DE3145255A1

DE3145255A1 - Spannungsmessvorrichtung fuer isolierstoffgekapselte bereiche in mittelspannungs-schaltanlagen

Info

Publication number: DE3145255A1
Application number: DE19813145255
Authority: DE
Inventors: Peter Dr.-Ing. 6902 Schriesheim Hoyer
Original assignee: Brown Boveri und Cie AG Germany; BBC Brown Boveri AG Germany
Current assignee: ABB AG Germany
Priority date: 1981-11-14
Filing date: 1981-11-14
Publication date: 1983-05-19

Description

"Spannungsmeßvorrichtung für iso] ierstoffgekapselte
Bereiche in Mittelspannungs-Schalt2nlagen'' Die Erfindung betrifft eine Meßvorrichtung für die Ermittlung der Betriebsspannung spannungführender, isolierstoffgekapselter Anlagenteile in Mittelspannungs-Schaltanlagen.
Bei isolierstoffgekapselten Schaltanlagen der Mittelspannungstechnik, beispielsweise bei einpoligen gekapselten Anlagen mit SF6-Gasisolation, ist es anzustreben, die Isolation möglichst wenig zu durchbrechen, d. h.
Durchbrüche für die Durchführung von Teilen soweit wie irgend möglich zu vermeiden. Für die Erzielung einer großen Lichtbogensicherheit ist es zudem unerwünscht, in die Kapselung Teile einzuführen, welche mit dem Erdpotential oder jedenfalls einem niedrigeren Potential verbunden sind als die zu kapselnden spannungführenden Anlagenteile. Dies ist aber notwendig, wenn man im Inneren gekapselter Anlagenteile kapazitive Spannngsteiler oder induktive Wandler anordnet, um die jeweilige Betriebsspannung festzustellen1 oder eine Anzeige benötigt, ob. e-in bestimmter Anlagenbereich unter Betriebsspannung steht oder nicht.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anzeige-oder Meßvorrichtung für die Ermittlung der Betriebsspannung isolierstoffgekapselter Anlagenteile bzw. für die Feststellung, ob solche Anlagenteile unter Betriebsspan nung stehen, für Schaltanlagen der genannten Art zu schaffen, bei welcher eine Durchdringung der Isolierstoffkapselung vermieden werden kann.
Erfindungsgemäß ist dieses Ziel erreichbar durch die Anordnung einer ersten Metallfläche unmittelbar oder in einem geringen Abstand angrenzend an die Isolierstoffkapselung und einer in einem Abstand etwa parallel zur ersten Metallfläche verlaufenden zweiten Metallfläche, welche mit dem Erdpotential elektrisch leitend verbunden, hingegen zur ersten Metallfläche elektrisch isoliert ist, wobei jede der beiden Metallflächen über elektrische Zuleitungen mit jeweils einem Anschlußpol eines für kapazitive Spannungsmessung geeigneten Meßgerätes verbindbar oder ständig verbunden ist. Mittels dieser Maßnahmen wird ein kapazitiver Spannungsteiler geschaffen, welcher dadurch entsteht, daß zwischen dem die Betriebsspannung führenden, isolierstoffgekapselten Anlagenteil und der ersten Metallfäche außerhalb der Isolierstoffkapselung ein (erstes) Kondensatorglied gebildet wird und zwischen dieser ersten Metallfäche und der genannten zweiten Metallfläche ein weiteres (zweites) Kondensatorglied. Die Luft- bzw. Gasstrecke zwi- schen dem isolierstofPgekapselten Anlagenteil und der Innenwandung der Isolierstoffkapselung sowie die Isolierstoffkapselung zwischen diesem Anlagenteil und der ersten Metallfläche selbst wirkten hierbei als Dielektrikum für das erste Kondensatorglied, die Luftstrecke bzw.
eine eingebrachte feste Isolation zwischen der ersten und der zweiten Metallfläche bildet ein Dielektrikum für das zweite Kondensatorglied. Die anstehende und zu messende Spannung zwischen der ersten und der zweiten Metallfläche, wobei also die zweite Metallfläche mit dem Erdpotential verbunden ist, erlaubt nun für den erwünschten Zweck hinreichende Rückschlüsse auf die Betriebsspannung bzw. ermöglicht die Feststellung, ob das isolierstoffgekapselte Anlagenteil unter Spannung steht oder nicht.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Erfindungsgedankens können den Unteransprüchen entnommen werden.
Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles und der nachfolgenden Beschreibung hierzu, soll der Erfindungsgedanke nocheinmal erläutert und auch verdeutlicht werden.
Es zeigt: Figur 1 eine seitliche Sicht auf ein isolierstoffgekapseltes Anlagenteil, welches mit samt seiner Kapselung an beiden Endbereichen abgebrochen dargestellt ist.
Figur 2 in vergrößertem Maßstab einen Querschnitt durch das in Figur 1 dargestellte Anlagenteil und dessen Kapselung, Figur 3 in nocheinmal vergrößertem Maßstab einen Ausschnitt aus der Darstellung gem. Figur 2 und Figur 4 einen Querschnitt durch die in Figur 3 gezeigte Einzelheit.
Figur 1 xreranschaulicht ein etwa rohrschienenförmlges gekapseltes Anlagenteil 10, welches an seinen beiden Endbereichen abgebrochen ist. Dieses Anlagenteil 10 ist von einer Isolierstoffkapselung 11 umgeben, welche ebenfalls an beiden Enden abgebrochen gezeigt ist und zwar soweit abgebrochen, daß die Endbereiche des Anlagenteiles 10 sichtbar werden. Diese Isolierstoffkapseilung 11 ist nun in einem kleinen Längsbereich umgeben von hülsenartigen Metallteilen 12 und 13, wobei die Metallhülse 12 eine erste Metallfiäche bildet und die Metallhülse 13 eine zweite Metallfläche und wobei weiterhin hinzuzufügen ist, daß diese beiden Metallhülsen 12 und 13 gegeneinander elektrisch isoliert sind und zwar durch eine Isolierhülse 14.
Einen im vergrößerten Maßstab dargestellten Querschnitt entlang der angedeuteten Schnittlinie II-II durch das in Figur 1 gezeigte Anlagenteil veranschaulicht die Figur 2. Beziffert hierin sind das rohrschienenförmige gekapselte Anlagenteil 10 und die ebenfalls rohrförmige Isolierstoffkapselung 11. Einen durch eine Strich-Punkt-Strich-Markierung angedeuteten und mit III gekennzeichneten Ausschnitt aus dieser Darstellung in Figur 2 zeigt, und zwar in weiter vergrößertem MaRstab, die Figur 3. Erkennbar hier noch einmal das rohrschienenförinnige Anlagenteil 10, die Isolierstoffkapselung 11 und nunmehr auch deutlicher die die erste Metallfläche bildende Metallhülse 12, ferner die bereits erwähnte Isolierhülse 14 und die Metallhülse 13, welche die zweite Metallfläche bildet.
Einen Schnitt entlang der angedeuteten Schnittlinie IV-IV durch diese Wandungsbereiche zeigt schließlich die Figur 4, worin die eben aufgezählte Bezifferung noch einmal wiederholt ist. Es ist erkennbar, daß die Metallhülsen 12 und 13 an ihren Längsenden geringfügig ausgebördelt sind, wobei es aus Gründen sowohl der Sicherheit als auch der Vermeidung von Meßbeeinträchtigungen vorteilhaft sein kann, diese ausgebördelten Kanten zu isolieren, sei es durch einen Isolierlack oder durch andere (aus der Darstellung nicht entnehmbare) Maßnahmen.
Wesentlich ist, daß von der ersten Metallfläche, d. h.
also von der Metallhülse 12, eine elektrische Zuleitung 15 zu einem SpannungsmeRgerät 16 führt und von der Metallhülse 13 eine weitere Zuleitung 17. Diese Zuleitung 17 steht außer mit einem Anschlußpol des Spannungsmeßgerätes 16 zugleich auch mit einer Erdleitung 18 in Kontaktverbindung.
Die mit der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung erzielbare Wirkungsweise ist folgende: Im Betriebs falle bildet das rohrschienenförmige An].agenteil 10 zusammen mit der ersten Metallfläche (Metallhülse 12) ein erstes kapazitives Glied, wodurch die Metallhülse 12 mit einem gewissen Ladungspotential beaufschlagt wird, und diese erste Metallfläche bildet nun mit der zweiten Metallfläche (Metallhülse 13) ein zweites kapazitives Glied, wobei die Metallhülse 13 Erdpotential aufweist. Die meßbare Spannung zwischen den beiden Metallhülsen 12 und 13, also des zweiten kapazitiven Gliedes, stellt nun ein MaR für die Spannung dar, welche das Anlagenteil 10 gegen Erdpotential hat.
Auch wenn diese Meßvorrichtung keine sehr präzisen Rüekschlüsse auf die Spannung des Anlagenteiles 10 zuläRt, so doch wenigstens die Größenordnung und vor allem bietet sie eine Anzeigemöglichkeit, ob das Anlagenteil 10 überhaupt unter Spannung steht oder nicht.
Der besondere Vorteil liegt darin, daß diese Meßvorrichtung keine Durchbrüche in das Innere der Isolierstoffkapselung 11 benötigt, und zudem verhältnismäßig einfach herzustellen und mit der Isolierstoffkapselung 11 zu verbinden ist.
Wie bereits eingangs des Beschreibungsteiles zum Ausdruck gebracht, veranschaulichen die beschriebenen Figuren lediglich ein Ausführungsbeispiel. Mannigfache Abweichungen hiervon in der mechanischen Ausgestaltung der einzelnen Metallflächen und ihrer Lage zueinander sind denkbar und realisierbar und mögen für anders gelagerte Bedarfsfälle zweckmäßiger sein als die Beispielsausführung. Mehrere Abweichungsmöglichkeiten sind im übrigen in den Unteransprüchen genannt, so beispielsweise die Verwendung von metallischen oder metallisierten Folien anstatt der im Beispiel genannten Metallhülsen.

Claims

AnsprTiche X Meßvorrichtung für die Ermittlung der Betriebsspannung spannungfhrender, isolierstcffgekapselter Anlagenteile in Mittelspannungs-Schaltanlagen, gekennzeichnet durch die Anordnung einer ersten Metallfläche (12) unmittelbar oder in einem geringen Abstand angrenzend an die Isolierstoffkapselung (11) und einer in einem Abstand etwa parallel zur ersten Metallfläche verlaufenden zweiten Metallfläche (13), welche mit dem Erdpotentiai elektrisch leitend'verbunden, hingegen zur ersten Metallfläche elektrisch isoliert ist, wobei jede der beiden Metallflächen über elektrische Zuleitungen (15, 17) mit jeweils einem Anschlußpol eines für kapazitive Spannungsmessung geeigneten Meßgerätes (16) verbindbar oder ständig verbunden ist.
2. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallflächen von verformbaren Metallblechen (11, 12) oder Metallfolien gebildet werden.
3. Meßvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallflächen an wenigstens einer ihrer Flächenseiten mit einer Isolationsschicht bzw. einer isolierender..Trägerschicht versehen sind.
4. Meßvorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallflächen durch Aufsprühen, Aufdampfen, Galvanisieren oder dergleichen (z. B. durch elektrostatische Verfahren) von metallischen Substanzen auf eine isolierende Trägerschicht gebildet sind.
5. Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 an einer rohrförmigen Isolierstoffkapselung (11), welche ein zentral zur Kapselungsachse angeordnetes, rohr- oder stangenartiges spannungführendes Anlagenteil (10) umgibt, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallflächen als geschlossene oder nahezu geschlossene Metallhülsen (12, 13) ausgebildet und konzentrisch um die Isolierstoffkapselung angeordnet sind (Figuren 1 bis 4).
6. MePuvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenkanten der Metallflächen (12, 13) derart abgebogen oder ausgebördelt sind, daß sie von der Isolierstoffkapselung einen größeren Abstand aufweisen als die übrigen Bereiche der Metallflächen.
7. Meßvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenkanten der Metallflächen (12, 13) mit elektrischen Isolationen umgeben sind.
8. Meßvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der ersten und der zweiten Metallfläche eine als Dielektrikum wirkende feste Isolationsschicht (14) oder Isolierfolie angeordnet ist.
9. Meßvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere zweite Metallschicht flächenmäßig größer als die erste Metallschicht ausgebildet ist und eine teilweise oder vollständige Metallummantelung von Anlagenteilen darstellt, wobei die beiden Metallschichten gegeneinander elektrisch isoliert sind und eine elektrische Zuleitung zur (inneren) ersten Metallschicht durch die äußere zweite Metallschicht und durch oder um die zwischen beiden Metallschichten angeordnete Isolation geführt ist.
10. Meßvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß dem anzuschließenden Spannungsmeßgerät (16) lediglich eine Anzeigefunktion, ob die gekapselten Anlagenteile spannungsführend oder spannungslos sind, zugeordnet ist.