DE3816047A1

DE3816047A1 - Schaltungsanordnung zur akustischen teilentladungsdetektion

Info

Publication number: DE3816047A1
Application number: DE19883816047
Authority: DE
Inventors: Hans-Juergen Dr Ing Stoye; Joachim Dr Ing Matthes; Volkmar Dipl Ing Graefe; Heinz Hertel
Original assignee: INSTITUT fur ENERGIEVERSORGUNG DDR 8027 DRESDEN DD; INST ENERGIEVERSORGUNG
Current assignee: VEAG Vereinigte Energiewerke AG
Priority date: 1988-04-19
Filing date: 1988-05-11
Publication date: 1989-11-02
Also published as: DD270760A1

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur akustischen Teilentladungsdetektion an der Isolation elektrotechnischer Be triebsmittel, insbesondere an feststoff- und gasisolierten An lagen, Kabelendverschlüssen und Spannungswandlern während des Normalbetriebes.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Vorwiegend aus ökonomischen, aber auch aus technischen Gründen werden die Anlagen der Elektroenergieversorgung und -verteilung in zunehmendem Maße bis an ihre Leistungsgrenze ausgelastet und über längere Zeit betrieben. Damit gewinnt die Kenntnis über den jeweiligen Zustand der Isolation der Anlagen eine immer größere Bedeutung. Aus Gründen einer stabilen Versorgung der Abnehmer scheiden prophylaktische Untersuchungen der Betriebsmittel im Prüffeld aus, weil sie mit einer Außerbetriebnahme derselben und hohen Montage- und Transportaufwendungen verbunden sind. So wurde nach Methoden und Verfahren gesucht, die eine Früherkennung von Isolationsschäden an elektrotechnischen Betriebsmitteln während des Normalbetriebes am Aufstellungsort ermöglichen. Ausgehend von der Tatsache, daß sich der größte Teil der an den genannten Betriebsmitteln auftretenden Störungen längere Zeit vorher durch Teilentladungen infolge Isolationsminderung ankündigt und die dadurch entstehenden mechanischen Schwingungen auch an den geerdeten Teilen der elektrischen Betriebsmittel nachgewiesen werden können, wurde in DO-WP 1 47 444 die Erfassung und Analyse der von einem Schwingungsaufnehmer aufgenommenen mechanischen Schwingungen als Maß für die Teilentladungen und damit der Isola tionsminderung vorgeschlagen. Diese als Schwingungs- oder Rausch analyse bekanntgewordene Methode brachte gegenüber der bisherigen Praxis bedeutende Vorteile.

Nachteilig ist die Tatsache, daß an Stellen, wo bei der Anbrin gung der Schwingungsaufnehmer sowie bei der Meßleitungsführung die Gefahr einer unzulässigen Näherung an spannungsführende Teile besteht, nicht gemessen werden kann.

Mit DD-WP 2 22 685 wurde deshalb eine Einrichtung vorgeschlagen, die unter Beibehaltung des Meßprinzips bei Bedarf durch die zu sätzliche Installation eines isolierenden Zwischenstückes (Isolier stab) zwischen Meßstelle und Schwingungsaufnehmer eine gefahrlose Messung gestattet.

Als Schwachstelle der beschriebenen Anordnungen erwiesen sich ins besondere die Verbindungsleitungen zwischen Schwingungsaufnehmer und Verstärker, da die Störbeeinflussung auf die sehr kleinen zu übertragenden Signale durch die elektromagnetischen Felder in den Anlagen in vielen Fällen sehr groß ist und sich außerdem die Ver bindungsleitung selbst als mechanisch außerordentlich störanfällig erwiesen hat.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung stellt sich das Ziel, eine Schaltungsanordnung zur akustischen Teilentladungsdetektion zu entwickeln, bei der der Einfluß von Störfeldern stark reduziert ist.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist die Detektion von Teilentladungen in der Isolation eines elektrischen Betriebsmittels außen an den geerdeten Teilen des Betriebsmittels während des Normalbetriebes, wobei lange Verbindungsleitungen zwischen einzelnen Elementen der Schaltungsanordnung und die Einwirkung elektromagnetischer Felder auf kritische Bauelemente vermieden werden. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein piezo elektrischer Schwingungsaufnehmer und ein Vorverstärker in einem gemeinsamen ferromagnetischem Gehäuse zur Abschirmung und unter Vermeidung langer Verbindungsleitungen gegen den Einfluß elektro megnetischer Felder integriert sind.

Über ein doppeltgeschirmtes Kabel sind dem Vorverstärker ein Haupt verstärker, ein Hochpaß und diesem ein Nachverstärker mit Demodu lator nachgeschaltet. Der Rauschpegel wird direkt an der nach folgenden Lumineszenzdiodenkette abgelesen und/oder über Kopf hörer oder Lautsprecher abgehört.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt die Schaltungs anordnung eines akustischen Teilentladungsdetektors. An die vor bereitete Meßstelle 1 wird der in einem gemeinsamen Gehäuse mit dem Vorverstärker befindliche piezoelektrische Schwingungsauf nehmer 2 einschließlich Isolierflansch angeschraubt. Der Isolier flansch dient der elektrischen Trennung zwischen dem geerdeten Teil des Objektes, an dem sich die Meßstelle befindet, und dem Meßkreis. Er verhindert eine Störbeeinflussung der Messung durch Potentialverschleppung infolge Erdschleifen. Der piezoelektrische Schwingungsaufnehmer wandelt das an der Meßstelle ankommende mechanische Signal in ein elektrisches um. Letzteres wird durch den Vorverstärker 3 verstärkt, bevor es über das doppelt ge schirmte Kabel 4 zum akustischen Teilentladungsdetektor, bestehend aus Hauptverstärker 5, Hochpaß 6, Nachverstärker 7, Demodulator 8 und Auswerteeinheit 10, übertragen wird. Diese technische Lösung sichert eine weitestgehende Abschirmung gegenüber Störfeldern. Das Eingangssignal des akustischen Teilentladungsdetektors wird durch den Hauptverstärker 5 wahlweise um das zehn- bis hundert fache verstärkt und anschließend mittels Hochpaß 6 gefiltert. Der Hochpaß 6 ist für die Grenzfrequenzen 5 kHz und 20 kHz einstell bar. Er gewährleistet eine weitgehende Unterdrückung der im Signal enthaltenen Anteile niedriger Frequenzen, insbesondere der durch die Betriebsspannung bedingten 50 Hz und 100 Hz-Anteile. Durch den sich anschließenden umschaltbaren Nachverstärker 7 erfolgt eine weitere Verstärkung des Signals. Im Demodulator 8 wird es gleich gerichtet und einem Tiefpaß zugeführt.

Die Auswertung des Signals kann wahlweise direkt am Gerät durch Ablesung des Spitzenwertes an der Lumineszenzdiodenkette 10 oder einen eingebauten Lautsprecher bzw. Anschluß von Kopfhörern 9 erfolgen.

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen

1 Meßstelle
2 piezoelektrischer Schwingungsaufnehmer
3 Vorverstärker
4 doppeltgeschirmtes Kabel
5 Hauptverstärker
6 Hochpaß
7 Nachverstärker
8 Demodulator
9 Kopfhörer und/oder Oszilloskop
10 Auswerteeinheit (Lumineszenzdiodenkette)

Claims

Schaltungsanordnung zur akustischen Teilentladungsdetektion an der Isolation elektrotechnischer Betriebsmittel, insbesondere an feststoff- und gasisolierten Anlagen, Kabelendverschlüssen und Spannungswandlern während des Normalbetriebes, dadurch ge kennzeichnet, daß ein piezoelektrischer Schwingungsaufnehmer (2) und ein Vorverstärker (3) in einem gemeinsamen ferromagnetischem Gehäuse integriert und über ein doppeltgeschirmtes Kabel (4) mit dem nachfolgenden Hauptverstärker (5) und Hochpaß (6) verbunden sind, daß diesen ein Nachverstärker (7) mit Demodulator (8) nach geschaltet ist und der durch die Teilentladungen verursachte Rauschpegel direkt an der auf den Demodulator (8) folgenden Lumineszenzdiodenkette (10) abgelesen und/oder über einen separat anschließbaren Kopfhörer oder Lautsprecher (9) hörbar gemacht wird.