DE3702735A1

DE3702735A1 - Kapazitiver spannungsteiler fuer hochspannungskabel

Info

Publication number: DE3702735A1
Application number: DE19873702735
Authority: DE
Inventors: Josef Dipl Ing Trott
Original assignee: Josef Dipl Ing Trott
Current assignee: TROTT, JOSEF, DIPL.-ING., 8522 HERZOGENAURACH, DE
Priority date: 1987-01-30
Filing date: 1987-01-30
Publication date: 1988-08-11

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Messen ho her Wechselspannungen und hoher Schalt- und Störspan nungen in Schaltanlagen und in Kabelnetzen mit wenig stens zwei in Reihe zwischen Hochspannungspotential und Erde angeordneten, einem kapazitiven Spannungstei ler bildenden Kondensatoren, von denen der an Erde an geschlossene Kondensator als Meßkondensator dient. Der Spannungsfall über dem Meßkondensator kann abgegriffen und einer Meßwerterfassungseinheit zugeführt werden.

In Energieversorgungsnetzen und in Schaltanlagen wer den zur Netzspannungsüberwachung vorwiegend induktive Spannungswandler eingesetzt. Spannungsmessungen an de finierten Stellen eines Mittelspannungs- oder Hoch spannungskabels sind nicht möglich. Schalt- oder Stör spannungen im Netz sind aufgrund der geringen Grenz frequenz der induktiven Wandler nicht erfaßbar. Die Verwendung von kapazitiven Spannungsteilern zur Span nungsmessung wird bereits im Buch von A. J. Schwab "Hochspannungsmeßtechnik" 1969 beschrieben. Die Aus gestaltung eines kapazitiven Spannungsteilers wird be reits in DT 23 41 073 A1 für gekapselte Schaltanlagen beschrieben. Eine insbesondere für Kabelnetze und luftisolierte Schaltanlagen einfach Gestaltung des Hochspannungskondensators ist nicht bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen kapa zitiven Spannungsteiler so aufzubauen, daß die Netz spannung an einer beliebigen Stelle eines Kabelnetzes gemessen werden kann. Die im Betrieb auftretenden Schalt-und Störspannungen, die über der Betriebsfre quenz liegen, sollen ebenfalls durch den kapazitiven Spannungsteiler erfaßt werden. Das Problem der Verbin dung des Hochspannungskondensators mit spannungsfüh renden Teilen des Kabels oder der Schaltanlage soll durch die Verwendung vorhandener Betriebsmittel mög lichst vereinfacht werden.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Hochspannungskondensator aus einem Teil der Lei terisolierung eines beliebig langen Mittelspannungs- oder Hochspannungskabels besteht. Die Leiterisolier ung (1) und die sie umgebende leitfähige Schicht oder Band (2) in Fig. 1 bilden den Hochspannungskondensa tor. Zwischen der leitfähigen Schicht (2) und den Schirmdrähten (4) befindet sich eine Isolierschicht (5). Zwischen (2) und (4) wird der Meßkondensator (6) geschaltet. Bei koaxialer Ausführung nach Anspruch 5 bildet die Isolierschicht (5) zusammen mit (2) und (4) den Meßkondensator. Das Teilerverhältnis des Span nungsteilers kann durch die Wahl des Meßkondensators festgelegt werden.

Der in Anspruch 1 beschriebene und in Fig. 1 darge stellte Spannungsteiler kann aus den Endstücken eines Mittelspannungs- oder Hochspannungskabels gefertigt werden. Die Schirmdrähte des Kabels enden in einem Ka belendverschluß (8). Die Meßspannung kann an einer Meßbuchse (6) am Kabelmantel abgegriffen werden. Für den Aufbau des Spannungsteilers nach Fig. 1 können herkömmliche Kabelendverschlüsse verwendet werden. Durch die Anordnung in Fig. 1 kann die Netzspannung jeder Phase an jedem Kabelende gemessen werden.

Der Spannungsteiler nach Anspruch 1 kann auch aus ei nem kurzen Kabelstück bestehen, das an seinen beiden Seiten mit je einem Kabelendverschluß abgeschlossen ist, wie es in Fig. 2 dargestellt ist. Das Kabel stück mit Spannungsteiler kann in die Sammelschiene oder an einem beliebigen spannungsführenden Ort einge baut werden. Zur Spannungsmessung in einem Kabelnetz kann der kapazitive Spannungsteiler nach Anspruch 2 aus der Leiterisolierung einer Verbindungsmuffe herge stellt werden. Diese Verbindungsmuffe nach Fig. 3 kann an jeder beliebigen Stelle eines Hoch- oder Mit telspannungsnetzes installiert werden.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile beruhen darauf, daß die Spannungsmessung in einem Kabelnetz an jeder Stelle möglich ist, ohne die Kabelisolierung zu beschädigen. Der Einbau in ein vorhandenes Hoch spannungskabel ist bei Verwendung als kapazitiver Tei ler nach Anspruch 2 mit der bekannten Technik der Ver bindungsmuffe leicht möglich. Die hohe Bandbreite der kapazitiven Spannungsteiler erlaubt die Messung höher frequenter Schalt- und Störspannungen. Die an der Meß buchse anliegende Meßspannung kann jederzeit bei Be darf ausgewertet werden. Sind an mehreren Stellen ei nes Energieversorgungsnetzes Spannungsteiler nach An spruch 1 oder 2 eingebaut, besteht die Möglichkeit de zentral oder vor Ort alle Spannungsereignisse im Ka belnetz, an den Übergangsstellen von Kabel in Trans formatoren oder Schaltanlagen oder auch an bevorzug ten Stellen im Kabel zu erfassen. Eine rechnerge stützte Netzüberwachung ist möglich.

Bezugszeichenliste Fig. 1: Kapazitiver Spannungsteiler an einem Kabelendverschluß eines Mittel- oder Hochspannungskabels1 Leiterisolierung
2 leitfähige Schicht oder Band
3 Leiter
4 Schirmdrähte
5 Isolierschicht
6 Meßkondensator mit Meßbuchse
7 Schrumpfschlauch
8 KabelendverschlußFig. 2: Kapazitiver Spannungsteiler an einem kurzen Kabelstück mit zwei Endverschlüssen6 MeßbuchseFig. 3: Kapazitiver Spannungsteiler bestehend aus einer umgerüsteten Verbindungsmuffe 1 Muffenrohr
2 leitfähige Schicht oder Band
3 Leiter
4 Schirmdrähte
5 Isolierschicht
6 Meßkondensator mit Meßbuchse
9 Aderisolierung
10 Preßverbinder
11 Glättungshülse
12 Kabel

Claims

1. Meßeinrichtung zur Spannungsmessung, bestehend aus einem kapazitiven Spannungsteiler, insbesondere für mittlere und ho he Spannungen mit wenigstens zwei in Reihe zwischen Hochspan nungspotential und Erde angeordneten, einen kapazitiven Span nungsteiler bildenden Kondensatoren, von denen einer als Hoch spannungskondensator und mindestens einer als Meßkondensator dient, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochspannungskondensa tor aus einem Teil der Leiterisolierung eines beliebig langen Mittelspannungs- oder Hochspannungskabels besteht und das Tei lerverhältnis durch die Wahl der Kapazität des Meßkondensators festgelegt wird.

2. Spannungsteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochspannungskondensator auch aus der Leiterisolierung (Muffenrohr) einer Verbindungsmuffe bestehen kann.

3. Spannungsteiler nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Leiterisolierung mit einer zusätzlichen leitfähigen Schicht oder einem leitfähigen Band umgeben ist und diese gegen den äußeren Schirmdrähten isoliert ist.

4. Spannungsteiler nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, daß der Meßkondensator zwischen der leitfähigen Schicht oder dem leitfähigen Band und den geerdeten Schirm drähten geschaltet ist.

5. Spannungsteiler nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, daß der Meßkondensator auch aus einer dielektrischen Isolierschicht oder Isolierfolie bestehen kann, die sich ko axial zwischen der leitfähigen Schicht oder dem leitfähigen Band und den Schirmdrähten befindet.

6. Spannungsteiler nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, daß der Spannungsfall über dem Meßkondensator abge griffen wird und einer am Kabelmantel befindlichen Meßbuchse zugeführt wird.

7. Spannungsteiler nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, daß bei entsprechendem, einfachen Einbau in ein vorhandenes oder zu errichtendes Kabelnetz die Netzspannung und auftretende Netzüber- oder unterspannungen an jedem Ort des Kabelnetzes gemessen werden können.