichung davon ist es aber auch möglich, den Unterspannungskondensator als Rundwickelkondensator auszubilden und ihn ebenfalls in dem eingezogenen Bereich anzuordnen, der von jeweils dem Rohr und den Rohrteilen gebildet ist. Es braucht dann lediglich dafür gesorgt zu werden, daß das Rohr entsprechend lang ausgebildet ist. Vorteil dieser Lösung ist, daß für die Unterbringung der Unterspannungskondensatoren außerhalb des Rohres kein zusätzlicher Raumbedarf entsteht. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der Unterspannungskondensator den gleichen Temperatur änderungen wie der Oberspannungskondensator ausgesetzt ist, was sich vorteilhaft auf die Konstanz des Teilerverhältnisses des kapazitiven Spannungsteilers

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Bei der erfindungsgemäßen Meßwandleranordnung nach den Figuren 1 und 2 "bilden also die Rohre 6 mit den Iragscheiben 14 und 15 sowie den Eisenkernen .20 und 21 mit aufgebrachtem Sekundärwicklungssystem 22 und 23 eine zusammenhängende Baueinheit, die für sich vorgefertigt und dann mit verhältnismäßig wenig Aufwand in dem gasgefüllten Rohr untergebracht werden kann.

Bei dem in den Figuren 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Meßwandleranordnung ist in einem gasgefüllten Rohr 31 ein gemeinsamer. Isolierkörper 33 unter-' gebracht, der Befestigungsnasen 34, 35 und 36 aufweist. Die Befestigungsnasen 34 bis 36 sind mittels Befestigungswinkeln 37, 38 und 39 mit dem gasgefüllten Rohr 31 verbunden, beispielsv/eise verschraubt. Damit ist der gemeinsame Isolierkörper 33 sicher in dem gasgefüllten Rohr 31 gehalten.

Der gemeinsame Isolierkörper 33 weist Durchgangslöcher 40, 41 und 42 auf, durch die Hochspannungsleiter 43, 44 und 45 geführt sind. Innerhalb der Durchgangslöcher 40 bis 42 sind auf dem gemeinsamen Isolierkörper 33 jeweils eine flächenhafte Elektrode 46 als erdpotentialnahe Steuerelektrode aufgebracht, die eine Zylinderelektrode darstellt. Beiderseits der flächenhaften Elektrode 46 sind Schutzringelektroden 47 und 48 vorhanden. Die Schutzringelektroden 47 und 48 sind mit einem auf der Außenfläche des gemeinsamen Isolierkörpers 33 aufgebrachten Xeitbelag 49 verbunden, der geerdet ist. In Figur 4 ist erkennbar, daß die Erdung über eine Erdleitung 50 erfolgt, die isoliert durch eine Öffnung 51 in dem gasgefüllten Rohr 31 nach außen an Erde geführt ist. Diese Art der Erdung hat den Vorteil, daß Einflüsse von auf dem gasgefüllten Rohr 31 vagabundierenden Strömen und Spannungen auf das Übertragungsverhalten der erfindungsgemäßen Meßwandleranordnung ausgeschaltet sind. ■■■.■■

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Wie insbesondere Figur 4 erkennen läßt,, sind im Zuge des Leitbelages 39 im Innern des Isolierkörpers 33 Potentialschirme 52, 53 und 54 angeordnet. Diese Potentialschirme, die vorzugsweise von perforierten Blechen gebildet sind, sind galvanisch miteinander verbunden und über eine Leitung 55 an die Erdleitung 50 herangeführt und damit ebenfalls geerdet. !Durch den äußeren Leitbelag 49 und die Potentialschirme 52 bis 54 ist eine gegenseitige Entkopplung der von den flächenhaften Elektrode 49 und den jeweils in ihr verlaufenden Hochspannungsleitern 33 bis 35 gebildeten Oberspannungskondensatoren erreicht und somit ver- . hindert, daß außer der Spannung an dem jeweiligen Hochspan- . nungsleiter Storspannungen mitgernessen werden.

Wie insbesondere die Figur 3 erkennen läßt, ist in dem gemeinsamen Isolierkörper 33 jeweils ein Eisenkern 56 mit aufgebrachtem Sekundärwicklungssystem 57 den jeweiligen Hochspannungsleitern 43 bis 45 umgebend eingebettet. Der Eisenkern 56 mit dem aufgebrachten Sekundärwicklungssystem 57 bildet mit dem jeweiligen Hochspannungsleiter 43 bis 45 jeweils eine Stromwandler einh ei t.

Bei dem in den Figuren 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Meßwandleranordnung ist eine zusammenhängende Baueinheit mittels des gemeinsamen Isolierkörpers 33 erreicht, der sowohl die Eisenkerne mit aufgebrachtem Sekundärwicklungssystem als auch die Steuerelektroden trägt.

Mit der Erfindung wird eine Meßwandleranordnung für mehrere in einem mit Gas gefüllten Rohr geführte Hochspannungsleiter vorgeschlagen, die sich durch eine hohe Übertragungsgenauigkeit auszeichnet, obwohl die Meßwandleranordnung eine zusammenhängende Baueinheit bildet, die hinsichtlich der Montage von besonderem Vorteil ist. .

4 Figuren

7 Patentansprüche

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Claims

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Patentansprüche

M. keßwandleranordnung für mehrere in einem mit Gas gefüllten Rohr geführte Hochspannungsleiter, "bei der jeweils den Hochspannungsleitern zugeordnete Stromwandlereinheiten eine zusammenhängende Baueinheit "bilden, dadurch gekennzeichnet, daß jede Stromwandlereinheit mindestens einen eigenen Eisenkern mit aufgebrachtem Sekundärwieklungssystem aufweist und daß jeder Eisenkern der Stromwandlereinheiten gegenüber dem zugeordneten Hochspannungsleiter durch eine geerdete oder erdpotentialnahe Steuerelektrode hochspannungsmäßig abgeschirmt ist.
2. Meßwandleranordnung nach Anspruch 1₉ dadurch gekennzeichnet, daß das Gas als Isoliermittel zwischen dem jeweiligen Hochspannungsleiter und dem zugeordneten Eisenkern mit aufgebrachtem Sekundärwieklungssystem dient.
3. Meßwandleranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromwandlereinheiten oder Teile von ihnen quer zur Längsachse der Hochspannungsschaltanlage nebeneinander angeordnet sind. .
4. Meßwandl er anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen zur Erfassung der Spannungen an den Hochspannungsleitern oder Teile dieser Einrichtungen Bestandteile der Baueinheit bilden.
5. Meßwandleranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erdpotentialnahen Steuerelektroden mit dem jeweils in ihnen verlaufenden Hochspannungsleiter einen Ober-

■ Spannungskondensator jeweils eines kapazitiven Spannungsteilers mit jeweils einem an den jeweiligen Oberspannungskondensator angeschlossenen Unterspannungskondensator bilden..

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6. Meßwandler anordnung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Unterspannungskondensatoren Bestandteile der
zusammenhängenden Baueinheit sind.
7. Meßwandl er anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Baueinheit einen gemeinsamen Tragkörper für die Stromwandler einheit en und gegebenenfalls die Einrichtungen zur Erfassung der Spannungen oder Teile davon
enthält.

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