DE3121795A1 - Coupling supporting insulator - Google Patents
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Abstract
Description
"Koppelstützisolator""Coupling post insulator"
Die Erfindung betrifft einen Stützisolator, insbesondere für Hochspannungstrennschalter, mit Hohlräumen zur Aufnahme von Befestigungsmitteln.The invention relates to a post insulator, in particular for high-voltage disconnectors, with cavities for receiving fasteners.
Da Hochspannungstrennschalter (z.B. 20-kV-Nennspannung) nicht unter Last geschaltet werden dürfen, ist es derzeit erforderlich, kostenaufwendige Verriegelungsketten aufzulegen gegebenenfalls Spannungsmessungen durchzuführen, um zu prüfen, ob an den jeweiligen Sammelschienenabgängen ohne Gefahr ein Trennschalter betätigt werden kann.Since high-voltage disconnectors (e.g. 20 kV nominal voltage) are not below Load may be switched, it is currently necessary to use expensive locking chains If necessary, carry out voltage measurements to check whether an a disconnector can be operated on the respective busbar feeders without risk can.
Zur Erfassung der Spannungsabbildung sind in der Hochspannungstechnik Spannungswandler bekannt, wobei in Mittel-und Hochspannungsnetzen induktive und in Höchstspannungsnetzen vorwiegend kapazitive Spannungswandler Verwendung finden. Derartige Wandler sind bedingt durch den konstruktiven Aufbau sehr kostenaufwendig. Darüber hinaus muß in der Schaltanlage konstruktiv als auch raummäßig der Wandlereinbau vorgesehen werden.To capture the voltage mapping are used in high voltage technology Voltage converter known, being inductive and in medium and high voltage networks Capacitive voltage converters are predominantly used in extra-high voltage networks. Such converters are very expensive due to their structural design. In addition, the converter must be installed in the switchgear in terms of design and space are provided.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Stützisolator zu schaffen, durch dessen Gestaltung es in einfacher Weise ermöglicht wird, das Anliegen einer Hochspannung an einer durch den Stützisolator getragenen Stromschiene oder einem Trennschalter festzustellen.The invention is therefore based on the object of a post insulator to create, through the design of which it is made possible in a simple manner, the A high voltage is applied to a busbar carried by the post insulator or a circuit breaker.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung im wesentlichen dadurch gelöst, daß bei einem Stützisolator der eingangs genannten Art in den Hohlräumen des Isolators ein kapazitiver Spannungsteiler angeordnet ist, daß an den hochspannungsfreien Teil des kapazitiven Spannungsteilers eine elektronische Schaltung angeschlossen ist, deren Ausgang zum Feststellen bzw. der Anzeige der Hochspannung an einer mit dem Isolator verbundenen Stromschiene bzw. zur Betätigung eines Hochspannungsschalters mit einem zugeordneten Schaltelement in Verbindung steht.According to the invention, this object is essentially achieved by that with a post insulator of the type mentioned in the cavities of the insulator a capacitive voltage divider is arranged that on the high-voltage-free part an electronic circuit is connected to the capacitive voltage divider, their output for determining or displaying the high voltage at one with the Isolator connected busbar or to operate a high-voltage switch is in connection with an associated switching element.
Ein derartiger Stützisolator läßt sich einfach und mit relativ geringen Kosten herstellen. Der erfindungsgemäße Koppelstützer hat bezüglich seiner Isolatoreigenschaften die gleiche Spannungsfestigkeit und Umbruchkraft wie die herkömmlichen Stützisolatoren für Stromschienen und Trenner.Such a post insulator can be easily and with relatively little Establish costs. The coupling support according to the invention has with regard to its isolator properties the same dielectric strength and breaking strength as conventional post insulators for busbars and disconnectors.
Der erfindungsgemäße Stützisolator kann anstelle der herkömmlichen Isolatoren eingesetzt werden. Demzufolge wird kein zusätzlicher Raumbedarf im Schaltanlagenbereich erforderlich.The post insulator according to the invention can instead of the conventional Isolators are used. As a result, no additional space is required in the switchgear area necessary.
Auch bestehende Schaltanlagen lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Stützisolator ohne Mühe nachrüsten.Existing switchgear can also be used with the Retrofitting the post insulator with ease.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der kapazitive Spannung steiler aus zwei im Abstand von ein ander in dcm Isolator eingegossenen Elektroden gebildet, die Elektroden sind an ihren Enden vorzugsweise zu Halbkugeln ausgebildet, die im Isolator einander gegenüberliegen und die mit Hochspannung beaufschlagbare Elektrode ist mit einem, mit einem Stromschienenträger verbindbaren, Befestigung steil verbunden.According to a preferred embodiment of the invention is the capacitive voltage steeper from two at a distance from each other cast in dcm insulator Electrodes formed, the electrodes are preferably hemispheres at their ends formed, which are opposite one another in the insulator and which can be acted upon by high voltage The electrode has a fastening that can be connected to a busbar support steeply connected.
Nach einem besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine Befestigungsschraube für den Isolator zur Aufnahme der elektrcnischen Schaltung hohl ausgeführt und die elektronische Schaltung ist in einer Patrone angeordnet, die im Hohlraum der Befestigungsschraube einsetzbar ist.According to a particularly advantageous embodiment of the invention is a fastening screw for the insulator to accommodate the electrical circuit designed hollow and the electronic circuit is arranged in a cartridge, which can be used in the cavity of the fastening screw.
Gemäß einem zweckmäßigen Merkmal der Erfindung ist die nicht mit Hochspannung beaufschlagte Elektrode mittels eines Federelementes mit der elektronischen Schaltung in elektrische Verbindung gebracht.According to a useful feature of the invention, that is not high voltage acted upon electrode by means of a spring element with the electronic circuit brought into electrical connection.
Die elektronische Schaltung weist erfindungsgemäß einen Meßverstärker auf, dem eine dem Ableitstrom des kapazitiven Spannungsteilers proportionale Spannung zugeführt wird und dessen Ausgangsspannung ein Schaltelement betätigt.According to the invention, the electronic circuit has a measuring amplifier to which a voltage proportional to the leakage current of the capacitive voltage divider is supplied and whose output voltage actuates a switching element.
Die elektronische Schaltung wirkt als Spannungswandler oder Spannungsfühler und kann für Meßzwecke oder auch für Verriegelungszwecke eingesetzt werden.The electronic circuit acts as a voltage converter or voltage sensor and can be used for measuring purposes or for locking purposes.
Über die elektronische Schaltung können Phasenspannungen abgebildet werden, die für Spannungsanzeigen-, Meß- und Überwachung seinrichtungen, bei entsprechender Schaltungsverknüpfung, auch als Erdschlußerfassungseinrichtung genutzt werden können. Darüber hinaus kann die Ausgangsspannung der elektronischen Schaltung auch verwendet werden, um einen Trenner zu verriegeln, d.h. zu verhindern, daß ein Trenner unter Last geschaltet wird. Ferner kann auch verhindert werden, daß ein Erder auf unter Spannung stehende Teile geschaltet wird.Phase voltages can be mapped via the electronic circuit be used for voltage display, measuring and monitoring devices, with appropriate Circuit linkage, can also be used as a ground fault detection device. In addition, the output voltage of the electronic circuit can also be used to lock a separator, i.e. to prevent a separator from falling under Load is switched. Furthermore, an earth electrode can also be prevented from being on under Live parts are switched.
Schließlich läßt sich durch eine entsprechende Schaltung auch eine Erdschlußerfassung durchführen.Finally, an appropriate circuit can also be used Perform earth fault detection.
In zweckmäßiger Weise ist die Patrone mit der elektronischen Schaltung mit Steckanschlüssen für Zufuhr der Betriebsspannung und die Ableitung der Meßspannung versehen.The cartridge with the electronic circuit is expedient with plug-in connections for supplying the operating voltage and deriving the measuring voltage Mistake.
Da in Mittelspannungs- bzw. Hochspannungsnetzen mit häufigen, kurzzeitigen Überspannungen zu rechnen ist (Schalthandlungen, Blitzeinschlag usw.) ist in vorteilhafter Weise der elektronischen Schaltung ein Überstrom-Schutzelement bzw. Überspannungselement, z.B. ein Varistor, vorgeschaltet.As in medium-voltage or high-voltage networks with frequent, short-term Overvoltages are to be expected (switching operations, lightning strikes, etc.) is advantageous Way of the electronic circuit an overcurrent protection element or overvoltage element, e.g. a varistor connected upstream.
Der erfindungsgemäße Stützisolator unterscheidet sich in seinen Abmessungen und seiner mechanischen Festigkeit nicht gegenüber normalen Stützisolatoren und kann daher an jeder Stelle, auch dort wo Schienen oder P rimärgeräteanschluß stützpunkte erforderlich sind, eingesetzt werden.The post insulator according to the invention differs in its dimensions and its mechanical strength not compared to normal post insulators and can therefore be used at any point, even where rails or primary device connection support points are required.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden anhand der Zeichnung näher erläutert, die schematisch Ausführungsbeispiele darstellt. Dabei zeigt: Fig. 1 schematisch einen Isolator mit dem kapazitiven Spannung steiler, Fig. 2 schematisch eine Befestigungsschraube mit elektronischer Schaltung enthaltender Patrone, Fig. 3 schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel im zusammengebauten Zustand, Fig. 4 eine elektronische Schaltung mit Meßverstärker, Fig. 5 eine erweiterte elektronische Schaltung zur Erdschlußprüfung, und Fig. 6 schematisch die Ausbildung eines Trennschalters mit erfindungsgemäßen Stützisolatoren.Further advantages and features of the invention are based on the drawing explained in more detail, which schematically represents exemplary embodiments. It shows: Fig. 1 schematically an insulator with the capacitive voltage steeper, FIG. 2 schematically a mounting screw with an electronic circuit containing cartridge, Fig. 3 schematically a further embodiment in the assembled state, Fig. 4 shows an electronic circuit with a measuring amplifier, FIG. 5 shows an extended electronic circuit Circuit for earth fault testing, and FIG. 6 schematically shows the design of a disconnector with post insulators according to the invention.
In Fig. 1 ist ein Stützisolator nach der Erfindung in einem Mittellängsschnitt dargestellt. Dabei ist ersichtlich, daß der Isolator, in an sich bekannter Weise einen oberen Hohlraum 2 und einen unteren Hohlraum 3 aufweist, in den Befestigungsmittel einschraub- oder einsetzbar sind. Der Isolator 1 ist in seinem oberen Hohlraum 2 mit einer Elektrode 4 versehen, die an ihrem unteren Ende als Halbkugel 6 ausgebildet ist. Desgleich ist im unteren Hohlraum 3 eine untere, hochspannungsfreie Elektrode 5 angeordnet, die in ihrem oberen Bereich als Halbkugel 7 ausgebildet ist. Die Elektroden 6, 7 können auch eine andere geeignete Geometrie aufweisen, die eine reproduzierbare Kapazität ergibt.In Fig. 1, a post insulator according to the invention is in a central longitudinal section shown. It can be seen that the insulator, in a manner known per se has an upper cavity 2 and a lower cavity 3, in the fastening means screw-in or insertable. The insulator 1 is in its upper cavity 2 provided with an electrode 4 which is designed as a hemisphere 6 at its lower end is. Likewise, in the lower cavity 3 there is a lower, high-voltage-free electrode 5, which is designed as a hemisphere 7 in its upper region. The electrodes 6, 7 can also have another suitable geometry that is reproducible Capacity results.
Der untere Hohlraum 3 ist mit einem Gewindeabschnitt 25 versehen, zur Verbindung des Isolators 1 mit einer (in Fig. 1 nicht dargestellten) Befestigungsschraube.The lower cavity 3 is provided with a threaded section 25, for connecting the insulator 1 with a fastening screw (not shown in FIG. 1).
Der Isolator 1 entspricht in seinen Abmessungen und seinen elektrischen Eigenschaften bekannten, handelsüblichen Stützisolatoren.The insulator 1 corresponds in its dimensions and its electrical Properties known, commercially available post insulators.
In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel einer in einer Patrone 9 angeordneten elektronischen Meßschaltung dargestellt, wobei die Patrone 9 in einem Hohlraum 11 im Innern einer hohlen Befestigungsschraube 10 angeordnet ist. Der Hohlraum 11 wird nach Einsetzen der Patrone 9 mit Gießharz 20 vergossen. Am oberen Ende der Patrone 9 ist ein Federelement 18 angeordnet, das zur Verbindung der Schaltung der Patrone 9 mit der Halbkugel 7 der unteren Elektrode 5 dient. Das Federelement 18 kann dabei als Druck-Zylinderfeder, als federnder Stift oder in anderer an sich bekannter Weise ausgebildet sein.In Fig. 2 an embodiment is arranged in a cartridge 9 electronic measuring circuit shown, the cartridge 9 in a cavity 11 is arranged inside a hollow fastening screw 10. The cavity 11 is encapsulated with casting resin 20 after insertion of the cartridge 9. At the top of the cartridge 9 a spring element 18 is arranged, which is used to connect the circuit of the cartridge 9 with the hemisphere 7 of the lower electrode 5 is used. The spring element 18 can as a compression cylinder spring, as a resilient pin or in another known manner be trained.
Die Fig. 3 zeigt in Längsschnitt einen erfindungsgemäßen Stützisolator, wobei die obere Elektrode 4 mit einem Befestigungsteil 8 für eine Stromschiene oder einen Trenner verbunden ist.3 shows a post insulator according to the invention in longitudinal section, wherein the upper electrode 4 with a fastening part 8 for a busbar or connected to a disconnector.
Die obere Elektrode 4 kann mit Gießharz 19 ausgegossen sein.The upper electrode 4 can be filled with casting resin 19.
In Fig. 3 ist die Patrone 9 geschnitten dargestellt und läßt nach einem Ausführungsbeispiel eine elektronische Schaltung erkennen, wobei ein Meßverstärker 12 vorgesehen ist, dem über einen Spannung steiler und das Federelement 18 aus dem Ableitstrom der einen kapazitiven Spannung steiler bildenden Halbkugeln 6, 7 eine Meßspannung zugeführt wird. Am Ausgang des Meßverstärkers 12 ist bei diesem Ausführungsbeispiel ein Relais 13 dargestellt, wobei der Ausgang des Relais 13 zur Betätigung einer Anzeigeeinrichtung, einer Schalteinrichtung oder dergleichen verwendet werden kann. Am unteren Ende der Befestigungsschraube 10 bzw. der Patrone 9 sind Steckanschlüsse 14 vorgesehen, die zur Zufuhr der Betriebsspannung an den Verstärker 12 und zur Ableitung der Meßspannung dienen.In Fig. 3, the cartridge 9 is shown in section and leaves one embodiment recognize an electronic circuit, wherein a measuring amplifier 12 is provided, the steeper over a voltage and the spring element 18 from the Leakage current of the hemispheres 6, 7 forming a capacitive voltage steeper Measurement voltage is supplied. At the output of the measuring amplifier 12 is in this embodiment a relay 13 shown, the output of the relay 13 for actuating a Display device, a switching device or the like can be used. At the lower end of the fastening screw 10 or the cartridge 9 are plug connections 14 provided for supplying the operating voltage to the amplifier 12 and to Serve derivation of the measuring voltage.
Die Elektroden 4, 5 sind, wie erwähnt, an ihren Enden zu Halbkugeln 6, 7 ausgebildet, wodurch sich eine günstigere Spannungsverteilung ergibt. Liegt an der oberen Elektrode 4 bzw.As mentioned, the electrodes 4, 5 are hemispheres at their ends 6, 7, which results in a more favorable stress distribution. Lies on the upper electrode 4 resp.
am Befestigungsteil 8 eine Spannung an, und ist der Isolator 1 mit seinem unteren Ende über die Befestigungsschraube 10 mit Erde verbunden (z.B. durch eine Traverse 21) dann fließt über die Elektroden 4, 5 ein kapazitiver Strom zur Erde.on the fastening part 8 to a voltage, and the insulator 1 is with its lower end is connected to earth via the fastening screw 10 (e.g. by a traverse 21) then flows through the electrodes 4, 5, a capacitive current to Earth.
Durch den Spannungsteiler, der zwischen unterer Elektrode 7 und Erde liegt, wird proportional zum Ableitstrom eine Spannung abgegriffen und auf den Meßverstärker 12 geschaltet.Through the voltage divider between the lower electrode 7 and earth is, a voltage proportional to the leakage current is picked up and sent to the measuring amplifier 12 switched.
Dieser verstärkt -linear den am Widerstand abgegriffenen, relativ kleinen Spannungswert zu einer verwendbaren Meßgröße.This amplifies - linearly - the one tapped at the resistor, relatively small voltage value to a usable measurand.
In Fig. 4 ist ein Ausführungsbeispiel einer derartigen elektronischen Schaltung dargestellt, die in der Patrone 9 angeordnet ist. Der Spannungsteiler für den Meßverstärker 12 ist beispielsweise durch Spannungsteilerwiderstände 16 und 17 gebildet.In Fig. 4 is an embodiment of such an electronic Circuit shown, which is arranged in the cartridge 9. The voltage divider for the measuring amplifier 12 is for example through voltage divider resistors 16 and 17 formed.
Das in Fig. 3 dargestellte Relais 1? ist in Fig. 4 als Alternative eingezeichnet, während in aer Hauptzeichnung die Ausgangsspannung des Meßverstärkers 12 an einem Ausgangswiderstand 26 abgenommen werden kann.The relay 1 shown in Fig. 3? is in Fig. 4 as an alternative drawn, while in the main drawing the output voltage of the measuring amplifier 12 can be removed from an output resistor 26.
In Fig. 5 ist eine Schaltung dargestellt, die als Erdschlußwähler dienen kann, wobei für jede Phase der Wechselspannung je ein Meßverstärker 12', 12" bzw. 12"' Verwendung findet.In Fig. 5 a circuit is shown as a ground fault selector can serve, with a measuring amplifier 12 'for each phase of the alternating voltage 12 "or 12" 'is used.
Die einzelnen Meßverstärkerschaltungen entsprechen der Schaltungsanordnung nach Fig. 4. Die den Phasen R, S und T zugeordneten Meßverstärker sind in bekannter Weise an einem Knotenpunkt 27 zusammengeführt.The individual measuring amplifier circuits correspond to the circuit arrangement according to FIG. 4. The measuring amplifiers assigned to the phases R, S and T are known in FIG Way merged at a node 27.
Die Versorgungsspannung für die elektronische Schaltung in der Patrone 9 kann aus einer in jedem Umspannwierk vorhandenen Gleichstrombatterie abgeleitet werden. Dazu dienen, an sich bekannte DC/DC-Wandler, um beispielsweise von den Batteriespannungen 60, 110 oder 220 V eine übliche elektronische Schaltungen anwendbare Spannung von beispielsweise 15 V abzuleiten.The supply voltage for the electronic circuit in the cartridge 9 can be derived from a DC battery present in each substation will. Serve at known DC / DC converters, for example from the battery voltages 60, 110 or 220 V a common electronic circuit applicable voltage of, for example, 15 V.
In Fig. 6 ist schematisch die Anwendung erfindungsgemäßer Stützisolatoren bei einem Trennschalter gezeigt. Dabei sind zwei Stützisolatoren 1 dargestellt, bei denen einer eine Stromschiene 22 trägt und der andere mit einem Trennschalter 24 bzw. mit dessen Trennschiene 23 verbunden ist. Die Einzelheiten der Patrone 9 und der anschließbaren Auswerteschaltungen bzw. Versorgeschaltungen sind, da sie nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind, weggelassen.The application of post insulators according to the invention is schematically shown in FIG. 6 shown at a circuit breaker. Two post insulators 1 are shown, in which one carries a busbar 22 and the other with a circuit breaker 24 or with its separating bar 23 is connected. The details of the cartridge 9 and the connectable evaluation circuits or supply circuits, as they are not the subject of the present invention, omitted.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungs- bzw.The invention is not limited to the illustrated embodiment or
Anwendungsbeispiele beschränkt. Sie umfaßt auch alle fachmännischen Abwandlungen und Weiterbildungen sowie Teil- und Unterkombinationen der beschriebenen und/oder dargestellten Merkmale und Maßnahmen.Application examples limited. It also includes all professional ones Modifications and further developments as well as partial and sub-combinations of the described and / or features and measures shown.
Bezugszeichenliste 1 Isolator 41 2 oberer Hohlraum 42 3 43 unterer Hohlraum 4 obere (Hochspannungs-)Elektrode 44 untere (hochspannungsfreie) Elektrode 6 obere Halbkugel 46 7 untere Halbkugel 47 8 Befestigungsteil 48 9 Patrone 49 10 Eefestigungsschraube So 11 Hohlraum in 10 51 12 Meßverstärker 52 13 Relais 53 14 Steckanschlüsse 54 15 Varistor 55 16 Spannungsteilerwiderstand 56 17 Spannungsteiler widerstand 57 18 Federelement 58 19 Gießharz in 2 59 20 Gießharz in 11 60 21 Traverse 61 22 Stromschiene 62 23 Trennschiene 63 24 Trennschalter 64 25 Gewindeabschnitt 65 Ausgangswiderstand 66 27 Knotenpunkt 67 28 68 29 69 30 70 31 71 32 72 33 73 34 74 35 75 36 76 37 77 38 78 39 79 4° 80 LeerseiteLIST OF REFERENCE NUMERALS 1 insulator 41 2 upper cavity 42 3 43 lower Cavity 4 upper (high-voltage) electrode 44 lower (high-voltage-free) electrode 6 upper hemisphere 46 7 lower hemisphere 47 8 fastening part 48 9 cartridge 49 10 Fixing screw So 11 cavity in 10 51 12 measuring amplifier 52 13 relay 53 14 Plug connections 54 15 Varistor 55 16 Voltage divider resistor 56 17 Voltage divider resistance 57 18 spring element 58 19 cast resin in 2 59 20 cast resin in 11 60 21 traverse 61 22 busbar 62 23 isolating bar 63 24 isolating switch 64 25 threaded section 65 output resistance 66 27 junction 67 28 68 29 69 30 70 31 71 32 72 33 73 34 74 35 75 36 76 37 77 38 78 39 79 4 ° 80 Blank page
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: LINDNER, HELMUT, 8060 DACHAU, DE |
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| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |