DE4201433A1 - Auf hochspannungspotential befindlicher messwandler - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen auf Hochspannungspotential befindlichen Meßwandler nach dem Oberbegriff des Anspru­ ches 1, nach Patent.. .(P 41 33 508.2-35).

Meßwandler der eingangs genannten Art dienen zur Erfas­ sung der Spannung und/oder des Stromes in einer gas- oder flüssigkeitsisolierten Hochspannungsschaltanlage.

Bei der Anordnung nach dem Hauptpatent... (Patentanmeldung P 41 33 508.2-35) befindet sich die Übertragungsschal­ tungsanordnung auf hohem Potential innerhalb des strom­ führenden Innenleiters.

Aus technischen Gründen, beispielsweise bei hohen Last­ strömen oder bei Sonneneinstrahlung, kann die Temperatur des Innenleiters Temperaturen über 80°C annehmen. Nicht ausgeschlossen werden können Temperaturanstiege bis 130°C. Die sichere Funktion der Übertragungsschaltungsanord­ nung und der zugehörigen Optoelektronik ist allerdings nur bis zu Grenzwerten der Einsatztemperatur gewährlei­ stet; die Grenzwerte liegen bei 75°C, in speziellen Fäl­ len auch bei 125°C.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Erfindung nach dem Hauptpatent weiter zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die kenn­ zeichnenden Merkmale des Anspruches.

Zur Kühlung wird demgemäß ein Peltier-Element benutzt, dessen Grundprinzip allgemein bekannt ist und beispiels­ weise in Meyers-Lexikon der Technik und der exakten Na­ turwissenschaften, 3. Band, Bibliographisches Institut, Mannheim/Wien/Zürich, 1970 erläutert ist.

Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.

Es zeigt die einzige Figur eine schematische Schnittansicht durch eine Hochspannungsschaltanlage.

Eine metallgekapselte, gasisolierte Hochspannungsschal­ tung, wie sie in der Fig. 1 dargestellt ist, besitzt eine auf Erdpotential befindliche Außenkapselung 10, in der konzentrisch ein hohler, Hochspannungspotential In­ nenleiter führender angeordnet ist. Die Außenkapselung 10 ist aus zwei Kapselungsteilen 12, 13 zusammengesetzt, an deren Stirnenden je ein Flansch 14 bzw. 15 vorgesehen ist, zwischen denen ein scheibenförmiger Stützisolator 16 für den Innenleiter 11 eingespannt ist. Anstatt eines In­ nenleiters 11 können selbstverständlich bei mehrphasig gekapselten Schaltanlagen auch eine der Anzahl der Phasen entsprechende Anzahl von Innenleitern vorgesehen werden.

Der Innenleiter 11 besitzt eine umlaufende Vertiefung 30, auf deren Boden Isolierstege 31 und 32 angeordnet sind, mittels denen eine Elektrode 33 gegenüber dem Innenleiter 11 isoliert abgestützt ist. Zwischen der Elektrode 33 und dem Boden der Vertiefung 30 ist somit ein Kondensator 34 gebildet; mit der zwischen der Elektrode 33 und der Me­ tallkapselung 12 befindlichen Kapazität 35 bildet der Kondensator 34 einen kapazitiven Spannungsteiler.

Innerhalb des Innenleiters 11 ist eine erste Vertiefung 40 eingebracht, die von einem Rand 41 der Vertiefung in Richtung der Außenfläche vorspringenden Abdeckzylinder 42 bis auf einen Spalt 43 abgedeckt ist. In dem durch den Zylinder 42 und den Boden der Vertiefung 40 befindlichen Innenraum 44 ist eine Spule 45 untergebracht, die bei­ spielsweise als Rogowskispule ausgebildet ist und deren Meßsignale über Leiter 46, 47 einer Schaltungsanordnung 25 zugeführt werden, die im Inneren des Innenleiters 11 angeordnet ist. In dieser werden die durch die Leiter 23 und 24 zu der Schaltungsanordnung 25 geführten analogen Meßsignale in digitale Signale umgewandelt werden. Demge­ mäß handelt es sich bei der Schaltungsanordnung 25 um einen Analog/Digital-Wandler. An dem Analog/Digital-Wand­ ler 25 befindet sich ein Lichtsender 26, der die digita­ len Signale nach Umwandlung in Lichtsignale auf eine Lichtleiteranordnung 27 überträgt, die - wie in der Figur schematisch dargestellt - spiralförmig durch den Stütz­ isolator 16 nach außen herausgeführt ist. Man erkennt in der Figur die einzelnen Querschnitte der Lichtleiteran­ ordnung 27. Die Lichtleiteranordnung 27 ist mit einer Auswerteschaltung 28 verbunden, in der die Lichtsignale ausgewertet werden. Der Wandler 25 wird mittels der oben erwähnten Kondensatoranordnung 34/35 über Leiter 36/37 mit Spannung versorgt.

Auf einem Absatz 60 im Inneren des Innenleiters 11 ist ein Peltier-Element, das in seiner Gesamtheit mit 61 be­ zeichnet ist, aufgesetzt. Das Peltier-Element 61 besitzt, wie bekannt, Leitermaterialien unterschiedlicher elektri­ scher Leitfähigkeit, wie beispielsweise aus Meyers-Lexi­ kon der Technik und der exakten Naturwissenschaften, Band 3, Seite 1916 bekannt, so daß hier nicht näher auf die Zusammensetzung eingegangen werden muß.

Zur Verringerung der Betriebstemperaturen wird bzw. wer­ den die Übertragungsschaltungsanordnungen mit der kalten Fläche des Peltier-Elementes 61 thermisch kontaktiert.

Das Peltier-Element 61 wird mittels eines den Innenleiter 11 umgebenden geeignet bemessenen Stromwandlers 62 über Leitungen 63 und 64 mit Strom versorgt, so daß für die Übertragungsschaltungsanordnung 25/26 ein ausreichender Kühleffekt erzielt werden kann. Selbstverständlich könnte auch die Spannungsversorgung 29 benutzt werden. Daß ein Gleichrichter vorgesehen sein muß, ist selbstverständlich und in Fig. 4 nicht näher dargestellt.

Claims (1)

1. Auf Hochspannungspotential befindlicher Meßwandler für eine metallgekapselte, gasisolierte Hochspan­ nungsschaltanlage, mit wenigstens einem Innenleiter und einem diesen umgebenden Außenleiter, mit einer Spule und mit einer innerhalb des hohl ausgebildeten Innenleiters vorgesehenen, die elektrischen Meßsignale in Lichtsignale umwandelnden Übertragungsschaltungsanordnung, wobei die Lichtsignale von Hochspannungspotential mittels durch einen Stützisolator zur Abstützung wenigstens eines In­ nenleiters hindurch geführter Lichtleiter auf Erdpoten­ tial geführt sind, wobei der Innenleiter (11) eine umlau­ fende Vertiefung (40) aufweist, die mittels eines an ei­ nem Rand der Vertiefung (40) elektrisch-leitend anschlie­ ßenden und in Abstand zum anderen Rand endenden Zylinders (42) abgedeckt ist, dessen Wandstärke dünner als die Wandstärke des Innenleiters (11) ist und dessen Außenum­ fang dem Außenumfang des Innenleiters (11) entspricht, und daß die Spule (45) im Innenraum (44) zwischen dem Bo­ den der Vertiefung (40) und der Innenwand des Zylinders (42) angeordnet ist, deren Signale der Übertragungsschal­ tung (25, 26) zugeführt sind, nach Patent... P 41 33 508.2-35), dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des hohl ausgebildeten Innenleiters (11) ein als Kühlelement die­ nendes Peltier-Element (61) vorgesehen ist, das mit der Übertragungsschaltungsanordnung (25/26) in thermisch en­ gem Kontakt steht und ggf. mittels eines den Innenleiter (11) umgebenden Stromwandlers (62) mit Strom versorgt wird.