DE2856354C2 - Einrichtung zum Prüfen von metallgekapselten Hochspannungsanlagen auf Teilentladungen - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung zum Prüfen von metallgekapselten Hochspannungsanlagen auf Teilentladungen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine solche geht aus der DE-OS 25 26 763 als bekannt hervor. Der Prüfhochspannungserzeuger, ein üblicherweise dafür verwendeter Prüftransformator, ist innerhalb einer mit Isoliergas gefüllten Kapselung angeordnet und mit einer ebenfalls gekapselten Meßanordnung verbunden. Die so gebildete Einheit ist an einen freien Anschlußflansch der Hochspannungsanlage anschließbar.

Die bekannte Meßanordnung ist durch konzentrisch zum Hochspannungsleiter angeordnete Meßbeläge gebildet.

Der gekapselte Prüftransformator ist bauaufwendig, schwer und teuer.

Bei einer aus der DE-AS 15 91 853 bekannten Einrichtung wird die von einem Hochspannungstransformator erzeugte Prüfspannung über eine Hochspannungsprüfdurchführung in die Anlage eingeführt. Zur Vermeidung von leitungsgebundenen hochfrequenten Störimpulsen im Meßkreis wird ein Hochspannungshochfrequenzfilter vorgeschaltet.

Diese Lösung kann nicht befriedigen, da bei der Anordnung des Hochspannungshochfrequenzfilters außerhalb der Schaltanlagenkapselung Hochspannung führende Leiter und Elemente verbleiben, die Fremdstörungen aufnehmen können (Antennenwirkung). Die Anlagenkapselung schirmt in diesem Fall also nur einen Teil des Meßkreises ab.

Wird hingegen das Hochspannungshochfrequenzfilter in die Anlagenkapselung einbezogen, so bringt dies — trotz des damit verbundenen hohen Aufwandes — keinen vollen Schirmungserfolg, da das Filter wegen seiner räumlichen Ausdehnung beim Durchtritt der Hochspannungszuführung durch die Kapselung ein vollständiges hochfrequenzdichtes Schließen der Kapselung nicht zuläßt und das Eindringen drahtgebundener Störungen über den Hochspannungsleiter in die Kapselung nicht ausgeschlossen werden kann.

Daneben ist die bekannte Einrichtung sehr aufwendig. Die benötigten Hochspannungsgeräte, nämlich ein Hochspannungsprüftransformator, eine teilentladungsfreie Hochspannungsdurchführung sowie der teilentladungsfreie Hochspannungsfrequenzfilter sind sperrig, schwer und entsprechend teuer.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, neben einer vollständigen Schirmung des gesamten Meßkreises eine hohe Meßempfindlichkeit zu erreichen und dennoch den Aufwand für die Teitentladungsmessung wesentlich zu verringern.

Erfindungsgemäß wird dies durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 erreicht

Die Kapselung der Schaltanlage umschließt dabei sämtliche Elemente des Meßkreises in Form eines Faradayschen Käfigs. Mit der neuen Einrichtung wird eine Meßempfincilichkeit erreicht, die im Bereich des Eigenrauschens der verwendeten Meßgeräte liegt, sofern die zur Spannungserzeugung verwendeten gekapselten Spannungswandler ausreichend teilentladungsfrei sind.

Die Einrichtung benötigt nur einen leicht transportierbaren NiederspannungsregeltKir.sformator zur Prüfspannungserzeugung, der lediglich über Kabel mit der Anlage verbindbar ist. Das Niederspannungshochfrequenzfilter hat ebenfalls nur kleine Abmessungen; es kann unmittelbar an die Metallkapselung des Spannungswandlers angeblockt sein oder mit diesem über ein gegen Hochfrequenzstörungen abgeschirmtes Niederspannungskabel verbunden sein. In den Meßkreis einstreuende Störimpulse aufgrund der räumlichen Ausdehnung einer Hochspannungsdurchführung und eines Hochspannungshochfrequenzfilters kommen nunmehr in Fortfall.

Mit der Einrichtung können bereits komplett zusammengebaute Schaltanlagen an deren Aufstellungsort ohne weiteres und unaufwendig mit einer hohen Meßgenauigkeit auf Teilentladungsfreiheit überprüft werden. Bei einer aus mehreren Feldern zusammengesetzten Schaltanlage mit mehreren induktiven Spannungswandlern, kann es angezeigt sein, die Niederspannungswicklungen dieser Wandler gleichzeitig in Parallelschaltung zur Prüfspannungserzeugung zu erregen.

Es ist zwar allgemein bekannt (Druckschrift GUS/ 75.S. 2 von 1975 der Fa. Meßwandler-Bau GmbH Bamberg) einer metallgekapselten Schaltanlage einen induktiven Spannungswandler anzubauen, der von der Niederspannungsseite her für eine Hochspannungsprüfung erregt wird. Dies soll zu dem Zwecke geschehen, einen besonderen Hochspannungsprüferzeuger einzusparen, wobei in Kauf genommen wird, daß damit nur eine im Vergleich zu den Nennstehwechselspannungs-Prüfwer-

ten verringerte Prufspannung erzeugt werden kann. Die Schirmwirkung der Metallkapselung des Spannungswandlers hat für diesen Zweck keinerlei Bedeutung. Mit dieser Prüfmaßnahme sind nur sehr grobe Aussagen über den Isolationszustand der Anlage möglich, da die maximal erreichbare Prüfspanr.ung die verkettete Netzspannung ist. Für Teilentladungsmessungen, mit denen auch das Langzeitverhalten der Isolation erfaßt werden kann, ist diese Maßnahme nicht gedacht

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, von vorn herein einen Teil der Anlagenkapselung, z. B. einen Teil der Sammelschiene, isoliert einzusetzen und für Meßzwecke zu benutzen. Die betriebsmäßig erforderlicne Erdung der Kapselung wird durch eine lösbare Brücke in Form einer Verbindungslasche hergestellt Nach Entfernen dieser Brücke stellt dieser Teil den niederspannungsseitigen Belag einer Meßkapazität dar, die sowohl als Koppelkondensator zum Auskoppeln der Teilentladungsimpulse als auch als Meßkondensator zur Spannungsmessung verwendet

wciucu ivaitu.

Steht ein solcher isolierter Abschnitt nicht z:zr Verfügung, so wird man den Meßkondensator und den Koppelkondensator koaxial ausführen und in einem besonderen Kapselungsabschnitt unterbringen, der an die Anlage anzuflanschen ist Eine genaue Messung der Hochspannung ist über die Niederspannungsseite des Spannungswandlers wegen der kapazitiven Spannungsüberhöhung auf der Hochspannungsseite nicht mögl'ch. Der Einsatz eines separaten, ebenfalls voll geschirmten Hochspannungsmeßkondensators, ζ. B. in Form eines koaxial aufgebauten Zylinderkondensators geringer Kapazität, ist daher zweckmäßig.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.

In den Figuren ist jeweils eine zweifeldrige metallgekapselte, gasisolierte Hochspannungsschaltanlage blockschaltbildartig dargestellt.

In F i g. 1 bezeichnet 1 den Hochspannungsleiter, der von der Metallkapselung 2 konzentrisch umgeben ist Die Felder sind jeweils mit einem Trennschalter 3 versehen, mit dem sie mit der Sammelschiene 4 elektrisch verbindbar sind. Im Feldverlauf befindet sich weiterhin ein Leistungsschalter 5, Stromwandler 6, Abgangstrennschalter 7 sowie der Endverschluß 8.

Der Meßkondensator Cm für die Messung der Prüfspannur.g, sowie der Koppelkondensator Ck zur Auskopplung der Teilentladungsimpulse sind in einem besonderen Kapselungsabschnitt 9 innerhalb der geerdeten Metallkapselung untergebracht, der rechts an das Sammelschienengehäuse angeflanscht ist.

Der Koppdkondensator Christ niederspannungsseitig mit dem Ankoppelvierpol 10 verbunden, an dessen Ausgang das Teilentladungsmeßgerät 11 liegt. Ein Scheitelspannungsmeßgerät 12 zeigt die Prüfspannung an und ist mit dem Kondensator Cm verbunden. Sämtliche zum Meßkreis gehörende und außerhalb der Metallkapselung verlaufende Meßleitungen sind mit einer Hochfrequenzabschirmung versehen.

Eine weitere Meßmethode ergibt sich, wenn man, ge- t>o maß F i g. 2, einen Kapselungsabschnitt 9a an den Flanschstellen F mit einem Isolierstück versieht Die galvanische Erdverbindung zwischen den einzelnen Kapselungsabschnitten kann mittels lösbarer Brücken B hergestellt sein. Im isolierten Zustand bildet der Kapselungsabschnitt 9a den niederspannungsseitigen Meßbelag eines Kondensators, Jr.r als Meß- und Koppelkondensator benutzt werden kann. An ihn sind die der F i g. 1 entsprechenden Meßgeräte 10,11 anschließbar.

Zur Erzeugung der Prüfhochspannung wird ein im linken Feld der Schaltanlage vorhandener induktiver Spannungswandler 13 herangezogen. Seine niederspannungsseitige Wicklung 14 wird zu diesem Zwecke von einer geeigneten Wechselspannungsquelle 15 erregt Zur Vermeidung von leitungsgebundenen Störimpulsen wird die Erregerspannung über einen Niederspannungshochfrequenzfilter 16 der Niederspannungshochfrequenzfilter 16 der N'iederspannungswicklung 14 zugeführt Die elektrische Verbindung vom Filter 16 zu der geerdeten Kapselung des Spannungswandlers 13 ist hochfrequenzdicht abgeschirmt.

Ein besonderer Vorteil des neuen Verfahrens besteht noch darin, daß sämtliche Anlagenteile — einschließlich des die Prüfspannung erzeugenden Spannungswandlers — auf Teilentladungsfreiheit überprüfbar sind. Montagefehier oder Transportschäden werden dabei nicht aufgedeckt

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Prüfen von metallgekapselten Hochspannungsanlagen auf Teilentladungen, mit einem Prüfhochspannungserzeuger sowie einer Meßeinrichtung, wobei diese Teile mindestens während der Prüfung von einer mit der übrigen Kapselung verbundenen Metallkapsel umschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der innerhalb der Kapselung angeordnete, anlageneigene oder ein zum Zwecke der Prüfung eingebauter induktiver Spannungswandler (13) als Prüfhochspannungserzeuger verwendet ist, dessen Niederspannungswicklung (14) eine Erregerspannung über ein Niederspannungshochfrequenzfilter (16) zugeführt wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Niederspannungswicklungen mehrerer in der Schaltanlage vorhandener induktiver Spannungswandler (13) parallel geschaltet sind und gemeinsam zur Erzeugung der Prüfspannung erregt werden.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil (9a) der Anlagenkapselung, insbesondere der die Sammelschiene (4) umgebende, an den Flanschen gegenüber der übrigen Kapselung isoliert ist und zu Meßzwecken verwandt ist

4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein separater Kapselungsabschnitt (9) mir Meßkondensatoren (Cm, Ck) für die Scheitelspannungs- bzw. Teilentladungserfassung an die Anlage angeflanscht ist.

5. Einrichtung nach Anspumch Λ. dadurch gekennzeichnet, daß die Meßkondensaioren als koaxiale Zyünderkondensatoren ausgebildet sind.

6. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Niederspannungshochfrequenzfilter (16) unmittelbar an die Metallkapselung des Spannungswandlers (13) angeblockt ist.