DE3710488C2 - Gasmeldeeinrichtung für ölgefüllte Hochspannungsgeräte - Google Patents
Gasmeldeeinrichtung für ölgefüllte HochspannungsgeräteInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Gasmeldeeinrichtung für ölgefüllte
Hochspannungsgeräte gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die Gasbildung in ölgefüllten Hochspannungsgeräten, z. B. Trans
formatoren, Wandlern, Kondensatoren, Durchführung ist ein Indi
kator für eine beginnende Zerstörung der elektrischen Isolierung.
Eine frühzeitige Meldung kann größeren Schaden verhindern.
Kann das Gas auf Erdpotential aufgefangen werden, wie z. B. im
Buchholzschutz bei Transformatoren, so sind relativ einfache
Meldeeinrichtungen möglich. Bei einer Ansammlung des Gases auf
Hochspannungspotential muß für eine isolierte Weitergabe der
Meldesignale gesorgt werden.
Eine Gasmeldeeinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1
ist bereits bekannt (DE-OS 21 07 584). Hierbei handelt es sich
um eine Überwachungseinrichtung, die es ermöglicht, auf Hoch
spannungspotential befindlichen Flüssigkeitsstand, z. B. Iso
lieröl oder Clophen mittels Fernmeldung zu kontrollieren und/oder
die entstehende Gasbildung zu signalisieren. Für die Gas
meldung werden Lichtwellenleiter verwendet, die als Doppellicht
wellenleiter ausgebildet sind, deren geschliffene Enden sich in
einem bestimmten Abstand gegenüber stehen.
Eine Lichtquelle in Form einer an einem Ende der Lichtwellen
leiter angebrachten Glühlampe oder eines Scheinwerfers, der
ein ohnehin vorhandenes Flüssigkeitsstandsschauglas beleuch
tet, sorgt dafür, daß ein Lichtstrahl an den geschliffenen
Enden der Lichtwellenleiter entsteht, der bei einem Störungs
fall von den Gasblasen durchwandert wird. Die hierbei erzeug
ten Impulse werden über Lichtwellenleiter zur Meldestelle
geleitet, wo sie entsprechend ausgewertet werden. Der Einsatz
von elektro-optischen Wandlern in der Meldestelle setzt
allerdings voraus, daß die zurückkommende Lichtmenge noch in
der Lage ist, für einwandfreie Meldungen zu sorgen. Unzuläng
lichkeiten in der Lichtführung an der Meßstelle bieten auch
die geschliffenen Enden der Lichtwellenleiter, die auf dem
Prinzip der Lichtbrechung beruhen.
Aus der Druckschrift Technisches Messen, 51. Jahrgang, 1984,
Heft 9, Seiten 329 bis 334 sind faseroptische Füllstandsensoren
bekannt, die beispielsweise nach dem Prinzip einer
Totalreflexion arbeiten. Diese sind bevorzugt für eine
Verwendung in der Chemie- und Mineralöl-Industrie vorgesehen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Gasmelde
einrichtung der eingangs geschilderten Art zu schaffen, die
die Lichtverhältnisse an der Meßstelle entscheidend verbessert
und die Lichtzuführung einfacher gestaltet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen
des Anspruchs 1 angegebenen konstruktiven Maßnahmen gelöst.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile liegen in der Anwen
dung des Reflexionsprinzips an der Meßstelle und im Einsatz
der Lichtquelle in der Lichtwellenleiterdurchführung, womit
die Meldung bei Störfällen zu zuverlässigen und sicheren Er
gebnissen führt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes nach Anspruch 1
sind in den Unteransprüchen angegeben.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 ein Hochspannungsgerät mit einer Gasmeldeeinrichtung
in Seitenansicht, teilweise im Schnitt
Fig. 2 eine zu diesem Hochspannungsgerät gehörende Licht
wellenleiterdurchführung in Seitenansicht, im Schnitt.
Nach Fig. 1 ist das Hochspannungsgerät 1 gehäusemäßig durch
einen Porzellanüberwurf und durch einen Gerätekopf 3 auf
Hochspannungspotential nach außen abgeschlossen. In dem Ge
rät befindet sich ein Aktivteil 2, daß aus einer Hochspan
nungsisolierung besteht. Im Gerätekopf 3 befindet sich eine
Auffangeinrichtung für entstehende Gasblasen, die in Form
eines Leitschirmes 4 ausgebildet ist. Innerhalb dieses Leit
schirmes sind zwei Reflexionsköpfe 5a, b angeordnet. Diese
gehören zu einer Sonde, die die Aufgabe hat, eine sich bil
dende Gasblase über Lichtwellenleiter 6 zu melden. Die Re
flexionsköpfe 5a, b arbeiten nach dem Prinzip der Totalre
flexion, wobei sie das über die Lichtwellenleiter zugeführte
Licht nur dann reflektieren, wenn die Reflexionsköpfe 5a, b
nicht vom Öl bedeckt sind. Die auf Erdpotential liegende Meßstelle
7 ist mit der Meldestelle 11 elektrisch verbunden.
Nach Fig. 2 erfolgt die Einspeisung und Auswertung der im
Infrarotbereich liegenden Lichtsignale von einer Lichtquelle
9 bzw. einem Lichtdetektor auf Erdpotential, die beide nach
dem Prinzip einer Lichtschranke arbeiten. Im Übergangsbereich
zu den Lichtwellenleitern befindet sich ein Lichtleitstab 8,
der in einer Fassung 12 innerhalb einer Lichtwellenleiter
durchführung 10 eingesetzt ist. Der Lichtleitstab 8 ist
innerhalb der Fassung 12 mit einer Abdichtung 13 versehen.
Die Lichtwellenleiter sind an einer Lichtwellenleiterend
hülse 15 angeschlossen. Die Fassung 12 ist in einer Gehäuse
wand 14 eingesetzt. Eine Überwurfmutter 16 ist mit der Fas
sung 12 verschraubt.
Die Wirkungsweise der Gasmeldeeinrichtung ist folgende:
Die an der Fehlerstelle sich bildenden Gase werden in der
Auffangeinrichtung im Bereich der Hochspannungselektrode
gesammelt. Die Größe der sich bildenden Gasblase läßt sich
mittels der Sonde feststellen. Die Auffangeinrichtung lenkt
die aufsteigenden Gasblasen auf ihrem Weg zum höchsten Punkt
ab und sammelt sie. Diese Auffangeinrichtung ist so ausge
bildet, daß sie ein definiertes Gasvolumen aufnehmen kann.
Die beiden Reflexionsköpfe sind so angeordnet, daß zwischen
zwei Meldungen ein bestimmtes Gasvolumen entstehen muß
und damit die Möglichkeit gegeben ist, anhand der Zeitin
tervalle zwischen den Meldungen über die Dringlichkeit
einer Außerbetriebnahme des Hochspannungsgerätes zu ent
scheiden. Die Gasmeldeeinrichtung läßt sich sowohl bei
der Neukonzipierung von Hochspannungsgeräten als auch für
Nachrüstungen in geeigneter Form einsetzen.
Claims (6)
1. Gasmeldeeinrichtung für ein ölgefülltes Hochspannungsgerat
(1) mit einem als Auffangeinrichtung für sich bildende Gase
dienenden Gerätekopf (3), mit einer auf Hochspannungspoten
tial liegenden Sonde, die zumindest zwei in verschiedener
Höhe im Gerätekopf (3) angeordnete Meßköpfe umfaßt, mit einer
auf Erdpotential liegenden Meßstelle (7), mit Lichtwellen
leitern (6), die die Sonde und die Meßstelle (7) miteinander
verbinden, mit einer Lichtquelle (9) und mit einer den Stö
rungsfall anzeigenden Meldestelle (11) außerhalb des Hoch
spannungsgeräts (1), dadurch gekennzeich
net,
- - daß die Meßköpfe als Reflexionsköpfe (5a, 5b) ausgebildet sind,
- - daß in einem ölgefüllten Teil des Geratekopfes (3) eine als Leitschirm (4) ausgebildete weitere Auffangeinrichtung für sich bildende Gase angeordnet ist,
- - daß die Reflexionsköpfe (5a, 5b) unterhalb des Leitschirms (4) innerhalb seines Gasauffangraums angeordnet sind, und
- - daß die Lichtwellenleiter (6) von den Reflexionsköpfen (5a, 5b) wendelförmig um das Aktivteil (2) des Hochspan nungsgerätes (1) über eine vakuumdichte Lichtwellenleiter durchführung (10) zur Lichtquelle (9) beziehungsweise zu einem Lichtdetektor geführt und elektrisch mit der Meldestelle (11) verbunden sind.
2. Gasmeldeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Leitschirm (4) auf ein
bestimmtes Gasvolumen und der Abstand der Reflexionsköpfe
(5a, b) derart ausgelegt sind, daß die in einem Zeitinter
vall zwischen zwei Meldungen entstehende Gasmenge für die
Auswertung einer Außerbetriebnahme des Hochspannungsge
rätes (1) herangezogen wird.
3. Gasmeldeeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet,
daß die Reflexionsköpfe (5a, 5b) nach dem Prinzip der
Totalreflexion arbeiten, wonach sie jeweils das über die
Lichtwellenleiter (6) zugeführte Licht nur dann reflektieren,
wenn der jeweilige Reflexionskopf (5a, 5b) vom Öl bedeckt ist.
4. Gasmeldeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß für die Einspeisung und Auswertung der Lichtsignale eine
Einrichtung mit einer Lichtquelle (9) und einem Lichtdetektor
verwendet wird, die im Infrarotbeich und nach dem Prinzip einer
Lichtschranke arbeitet und auf Erdpotential angeordnet ist.
5. Gasmeldeeinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Lichtwellenleiter (6)
hochspannungsfest und ölbeständig sind.
6. Gasmeldeeinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Lichtwellenleiterdurch
führung (10) aus einer Fassung (12) für einen mit einer Abdich
tung (13) versehenen Lichtleitstab (8) besteht, der einerseits
in eine Lichtwellenleiterendhülse (15) in die Lichtwellenleiter (6)
übergeht und der andererseits mit der Lichtquelle (9) korre
spondiert, die mittels einer Überwurfmutter (16) mit der Fassung
(12) verbindbar ist.
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FR2717583B1 (fr) * | 1994-03-16 | 1996-04-26 | Gec Alsthom T & D Sa | Dispositif de contrôle et de commande pour ligne de transport électrique blindée. |
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