DE2325442C2

DE2325442C2 - Meßwandleranordnung

Info

Publication number: DE2325442C2
Application number: DE2325442A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dr.-Ing. 1000 Berlin Hermstein
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1973-05-17
Filing date: 1973-05-17
Publication date: 1982-03-04
Also published as: ATA358974A; FR2230051A1; NL7405842A; JPS5018934A; JPS5441086B2; DE2325442A1; GB1461489A; US3919626A; FR2230051B1; CH570688A5; AT343219B

Description

Die Erfindung bezieht sich &uf einen kombinierten Strom- und Spannungswandlsr für einen in einem mit Gas gefüllten Rohr geführten Hochspannungsleiter mit einer Siromwandiereinheit mit mindestens einem Eisenkern mit aufgebrachtem Sekundärwicklungssystem und mit einer den Eisenkern gegenüber dem Hochspannungsleiter hochspt .nungsmäßig abschirmenden, erdpotentialnahen Elektrode, die mit dem in ihr verlaufenden Hochspannungslei' :r einen Oberspannungskondensator eines kapazitiven Spannungsteilers bildet

Ein kombinierter Wandler dieser Art (FROS 21 03 875) ist zum Einbau in ein Rohr mit nur einem einzigen Hochspannungsietter geeignet. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Beibehaltung der vorteilhaften Eigenschaften und des vorteilhaften Aufbau dieses bekannten Wandlers eine Anordnung /u ichaffen. die in einem mehrere Hochspannungsleiter führende, mit Gas gefüllten Rohr einsei/bar ist. wobei dies mil vergleichsweise geringem Aufwand unter Verbesserung der meßtechnischen Eigenschaften des bekannten kombinierten Wandlers erfolgen soll

Die Lösung dieser Aufgabe besteht bei einem Wandler der eingangs angegebenen Art erfindung'gemaß in der Verwendung in einem mehrere Hochspannungsleiter führenden, mit Gas gefüllten Rohr, indem jedem Hochspannungsleiter eine Stromwandlereinheit und eine erdpotentialnahe Elektrode zugeordnet ist und ein gemeinsam er Tragkörper vorgesehen ist. der außer ilen Stromwandlereinheiten und den erdpotentialnahen Elektroden au:h an die Oberspannungskondensat'ircn tngeschlossem; Unterspannungskondensatoren enthält.

Der erfindiingsgcmäße Wandler besitzt den Vorteil, daß er mit verhältnismäßig geringem Aufwand aus einem kombinierten Meßwandler gewonnen werden kann, indem die jedem einzelnen Hochspannungsleiter zugeordneten Elemente durch einen gemeinsamen Tragkörper verbunden werden, wobei durch die Anbringung auch der UnterspannUftgskondensatofen am gemeinsamen Tragkörper jeweils kapazitive Span* huhgsleilef gewonnen sind, deren Teilerverhältnis auch bei Tempefaturänderungen weitgehend konstant bleibt.

Dies ist darauf zurückzuführen, daß sich die Unterspannungskondensatoren innerhalb des mit Gas gefüllten Rohres und damit in unmittelbarer Nähe der erdpotentialnahen Elektroden befinden, so daß die Unterspan-ϊ nungskondensatoren etwa die gleichen Temperaturänderungen wie die Oberspannnungskondensatoren erfahren, wenn Temperaturänderungen eintreten. Ein weiterer Vorteil der erflndungsgemäßen Meßwandleranordnung besteht darin, daß durch die Verwendung

ίο jeweils eines Eisenkernes mit aufgebrachtem Sekundärwicklungssystem für jeden Hochspannungsleiter eine hohe Obertragungsgenauigkeit gewährleistet ist. Außerdem ist durch Verwendung jeweils eines eigenen Eisenkernes mit aufgebrachtem Sekundärwicklungssy-

ίτ stern die vorteilhafte Möglichkeit gegeben, bei der Fertigung der erfindungsgemäßen Meßwandleranordnung auf Bauelemente zurückgreifen zu können, die auch in Meßwandler 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 Gerätespektrums durch verhältnismäßig wenige unterschiedliche Bauelemente erreichbar ist.

2ϊ Es ist zwar bereits eine Meßwandleranordnung für mehrere in einem mit Gas gefüllten Rohr geführte Hochspannungsieher bekannt (DE-PS 7 01 383). bei der jeweils den Hochspannungsleitern zugeordneten Stromwandlereinheiten eine zusammenhängende Bau-

in einheit bilden, jedoch weist diese Meßwandleranordnung einen einzigen Eisenkern auf. der Durchgangsöff nungen zum Hindurchführen der einzelnen Hochspannungsleiter aufweist. Jeder Hochspannungsleiter ist gegenüber dem gemeinsamen Kern durch je einen

3^ Isolierkörper isoliert. Die Sekundärwicklungen der bekannten Meßwandleranordnungen sind an den Stellen des gemeinsamen Eisenkörpers angebracht, an denen der jeweils von dem Strom eines Hochspannungsleiters erzeugte magnetische Kraflfluß hindurch

■»o tritt. Die Übertragungsgenauigkt.t der bekannten MeBw, andleranordnung ist nicht sehr groß, da durch den gemeinsamen F.isenkorper zumindest eine teilweise Verkeilung der Kraftflüsse auftritt.

Es ist ferner aus der deutschen Offenlegungsschrifi

*"> 21 lh 608 eine Mehrphasen McLiv. .indleranordnung bekannt, bei der auf Hochspannungsleiter enthaltenden Ansätzen eines gemeinsamen Ciießharzkorpcis fur jeden Hochspannutigsleiter icwcils ein f isenkern mit aufgebrachtem Sekiindurwicklungssystem nnterge

V* bracht ist. icdoch stellen diese Stromwandler spezielle Ausbildungen von Diirchfnhrungssiromw.indlern dar und sind daher nicht mn den Strotnw.indlereinhciten de erfindungsgemäßen Meßwandlcninordnung vergleich bar. bei der die Stmmw ancllereinheiten keine Diirchfüh

^ rtingsMromwandler darstellen

Bei der crfindungs^eni.iUen Mel.iw,indlir.tnordmin£ br.nnhi der Tragkörper mehl ,ins Isnlirrstolf zu bestehen, sondern kann auch aus Metall hcrpesicll· sen. beispielsweise ein (lußstiick da. stellen

/ur Frliiiiterung der I rfinduns ist in

Fig. I teilweise ein bchniit und teilweise eine

Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungs* gemäßen Meßwandleranordnung in einer Ausführung als kombinierter Strom- und Spannungswandler gezeigt! die

F i g. 2 gibt eine Seitenansicht desselben Ausführungsbeispiels wieder. In

Fig, 3 ist ein weiteres Äusführungsbeispiel der

erfindungsgemäßen MeBwandleranordnung mit durch einen gemeinsamen Isolierkörper erreichter gemeinsamer Baueinheit teilweise im Schnitt und teilweise in einer Seitenansicht dargestellt; die

F i g. 4 gibt eine weitere Ansicht des Ausfiihrungsbei- ϊ spiels wieder.

Bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiei sind in einem mit Gas gefüllten Rohr 1 drei Hochspannungsleiter 3, 4 und 5 geführt. Jeder der Hochspannungsleiter 3 bis 5 ist von jeweils einem als Metallrohr ausgebildeten Rohr 6 als erdpotentialnaher 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 Rohrteil 9 bzw. ein weiteres Rohrteii 10 angeklebt; die Rohrteile 9 und 10 sind am äußeren Ende nach außenhin aufgebogen und bilden Schutzringelektroden, da sie an ihren mit dem Rohr 6 verklebten Flächen eine J» Isolierschicht 11 tragen und somit gegenüber den Rohren 6 isoliert sind.

Die Befestigungsansätze 7 und 8 der Rohre 6 sind mittels Schrauben 12 bzw. 13 mit Tragscheioen 14 und 15 verbunden. Die Tragscheiben 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 zwischer. den Rohren 6 und dem Rohr 1 zu vermeiden, das ω geerdet ist. Um eine Zentrierung der einzelnen Rohre 6 bezüglich des jeweils in ihnen geführten Hochspan nungsleiters 3 bis 5 zu ermöglichen, sind die Tragscheiben 14 und 15 mit gegenüber der Schraube 13 größerem Durchmesser versehen. Γ-Muurch ist es i> möglich, bei der Zentrierung vor dem Anziehen der Schrauben 12 und 13 die einzelnen Rohre 6 in radialer Richtung in die zentrische Lage /u verschieben.

Wie insbesondere die F i g. 2 erkennen IaLSt. ist jedes Rohr 6 mit drei Befestigungsansatzen 7 bzw 8 versehen. ■»» die gleichmaßig über den Umfang des jeweiligen Rohres 6 verteilt sind.

Innerhalb des jeweils von dem Rohr β und den beiden Rohrteilen 9 und 10 gebildeten eingezogenen Bereiches sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiei jeweils ·»> ein F.isenkern 20 und ein weiterer Eisenkern 21 mit jeweils einem Sekundärwicklungssvsiem 22 bzw. 2? untergebracht. Gehalten sind die Kerne 20 und 21 in dem angezogenen Bereich mittels einer Spannvorrichtung 24. die von Druckvhrauben gebildet ist. Mitte's der Sp.inii'. (irnchtijiig «.erden über zwischengelegte Drucksun kr 25. 2b und 27 i!'e Eisenkerne jevveiK zwischen den Hefcsiifiiint.'i.ii^-ii.'en 7 uiiri 8 eingespannt An den nithl dargestellten AiisjMngsklciiimen der Sekundär· wicklinussv-tcnir kann d.inn eine Mclitmlii .ibgegnf- W fen werden die den' Strom durch ilen |cv.eilten Hoilisp.uintingsleiter 3 bis 5 in. Ruhr 1 entspricht

/in Spannungsmessung wird bei dem dargestellten Ausfuhrungsr>ei>piel jeweils das eine t■ !,'pot :ntialnahe .Stent relektrode h klendc Rohr b mitbenutzt, dieses Ruhr bildet nämlich mit dem jeweils in ihm geführten Hochspannungslciief 3 bis 5 jeweils einen Oberspaninurigskondensator jeweils eines kapazitiven Spannungsteilers, dessen Unierspannungskondensator außerhalb des gasgefüllten Rohres untergebracht sein kann. An den Unterspannungskondertsator ist meistens ein Verstärker angeschlossen.
In Abweichung davolc 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 Unterspannungskondensutoren außerhalb des Rohres kein zusätzlicher Raumbedarf entsteht. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der Unterspannungskondensator den gleichen Temperaturänderungen wie der Oberspannungskondensator ausgesetzt ist, was sich vorteilhaft auf die Konstanz des Teilerverhältnisses des kapazitiven Spannungsteilers auswirkt.

Bei der erfindungsgemäßen Meßwandleranordnung nach den Fig. I und 2 bilden also die Rohre 6 mit den Tragscheiben 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 ·.· ohr untergebracht werden kann.

Bei dem in den Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen MeQwandleranordnung ist in einem gasgefüllten Rohr 31 ein gerne /lsamer Isolierkörper 33 untergebracht, 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, beispielsweise verschrauot. Damit ist der gemeinsame Isolierkörper 33 sicher in dem gasgefüllten Rohr31 gehalten.

Der gemeinsame Isolierkörper 33 weist Durchgangslöcher 40, 41 und 42 auf. durch die Hochspannungsleiter 43, 44 und 45 geführt sind Innerhalb der Durchgangsiöcher 40 bis 42 sind auf dem gemeinsamen Isolierkörper 33 jeweils eine flächenhafte Elektrode 4ö als erdpotentialnahc Steuerelektrode aufgebracht, die eine Zylinder elektrode darstellt. Beiderseits der flachenhaftcn Elek trode 46 sind Schutznngelektroden 47 und 48 vorhanden. Die Schutzringelektroden 47 und 48 sind mit eiern auf der Außenfläche des gemeinsamen Isolierkör pers 33 aufgebrachten Leitbelag 49 verbunden, der geerdet ist. In F i g. 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 Übertraglingsverhallen der erfindungsgemäßen Meß wandleranordnunp ausgeschaltet sind.

Wie insbesondere F i g. 4 erkennen läßt, sind im Zuge des l.eitbelages 39 irr. Innern des Isolierkörpers 33 Pol niialschirme 52, 53 und 54 angeordnet Diese Potentialschirme die vorzugsweise von perforierten Blechen gebildet sind, sind galvanisch !ineinander verbunden und über eine 1.ellung 55 an die Erdleitung 50 herangeführt und dann' ebenfalls gterdet. Durch den äußeren I enbe'ai: 41 und die Potentialschirme 52 bis 54 ist eine gcgtnicitige f n'kopplung der von den flächtnhaitcn Llektrudt 4a und den jeweils, in ihr verlaufenden Hochspannungsleitern 33 bis 35 gebildeten Oberspannungskondensatoren erretcht und somis verhindert, daß außer der Spannung an dem jeweiligen Hochspannungsleiter Störspannungen mitgemessen werden.

Wie insbesondere die F i g. 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 Stromwandlereinheit.

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

Mit der Erfindung wird eine fvfeßwandleranordhung für mehrere in einem mit Gas gefüllten Rohe geführte Hochspannungsleiter vorgeschlagen, die sich durch eine hohe (Jbertragungsgenauigkeil auszeichnet, obwohl die Meßwandleranordnung eine zusammenhängende Bau einheit bildet, die hinsichtlich der Montage von besonderem Vorteil ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Kombinierter Strom- und Spannungswandler für einen in einem mit Gas gefüllten Rohr geführten Hochspannungsleiter mit einer Stromwandlereinheh mit mindestens einem Eisenkern mit aufgebrachtem Sekundärwicklungssystem und mit einer den Eisenkern gegenüber dem Hochspannungsleiter hochspannungsmäßig abschirmenden, erdpotentialrtahen Elektrode, die mit dem in ihr verlaufenden Hochspannungsleiter einen Oberspannungskondensator eines kapazitive Spannungsteilers bildet, gekennzeichnet durch die Verwendung in einem mehrere Hochspannungsleiter führenden, mit Gas gefüllten Rohr, indem jedem Hochspannungsleiter eine Stromwandlereinheit und eine erdpotentialnahe Elektrode zugeordnet ist und ein gemeinsamer Tragkörper vorgesehen ist, der außer den Stromwandlereinheiten und den erdpotentia'nahen Elektroden auch an die Oberspannungskondensatoren angeschlossene Unterspannungskondensatoren enthält.