-
Technisches
Umfeld
-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich im Wesentlichen auf ein System
zum Überwachen
der Funktionen einer elektrischen Einrichtung, wie zum Beispiel
Hochspannungstransformatoren. Insbesondere kann das System das Auftreten
von Fehlern in der gesamten Isolation derartiger Transformatoren detektieren
und Signale bereitstellen, welche lokale und/oder entfernte Alarme
auslösen,
welche die Fehler anzeigen.
-
Stand der
Technik
-
Ein
Hochspannungsgenerator und Übertragungstransformatoren
bilden einen wesentlichen Bestandteil eines jeden elektrischen Energieerzeugungs-,
Verteilungs- und Übertragungssystems.
Andere Transformatoren, wie zum Beispiel Gleichrichtertransformatoren,
werden auch in industriellen Verfahren, wie zum Beispiel schmelzenden
Elektroaufdampfverfahren, verwendet. Weiterhin werden Stromtransformatoren
(Current Transformers, CTs) zum Schutz und zur Zählwerterfassung von Elektrizitätsverteilungssystemen
verwendet.
-
Der
wichtigste Bestandteil der Isolation bei ölgefüllten Transformatoren umfasst
Papier, welches um die Kupferwicklungen gewickelt ist. Es gibt Abstandshalter,
Unterlegscheiben, Dichtungen, Durchführungsplatten, Abgriffe und
Durchführungen,
welche auch Teil des Isolationssystems innerhalb des Transformators
sind. Um die Isolation und die Beständigkeit zu verbessern, wird
das Papier von einem Dielektrikum, typischerweise einem Mineralöl oder Silikonöl, das den
Transformator füllt,
durchdrungen. Dieses Isolationsöl
dient auch als ein Kühlmittel,
welches die Wärme
durch Konvektion oder eine erzwungene Strömung verteilt, und dämpft außerdem Entladungen.
Andere Transformatortypen weisen Hochfrequenzkommunika tionstransformatoren,
welche feste polymerische Dielektrika verwenden, wie zum Beispiel
Epoxydduroplast, welches in den Transformator mittels Unterdruck
gefüllt
wird, und gasgefüllte
Transformatoren auf. Gasgefüllte
Transformatoren, zum Beispiel die, welche in unterirdischen Minen
verwendet werden, sind aus Sicherheitsgründen normalerweise mit Argon
oder Schwefelhexafluorid gefüllt.
Weiterhin gibt es einige luftgefüllte
Niederspannungstransformatoren.
-
Die
Betriebslebensdauer eines Hochspannungstransformators kann größer als
35 Jahre sein. Die Lebensdauer hängt
von der Belastung, der Bauart, der Qualität der Herstellung und den Materialien und
Wartungsroutinen ab. Während
seiner Lebensdauer kann sich die Transformatorisolation verschlechtern,
wobei der Grad der Verschlechterung von der Belastung und den internen
Betriebsbedingungen des Transformators, wie zum Beispiel Temperatur,
Feuchtigkeitsgehalt, pH-Wert und dergleichen abhängt. Jegliche Verschlechterung
der Isolation, wie zum Beispiel elektrische und ionische Plasmaerosion
der festen Isolation, die eine Luftblase umschließt, welche
aufgrund fehlerhafter Herstellung eingeschlossen ist, kann zu einem
erhöhten
Pegel der Teilentladung innerhalb des Transformators führen. Ein
Auftreten von Teilentladungen führt
weiterhin zur Entwicklung von Gasen, wie zum Beispiel Wasserstoff
und Acetylen innerhalb des Transformators. Eine derartig erhöhte Teilentladung
führt zu
einer weiteren Verschlechterung der Isolation, was wiederum zu erhöhten Pegeln
der Teilentladung führt.
Fortgesetzte Verschlechterung der Isolation kann zu schwerwiegenden
Entladungen, Kurzschlussfehlern oder einem katastrophalen Fehler
aufgrund einer Explosion des Gases, zum Beispiel Wasserstoff, Acetylen
und Ethylen, die als chemische Nebenprodukte des Verschlechterungsvorgangs
entstehen, führen. Derartige
Fehler können
zu einer Verminderung oder einem Ausfall der Versorgung des Energiesystems, erheblichen
Ausla gen für
Ersatz oder Reparatur des Transformators führen und stellen außerdem ein ernsthaftes
Risiko für
in der Nähe
befindliches Personal und die Umwelt dar.
-
Teilentladung
in Transformatoren kann auch aufgrund fehlerhafter Herstellung und/oder
mechanischer oder elektrischer Ermüdung auftreten. Beispielsweise
stellt die Bewegung lockerer Komponenten und Kriechdehnung und Spannungserholung
metallischer Komponenten, wie zum Beispiel Befestigungen oder fremdmetallische
Körper
innerhalb des Transformators, eine Gelegenheit für ein Auftreten von Entladungen
bereit, sogar wenn keine oder geringe Verschlechterung der Isolation
vorhanden ist.
-
Teilentladung
in Transformatoren kann auch aufgrund von Wicklungen entstehen,
die innerhalb des Transformators locker werden. Abnutzung an dem
Umsteller, welche durch die Anzapfanschlüsse hervorgerufen wird, kann
auch Teilentladungen bewirken. Fehler in Durchführungen können auch zu Teilentladungen
führen.
-
Es
ist bekannt, dass Teilentladungen Signale an verschiedenen Stellen
innerhalb eines großen Transformators
erzeugen können,
welche einen Entladestrom im Nullleiter, der durch Ungleichgewicht hervorgerufen
wird, einen Verschiebungsstrom durch die kapazitive Anzapfung einer
Durchführung,
einen abgestrahlten Hochfrequenzimpuls oder eine abgestrahlte Hochfrequenzwelle
(Radio Frequency, RF) und einen abgestrahlten Ultraschall- (US)Impuls
oder eine abgestrahlte Ultraschallwelle aufweisen.
-
Die
Stärke
der Teilentladung innerhalb des Transformators stellt ein Mittel
zum Bestimmen der Unversehrtheit der Transformatorisolation bereit.
Beispielsweise würde
eine erkannte Teilentladung mit einer Größe von 50 pC normalerweise
bei normalem Spannungsbetrieb ignoriert werden, eine Messung von
500 pC würde
mit einigem Bedenken betrachtet werden, während eine Messung von 5000
pC als möglicherweise
gefährlich
betrachtet werden würde.
-
Energiebehörden testen
Transformatoren typischerweise durch Prüfen des Mineralöls in dem Transformator
ungefähr
einmal im Jahr, um die in dem Öl
gelöste
Gaskonzentration durch Analyse (Dissolved Gas Concentration by Analysis,
DGA) und durch den dielektrischen Verlustwinkel (Dielectric Loss
Angle, DLA) zu bestimmen. Wenn hohe Gasmessungen erreicht werden,
wird die Überprüfungsfrequenz
auf monatliche oder sogar wöchentliche Überprüfung erhöht. Es ist
jedoch immer etwas Abstand zwischen dem Überprüfen und der Analyse in dem
Labor. Eine rasche Verschlechterung der Isolation könnte nicht
detektiert werden und Transformatoren haben katastrophal versagt,
obwohl DGA-Überprüfungen durchgeführt wurden.
Seit bekannt ist, dass sich Teilentladungen einer hohen Stärke und/oder
Wiederholfrequenz kurz vor einem Hauptfehler entwickeln, ist eine
kontinuierliche Überwachung
der elektrischen Einrichtung sehr wünschenswert, um frühe Warnungen
bereitzustellen, während
sie weiterhin in Betrieb gehalten wird.
-
Teilentladungen
können
durch Verwenden von Geräten,
wie zum Beispiels Robinson-, Haefly- oder Tettex-Teilentladungsdetektoren,
gemessen werden, welche elektrische Hochfrequenzsignale (RF) detektieren,
indem sie nur an dem unteren Teil der Durchführung an den Transformator
oder an die Wicklungen unter Verwendung von Kapazitätsteilern und
einem Toroidsystem gekoppelt werden. Diese Geräte werden normalerweise in
einem Prüfgestell bei
Hochspannungserprobungstests für
neue oder neu gewickelte Transformatoren verwendet. Diese Messungen
können
jedoch normalerweise nicht in einer Umspannstation we gen des hohen
Wertes der elektrischen Interferenz ausgeführt werden. Außerdem erfordert
das Anfertigen zuverlässiger
Messungen mit diesen Geräten
eine beachtliche Qualifikation.
-
Eine
Vorrichtung zum Detektieren des Auftretens eines einzelnen Teilentladungsvorgangs
ein einem Transformator ist in der internationalen Patentanmeldung
No. PCT/AU94/00263 (WO 94/28566) beschrieben. Diese Vorrichtung
umfasst einen Ultraschallmessaufnehmer und eine Hochfrequenzantenne,
welche in der Transformatorwand angebracht sind und welche ausgestaltet
sind, die Ultraschall- bzw. Hochfrequenzimpulse zu detektieren,
die durch eine Teilentladung erzeugt werden. Wenn ein Hochfrequenzsignal
innerhalb einer vorbestimmten Zeit vor einer Detektion eines Ultraschallsignals
detektiert wurde, wird angenommen, dass eine Teilentladung aufgetreten
ist. Obwohl die Vorrichtung in der Lage ist, derartige Signale zu
erkennen, war ein Problem mit der in WO 94/28566 beschriebenen Vorrichtung, dass
elektrisches Rauschen innerhalb des Transformators zufällig auftretende
Hochfrequenzsignale erzeugen würde,
welche zum Auslösen
falscher Alarme eines Auftretens einer Teilentladung führen. Abschalten
eines Transformators aufgrund eines falschen Alarms ist verständlicherweise
unerwünscht und
teuer. Weiterhin beschreibt Unsworth, J. et al., Evaluation of Novel
On-line Remote Partial Discharge Monitor for High Voltage Power
Transformers During Operation, Proceedings of the Nordic Insulation Symposium,
Copenhagen, 14.-16.
Juni 1999, Seite 133-140 auch ein Teilentladungsüberwachungssystem.
-
Offenbarung
der Erfindung
-
Gemäß einem
ersten Aspekt ist die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum
Detektieren von Teilentladungen in einer angeschlossenen Hochspannungseinrichtung,
die ein Dielektrikum enthält, wobei
jede Teilentladung einen Hochfrequenzimpuls oder eine Hochfrequenzwelle
und einen Ultraschallimpuls oder eine Ultraschallwelle erzeugt,
wobei die Vorrichtung umfasst:
mindestens ein Messaufnehmermittel
zum Detektieren des/der durch das Auftreten der Teilentladung erzeugten
Ultraschallimpulses oder Ultraschallwelle und zum anschließenden Ausgeben
eines Signals entsprechend dieser Detektion;
mindestens ein
Messaufnehmermittel zum Detektieren des/der durch das Auftreten
einer Teilentladung erzeugten Hochfrequenzimpulses oder Hochfrequenzwelle
und andere Hochfrequenzimpulse oder Hochfrequenzwellen, die innerhalb
der Einrichtung erzeugt wurden, und zum anschließenden Ausgeben eines Signals
entsprechend dieser Detektion; und
ein Mittel zur Signalverarbeitung
und -analyse, welches die der Detektion der Hochfrequenz- und Ultraschallimpulse
oder -wellen entsprechenden Signale empfängt, und welches bei Empfang
eines der Detektion eines Ultraschallimpulses oder einer Ultraschallwelle
entsprechendes Signal ausgestaltet ist, um:
(a) die Verzögerungszeit
zwischen dem Vorgang der Detektion von allen detektierten Hochfrequenzimpulsen
oder -wellen innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums, der dem Vorgang
der Detektion des Ultraschallimpulses oder der Ultraschallwelle
voranging, zu bestimmen, und eine Streubreite von Verzögerungszeitwerten über dem
vorgegebenen Zeitraum zu erzeugen;
(b) die Streubreite der
Verzögerungszeitwerte
gegen andere Streubreiten von Verzögerungszeitwerten von mehreren
anderen detektierten Ultraschallimpulsen oder Ultraschallwellen
zu überlagern;
und
(c) die überlagerten
Streubreiten der Verzögerungszeitwerte
zu analysieren, um zu bestimmen, ob ein Anteil der detektierten
Ultraschallimpulse oder Ultraschallwellen bei einem oder mehreren
bestimmten Verzögerungszeitwerten
nach dem Zeitpunkt der Detektion der detektierten Hochfrequenzimpulse
oder Hochfrequenzwellen detektiert werden.
-
Gemäß einem
zweiten Aspekt ist die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Detektion
von Teilentladungen in einer angeschlossenen elektrischen Einrichtung,
die ein Dielektrium enthält,
wobei jede Teilentladung einen Hochfrequenzimpuls oder eine Hochfrequenzwelle
und einen Ultraschallimpuls oder eine Ultraschallwelle erzeugt,
wobei das Verfahren die Schritte umfasst:
- (i)
Detektion von Hochfrequenzimpulsen oder Hochfrequenzwellen, die
innerhalb der Einrichtung erzeugt wurden;
- (ii) Detektion von Ultraschallimpulsen oder -wellen, die innerhalb
der Einrichtung erzeugt wurden;
- (iii) bei Detektion eines Ultraschallimpulses oder einer Ultraschallwelle
Bestimmung der Verzögerungszeit
zwischen dem Vorgang der Detektion aller detektierten Hochfrequenzimpulse
oder -wellen und dem Vorgang der Detektion des Ultraschallimpulses
oder der Ultraschallwelle innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums,
der dem Vorgang der Zeit der Detektion des Ultraschallimpulses oder
der Ultraschallwelle vorangegangen ist, und Erzeugung einer Streubreite
von Verzögerungszeitwerten über den
vorgegebenen Zeitraum;
- (iv) Überlagern
der Streubreite der Verzögerungszeitwerte
mit anderen Streubreiten von Verzögerungszeitwerten von mehreren anderen
detektieren Ultraschallimpulsen oder Ultraschallwellen; und
- (V) Analysieren der überlagerten
Streubreiten der Verzögerungszeitwerte,
um zu bestimmen, ob ein Anteil der detektierten Ultraschallimpulse
oder Ultraschallwellen bei einem oder mehreren bestimmten Verzögerungszeitwerten
nach der Zeit der Detektion der detektierten Hochfrequenzimpulse
oder Hochfrequenzwellen detektiert wurde.
-
In
den oben genannten Aspekten führt
das Überlagern
der Streubreiten der Verzögerungszeitwerte
von mehreren detektierten Ultraschallimpulsen zu der konstruktiven
Addition jeglicher identischer Verzögerungszeitwerte aus jeder
der Streubreiten in einem Histogramm von Zählwerten der Verzögerungszeitwerte über dem
vorbestimmten Zeitraum. Diese konstruktive Addition für eine oder
mehrere bestimmte Verzögerungszeitwerte
grenzt diesen bestimmten Verzögerungszeitwert
von den festgestellten Verzögerungszeitwerten,
die einfach ein Ergebnis asynchronen elektrischen Rauschens innerhalb und
um die elektrische Vorrichtung sind, leicht ab.
-
Die
elektrische Einrichtung, welche von der Vorrichtung und dem Verfahren
in den obigen Aspekten überwacht
wird, umfasst vorzugsweise Leistungs-, Mess-, Strom- und Hochfrequenztransformatoren,
welche ein Dielektrikum enthalten, wobei das Dielektrikum ein Mineral-
oder Silikonöl,
Epoxyd oder Gas ist. Im Folgenden wird, zum Zwecke der Klarheit, ein
Betrieb der vorliegenden Erfindung in Bezug auf ihre Anwendung auf
eine Überwachung
von Teilentladungen in Hochspannungstransformatoren beschrieben
werden. Unter angeschlossen ist zu verstehen, dass die vorliegende
Erfindung die Transformatoren überwachen
kann, wenn die Transformatoren in Betrieb oder in Benutzung sind.
Dies kann umfassen, wenn der Transformator unter norma len Betriebsbedingungen
betrieben wird, aber es kann auch Situationen umfassen, in denen
der Transformator unter ungewöhnlichen
Bedingungen betrieben wird oder zum Zwecke seines Tests, zum Beispiel
während
Abnahmetests, wenn Überspannungen
oder Impulse angewendet werden, oder während des Tests eines Systems
zu dem der Transformator gehört.
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform
eines jeden Aspekts können
jegliche Hochfrequenzimpulse, welche innerhalb des Transformators
erzeugt werden, kontinuierlich überwacht
werden. Ähnlich können sämtliche
Ultraschallimpulse, welche innerhalb des Transformators erzeugt
werden, kontinuierlich beobachtet werden. Somit ist selbstverständlich, dass
im Normalbetrieb das Überwachen
der Ultraschall- und Hochfrequenzimpulse gleichzeitig ausgeführt wird.
Außerdem
wird in einer bevorzugten Ausführungsform
das Überwachen
der Ultraschall- und Hochfrequenzimpulse sogar fortgesetzt, wenn
das Mittel zur Analyse die empfangenen Signale analysiert.
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist der vorgegebene Zeitraum, der dem Vorgang der Detektion des
Ultraschallimpulses voranging, größer als die maximal mögliche Verzögerungszeit
zu setzen, die zwischen einem detektierten Hochfrequenzimpuls und
einem detektieren Ultraschallimpuls existieren kann. In einer Ausführungsform
kann der Zeitraum zu der Zeit der Installation der Vorrichtung in dem
Transformator eingestellt werden. In einer anderen Ausführungsform
kann der Zeitraum nach der Installation der Vorrichtung einstellbar
sein. In einem typischen Transformator kann der vorgegebene Zeitraum
zwischen 1 ms und 10 ms, vorzugsweise zwischen 2 ms und 6 ms und
weiter vorzugsweise auf ungefähr
4 ms festgelegt werden. Dieser vorgegebene Zeitraum wird durch die
Datenspeicherkapazitäten
der Vorrichtung bestimmt und sollte die größte interne Abmessung des Transformators
(normalerweise der diagonale Abstand von Ecke zu Ecke) und die Geschwindigkeiten
von Ultraschallimpulsen in den Materialien, die die internen Teile
des Transformators wie zum Beispiel Dielektrikum, geschichteter
Eisenkern, Kupferwicklungen und dergleichen umfassen, in Betracht
ziehen.
-
In
dem Fall, wo die vorgegebene Zeit vor dem Ultraschallimpuls auf
4 Millisekunden gesetzt ist und die Vorrichtung in 60 Mikrosekundenblöcken abtastet,
ist verständlich,
dass maximal 66 Abtastverzögerungszeiträume, welche
die Verteilung der Verzögerungszeitwerte
bilden können,
in dem Histrogramm zusammengefasst werden.
-
Beim Überlagern
mehrerer Streubreiten von Verzögerungszeitwerten
können
die Signalverarbeitungssoftware und die Mittel zur Analyse aller
Streubreiten, welche innerhalb eines bestimmten Zeitraums erzeugt
wurden, überlagern.
Der Zeitraum kann, wenn gewünscht,
von wenigen Millisekunden bis Minuten und sogar Stunden reichen.
In einer Ausführungsform
kann das Mittel zur Analyse alle Streubreiten überlagern, die innerhalb eines
bestimmten Zeitraums, der gerade dem Schritt der Überlagerung der
Streubreiten voranging, erzeugt werden. Der Zeitraum kann zwischen
0,1 und 10 Sekunden, vorzugsweise zwischen 1 und 8 Sekunden und
weiter vorzugsweise ungefähr
2 Sekunden betragen. Die Mittel zur Analyse können ausgestaltet sein, um
die Überlagerung
der Streubreiten der erzeugten Verzögerungszeitwerte kontinuierlich
zu aktualisieren, um so die Streubreiten zu verwerfen, die früher als
der bestimmte Zeitraum erzeugt wurden. Beispielsweise weist die Überlagerung
zu einer bestimmten Zeit nur die Streubreiten von Verzögerungszeitwerten
auf, die in dem bestimmten Zeitraum, der dieser Zeit voranging,
erzeugt wurden. In einer Ausführungsform
kann der bestimmte Zeitraum zum Zeitpunkt der Installation der Vorrichtung
in einem Transformator vorgegeben werden. In ei ner anderen Ausführungsform
kann der Zeitraum nach der Installation der Vorrichtung eingestellt
werden.
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform
umfassen die Mittel zur Analyse ein von geeigneten Softwarebefehlen
gesteuertes Mikroprozessormittel. Das Mikroprozessormittel kann
physikalisch dicht bei dem Transformator angeordnet sein oder kann
an einem entfernten Ort angeordnet sein.
-
Die
Softwarebefehle des Mikroprozessors können geeignet sein, um die
Anzahl der bestimmten Verzögerungszeitwerte
innerhalb einer Streubreite von Verzögerungszeitwerten statistisch
zu zählen und
diese Zahlen mit den Zahlen, welche aus mehreren solcher Streubreiten,
die aufgrund der Detektion anderer Ultraschallimpulse innerhalb
des bestimmten vorgegebenen Zeitraums erzeugt wurden, gefertigt
wurden, zu überlagern,
um ein Histogramm von Zählwerten über Verzögerungszeitwerte
zu bilden. Da der Verzögerungszeitwert
einer bestimmten Teilentladungsstelle sich nicht ändert, entwickelt
sich eine Spitze in dem Histogramm, welche dem Verzögerungszeitwert
zwischen dem Hochfrequenzimpuls und dem Ultraschallimpuls, welche
durch die Teilentladung erzeugt wurden, entspricht. Wenn zwei Orte von
Teilentladungen innerhalb des Transformators vorhanden sind, würden zwei
Spitzen in dem Histogramm erzeugt werden, sofern der Abstand zwischen
jedem Ort und dem Messaufnehmer unterschiedlich ist. Da im Betrieb
die Mittel zur Analyse benötigt
werden, um mehrere Streubreiten von Verzögerungszeitwerten zu überlagern,
ist es verständlich, dass
die Mittel zur Analyse ein Mittel zum Verarbeiten einer derartigen
Vielzahl von Streubreiten für
mindestens einen Zeitraum, welcher ausreichend ist, um ein Bilden
des Histogramms von Zählwerten über Verzögerungszeitwerten
zu ermöglichen,
aufweist. Wenn jedoch die Verzögerungszeit
für einen
Kopf gleich ist, wird sie unterschiedlich für einen anderen Kopf sein. Typischer weise
können
zwei, drei oder vier Köpfe
abhängig
von dem Typ, der Größe, der
Ausführung
und der Leistung des Transformators installiert werden, um auf die
Angelegenheit einzugehen.
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform
gibt das Ultraschallmessaufnehmermittel zum Detektieren eines Ultraschallimpulses
auch ein Signal aus, welches die Amplitude des detektierten Ultraschallimpulses
darstellt. In dieser Ausführungsform
ist das Mittel zur Analyse vorzugsweise geeignet, dieses Amplitudesignal
zum empfangen. Das Mittel zur Analyse kann geeignet sein, Störsignale
zu ignorieren, welche Ultraschallimpulse kleiner als eine vorbestimmten
Amplitudeneinstellung darstellen. In einer Ausführungsform kann das Mittel
zur Analyse geeignet sein, keine weitere Analyse des Ultraschallsignals
auszuführen,
wenn die Amplitude des Ultraschallimpulses, der zu der Erzeugung
des Signals führte,
unterhalb einer vorgegebenen Amplitudeneinstellung ist. Die vorgegebenen
Amplitudeneinstellung kann zur Zeit der Installation der Vorrichtung
in dem Transformator vorgegeben werden. In einer anderen Ausführungsform
kann die vorgegebene Amplitudeneinstellung nach einer Installation
der Vorrichtung eingestellt werden. Es ist auch verständlich,
dass einige Ultraschallimpulse erzeugt werden können, die unterhalb der Detektionsschwelle
des Ultraschallmessaufnehmers sind.
-
In
einer anderen Ausführungsform
geben die Hochfrequenzmessaufnehmermittel bei Detektion eines Hochfrequenzimpulses
auch ein Signal aus, welches die Amplitude des detektierten Hochfrequenzimpulses
darstellt. In dieser Ausführungsform
ist das Mittel zur Analyse vorzugsweise geeignet, dieses Amplitudensignal
zum empfangen. Die Mittel zur Analyse können geeignet sein, Signale
zu ignorieren, welche Hochfrequenzimpulse kleiner als eine vorgegebene
Amplitudeneinstellung darstellen. Die vorbestimmten Amplitudeneinstellung
für Hochfrequenzim pulse
kann zur Zeit der Installation der Vorrichtung in dem Transformator
vorgegeben werden. In einer anderen Ausführungsform kann die vorgegebene
Amplitudeneinstellung nach einer Installation der Vorrichtung eingestellt
werden. Es ist ferner selbstverständlich, dass einige Hochfrequenzimpulse
in dem Transformator erzeugt werden können, die unterhalb der Detektionsschwelle
der Ultraschallmessaufnehmer sind.
-
In
einer Ausführungsform
kann das Mittel zur Analyse geeignet sein, ein Alarmmittel zu betätigen, wenn
die Ergebnisse einer Analyse der empfangenen Signale über einen
Zeitraum Merkmale trifft, welche als teilladungsanzeigend betrachtet
werden. Die Merkmale, welche als teilentladungsanzeigend betrachtet
werden, können
zu der Zeit der Installation der Vorrichtung in dem Transformator
vorgegeben werden. In einer anderen Ausführungsform können die
Merkmale nach einer Installation eingestellt werden.
-
In
einer Ausführungsform
können
die Mittel zur Analyse geeignet sein, unterschiedliche Typen von
Alarmmitteln in Abhängigkeit
von der Eigenschaft der detektierten Ultraschallimpulse zu betätigen. Zum
Beispiel kann das Mittel zur Analyse nach Empfang eines Ultraschallsignals
und Feststellen, dass eine Spitze der Zählwerte an einem oder mehreren
bestimmten Verzögerungszeitwerten
zwischen einer Detektion des Hochfrequenz- und des Ultraschallimpulses
vorhanden ist, bestimmen, ob der Ultraschallimpuls eine Größe größer als
die vorgegebene Amplitudeneinstellung aufweist. Wenn die Amplitude
größer als
die vorbestimmte Amplitudeneinstellung ist und/oder eine beachtliche
Wiederholfrequenz der Erzeugung von Ultraschallimpulsen über einigen vorgegebenen
Einstellungen vorhanden ist, kann die Signalverarbeitungssoftware
und das Analysemittel einen bestimmten Typ von Alarmmitteln betätigen. Zum
Beispiel kann diese Gruppe von Bedingungen zum Betätigen eines Klasse
1-Alarms gelten. Wenn eine Spitze an einem Verzögerungszeitwert bestimmt wurde,
aber die Amplitude und/oder die Wiederholfrequenz der Erzeugung
des Ultraschallpulses unter der vorgegebenen Einstellung ist, dann
kann diese Gruppe von Bedingungen zum Betätigen eines Klasse 2-Alarms
gelten.
-
Wenn
das Analysemittel Signale empfängt, welche
Ultraschallimpulse darstellen, die größer als die vorgegebene Amplitude
und/oder der Wiederholfrequenzeinstellung ist, aber nicht feststellt,
dass irgendeine Spitze an einem Verzögerungszeitwert zwischen den
Signalen und beliebigen vorhergehenden Hochfrequenzsignalen vorhanden
ist, kann diese Gruppe von Bedingungen als Aktivierung eines Klasse
3-Alarms gelten. Schließlich,
wenn Ultraschallimpulse detektiert werden, die kleiner als die vorgegebene
Amplituden- und/oder Wiederholfrequenzeinstellung sind, aber wiederum
ohne irgendeine Bestimmung einer Spitze an einem Verzögerungszeitwert
sind, kann diese Gruppe von Bedingungen als Aktivierung eines Klasse
4-Alarms gelten. In noch einer weiteren Ausführungsform kann die vorgegebene Amplituden-
und/oder Wiederholfrequenzeinstellung in dem Analysemittel in dem
Fall, in dem an keinem Verzögerungszeitwert
eine Spitze festgestellt wurde, anders sein als wenn eine Spitze
an einigen Verzögerungszeitwerten
festgestellt wurde. Zum Beispiel, wenn eine Spitze der Zählwerte
an einem Zeitverzögerungswert
festgestellt wird, kann die vorgegebene Einstellung niedriger eingestellt
sein als die Einstellung in dem Fall, in dem keine Spitze an einem
Verzögerungszeitwert
zwischen einem detektierten Ultraschallimpuls und einem Hochfrequenzimpuls
festgestellt wurde.
-
Durch
Betätigen
verschiedener Klassen von Alarmen stellt das Analysemittel einer
Einrichtung, die die Funktion eines Transformators überwacht (zum
Beispiel eine Energieerzeugungs- oder Verteilungsbehörde), die
Möglichkeit
bereit, die Ernsthaftigkeit des Fehlers in dem Transformator zu
bestimmen. Beispielsweise kann eine Betätigung eines Klasse 4-Alarms als nicht
besonders besorgniserregend betrachtet werden, aber rechtfertigen,
dass dieser Transformator genauer überwacht werden sollte oder
an einem früheren
Tag als ansonsten geplant einer Routineüberprüfung und Wartung unterzogen wird.
Demgegenüber
kann eine Betätigung
eines Klasse 1-Alarms
von der Überwachungsorganisation als
angemessen betrachtet werden, den Transformator sofort oder relativ
schnell abzuschalten, um vor Ort Überprüfungen und, falls notwendig,
eine Reparatur des Fehlers entweder vor Ort oder in einer Reparaturwerkstatt
zu ermöglichen.
Wenn über
einen Zeitraum von Minuten, Stunden, Tagen oder sogar Wochen die
Vorrichtung zum ersten Mal einen Klasse 4-Alarm betätigt, welcher
von einem Klasse 3- oder Klasse 2- und dann einem Klasse 1-Alarm
gefolgt wird, stellt dies der Überwachungsorganisation
einen Hinweis auf die Geschwindigkeit der Erhöhung der Ernsthaftigkeit des
Fehlers in dem Transformator bereit und gibt einen Hinweis, wann
der Transformator einer Inspektion unterzogen werden sollte. Rasche Wechsel
von der Betätigung
eines Klasse 4-Alarms zu einem Klasse 3-Alarm oder einem Klasse
2-Alarm oder zu einem Klasse 1-Alarm würden beispielsweise als sehr
gefährlich
betrachtet werden und normalerweise dazu führen, dass der Transformator
abgeklemmt und ausgeschaltet wird.
-
Die
Alarme können
sowohl optische als auch akustische Mittel umfassen. Die optischen
Alarmmittel können
helle blinkende farbige Lichter, Licht emittierende Dioden (LEDs)
oder ähnliche
Vorrichtungen umfassen und können
in vorher vorhandenen Softwareüberwachungssystemen,
wie zum Beispiel SCADA, Harley, Citect, usw. integriert werden.
Es ist verständlich,
dass ein Alarmzustand durch das Einschalten eines Lichts oder durch
das Ausschalten eines Lichts angezeigt werden kann. In eini gen Fällen wird
das Letztere bevorzugt, da jeder Fehler der Leuchte leicht bemerkt
wird und korrigiert werden kann. In einer alternativen Ausführungsform
kann das Alarmmittel ein Anzeigen einer angemessenen Nachricht auf
einem Bildschirm oder Computermonitor umfassen. Das akustische Alarmmittel
kann eine Klingel, einen Summer, eine Sirene oder andere ähnliche
Vorrichtungen umfassen. Es wurde herausgefunden, dass ein kontinuierlicher
3 kHz-Ton von einem Hochtonlautsprecher besonders wirksam ist. Das
Alarmmittel kann physikalisch dicht bei dem überwachten Transformator oder
an etwas entferntem Ort angeordnet sein.
-
In
einer weiteren Ausführungsform
kann das Analysemittel einen Datenspeicher aufweisen, welcher geeignet
ist, alle von den jeweiligen Messaufnehmermitteln empfangenen Signale
und/oder die erzeugten Überlagerungen
der Streubreiten der Verzögerungszeiten
zu speichern. Der Datenspeicher kann geeignet sein, nur die zuletzt
aufgezeichneten Daten innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums zu speichern
oder nur Daten zu speichern, welche Ereignisse von Teilentladungen
anzeigen. Beispielsweise kann der Speicher nur alle aufgezeichneten Daten
eines vorangegangenen Zeitraums von 24 Stunden speichern.
-
Die
gespeicherten Daten können
zu einem Kontrollmittel an einer lokalen oder entfernten Position
entweder auf Anfrage eines Bedieners oder automatisch heruntergeladen
werden. In einer Ausführungsform
kann das Kontrollmittel oder das Analysemittel routinemäßig einen
Datentransfer von dem Analysemittel an einem bestimmten Tag oder
zu einer bestimmten Zeit auslösen.
Beispielsweise kann, wenn ein Speicher geeignet ist Daten für 24 Stunden zu
speichern, das Kontrollmittel oder das Analysemittel einen Datentransfer
von dem Analysemittel ebenfalls alle 24 Stunden auslösen. Andere
Zeiträume
für Datenübertragungen
sind leicht vorstellbar.
-
Wenn
das Kontrollmittel feststellt, dass der Mikroprozessor ein Alarmmittel
ausgelöst
hat, kann es einen entsprechenden Hinweis für einen Bediener, welcher für eine Überwachung
der Funktion des Transformators verantwortlich ist, bereitstellen.
Solch ein entsprechender Hinweis kann optische und/oder akustische
Hinweise an einem Computermonitor umfassen. Das Kontrollmittel kann
ferner geeignete Datenspeicher aufweisen, um ein Speichern der gesamten
Daten, welche von dem Analysemittel übertragen wurden, zu ermöglichen.
Das System ermöglicht
ein Archivieren der Alarme und der Daten über Zeiträume von mehreren Monaten oder
sogar Jahren. Diese Datenspeicher würden einem verantwortlichen
Bediener in der Überwachungsorganisation
ermöglichen,
ein überwachtes
Transformatorverhalten gegen das zu vergleichen, welche zu früherer Zeit
beobachtet wurde, und somit festzustellen, ob eine Veränderung
in dem Verhalten aufgetreten ist, das heißt eine Trendanalyse. In einer
weiteren Ausführungsform
würde das
Kontrollmittel vorzugsweise geeignet sein, Daten zu empfangen, die
von mehreren verschiedenen Analysemitteln übertragen werden, die mehrere
verschiedene Transformatoren überwachen.
Beispielsweise kann das Kontrollmittel, welches einer Energieerzeugungs-
oder Verteilungsbehörde
gehört,
mit allen oder einem Anteil ihrer Transformatoren, die die Vorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung installiert aufweisen, in dem Netz vernetzt sein. Dies
ermöglicht
der Energieverteilungsbehörde
die Funktion der Transformatoren in ihrem Netz zu überwachen
ohne die Notwendigkeit, dass Wartungspersonal physikalisch an dem
Ort eines jeden Transformators anwesend sein muss.
-
In
einer Ausführungsform
können
die jeweiligen Messaufnehmer in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht
sein. Das Gehäuse
kann innerhalb der Wand des Transformators derart positio niert sein, dass
eine Oberfläche
eines jeden Messaufnehmers mit der innenseitigen Oberfläche der
Wand zusammenfällt.
-
Der
Messaufnehmer zum Detektieren von Ultraschallimpulsen umfasst vorzugsweise
ein piezoelektrisches Element. Das piezoelektrische Element weist
vorzugsweise eine erste Fläche
und eine zweite Fläche
auf. Das piezoelektrische Element weist vorzugsweise eine Dickenresonanzfrequenz
zwischen ungefähr
50 und ungefähr
300 kHz, weiter vorzugsweise 60 bis 250 kHz und noch weiter vorzugsweise
von ungefähr
190 kHz auf. Das piezoelektrische Element weist vorzugsweise eine
maximale Betriebstemperatur von mindestens 100°C und weiter vorzugsweise von
mindestens 120°C
auf. Das piezoelektrische Element kann vorzugsweise außerdem mechanische
Vibrationen von mindestens bis zu 5 g aushalten.
-
Das
piezoelektrische Element ist weiterhin vorzugsweise ein Keramik-/Polymerverbundstoff. Das
piezoelektrische Element weist vorzugsweise eine 1-3-Geometrie auf.
Die Keramik kann aus der Gruppe bestehend aus polykristallinem Blei,
Titanat, Bleizirkonattitanat (PZT), Bleiniobat oder Bariumtitanat
ausgewählt
werden. Das Polymer ist vorzugsweise ein heiß härtendes Polymer. Das heiß härtende Polymer
kann aus der Gruppe bestehend aus Epoxydharz, Polyurethan, Silikon
oder Bakelit ausgewählt
werden.
-
Die
Keramik in dem piezoelektrischen Element kann durch Sintern und
Brennen von Oxiden oder Karbonaten von Barium, Titanat, Zirkonat und/oder
Blei hergestellt werden, um eine keramische Scheibe auszubilden.
Die gegenüberliegenden parallelen
Flächen
der keramischen Scheibe werden dann vorzugsweise mit einem geeigneten
leitfähigen Material
beschichtet, um Elektroden auszubilden. Die keramische Scheibe wird
dann vorzugsweise durch Eintauchen der Scheibe in heißes Öl und Anwenden eines
elektrischen Gleichstromfeldes auf die Scheibe gepolt, während die
Scheibe auf einer Temperatur von ungefähr 90°C gehalten wird. Das Öl kühlt dann vorzugsweise
auf Raumtemperatur ab, während
das elektrische Feld durch die Scheibe aufrechterhalten wird.
-
Sobald
die Scheibe gepolt ist, wird sie an einem Aluminium- oder Epoxydblock
durch Kleben einer Fläche
der Scheibe an dem Block angebracht, wobei ein Epoxydklebstoff verwendet
wird. Der Block wird dann vorzugsweise vorsichtig in der Aufspannvorrichtung
einer Diamantsägenschneidmaschine
erfasst, um einen Schaden an der keramischen Scheibe zu vermeiden.
Die keramische Scheibe wird dann vorzugsweise mit einer mit einer
Diamantschneide versehenen Säge
aufgeschnitten, um eine Reihe von beabstandeten parallelen Schnitten
auszubilden. Die Scheibe wird dann vorzugsweise mit Methanol gereinigt,
um jegliche Ablagerung zu entfernen und dann mit dem heiß härtenden
Polymer, wie zum Beispiel Epoxyd, vakuumverfüllt. Jegliches überschüssiges Epoxyd
wird vorzugsweise durch Läppen
entfernt, bevor die Scheibe wieder vorzugsweise durch die Schneidmaschine
aufgeschnitten wird, um weiter eine Reihe von beabstandeten parallelen
Schnitten auszubilden, welche in einem rechten Winkel zu der ersten
Gruppe von Schnitten ist. Die Scheibe wird dann mit Methanol gereinigt
bevor ein äußeres Gehäuse mit
geringfügig
größerem Durchmesser
und geringfügig
größerer Höhe vorzugsweise
um die Scheibe angeordnet wird, bevor die Scheibe und das umgebende
Gehäuse
mit Epoxyd vakuumverfüllt wird.
Das Ergebnis ist eine Gruppe von parallelen keramischen Säulen oder
Stiften, die in dem Duroplastepoxyd gehalten werden.
-
Das äußere Gehäuse stellt
einen zusätzlichen
Halt für
die äußeren Stifte
in dem Verbundstoff bereit und hilft, jegliches unbeabsichtigtes
Brechen von ihnen zu verhindern, insbesonde re wenn der Verbundstoff
anschließend
von dem Stützblock
geschnitten wird. Das äußere Gehäuse ist
ferner vorzugsweise aus einem heiß härtenden Polymer, wie zum Beispiel
Epoxyd, ausgebildet. Das äußere Gehäuse dient
weiterhin dazu, die seitliche Empfindlichkeit des Messaufnehmers
auf Transversalwellen und seitliche Hochfrequenzvibrationen in der
Transformatorwand, welche ohne Bezug zu Ultraschallwellen von Teilentladungen
sind, zu verringern. Sobald der Verbundstoff von dem Stützblock
entfernt ist, werden die ersten und zweiten Oberflächen des
Verbundstoffs vorzugsweise unter Verwendung von 120er, 400er bzw.
600er Schmirgelpapier geläppt,
um die keramischen Säulen
freizulegen.
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform
sind die ersten und zweiten Oberflächen mit einem elektrisch leitfähigen Klebstoff
beschichtet, wie zum Beispiel mit Silber angereichertes Epoxyd.
Nach der Anwendung und vor dem Härten
des mit Silber angereicherten Epoxyds werden elektrisch leitfähige Drahtgeflechtelektroden
in das mit Silber angereicherte Epoxyd gedrückt und damit verklebt, um
Elektroden für
den Verbundstoffmessaufnehmer auszubilden. Das elektrisch leitfähige Drahtgeflecht
ist vorzugsweise ein metallisches Drahtgeflecht und kann weiter vorzugsweise
ein Messingdrahtgeflecht sein. Beim Ankleben ist der Durchmesser
des metallischen Drahtgeflechts vorzugsweise größer als der der ersten und
zweiten Oberflächen
des Verbundstoffs. Sobald das Drahtgeflecht angebracht ist, kann
es an den Durchmesser der ersten bzw. zweiten Oberflächen angepasst
werden. Jeweils ein kleiner Anhänger
des Drahtgeflechts wird vorzugsweise zurückbehalten, um eine betriebsbereite
starke zuverlässige ohmsche
elektrische Verbindung zu den Elektroden zu ermöglichen. Eine elektrische Verbindung
zu den Anhängern
wird vorzugsweise durch isolierte Kupferdrähte bereitgestellt, die an
jeden Anhänger
gelötet werden.
-
Der
Verbundstoffmessaufnehmer weist vorzugsweise eine kurze Abklingzeit
auf, so dass er sich schnell von einer Erkennung eines Ultraschallimpulses
erholt und bereit ist, den nächsten
zu detektieren. Um die Dämpfung
des Messaufnehmers zu erhöhen, kann
eine Rückplatte
auf die zweite Oberfläche
des Messaufnehmers geklebt werden. Die Rückplatte ist vorzugsweise aus
einem mit Wolfram angereicherten Epoxyd ausgebildet.
-
Außerdem kann
eine Anpassungsschicht an der ersten Oberfläche des Verbundstoffmessaufnehmers
angebracht werden. Die Anpassungsschicht kann eine oder mehrere
Schichten des in dem Verbundstoff verwendeten heiß härtenden
Polymers umfassen. Die Dicke dieser Anpassungsschicht ist vorzugsweise
ein Viertel der Wellenlänge
der Messaufnehmerdickenresonanzfrequenz. Die Anpassungsschicht dient
als ein akustischer Impedanzwandler zwischen der höheren akustischen
Impedanz der Stifte und der des Öls,
und verbessert somit die akustische Impedanzanpassung des gesamten
Verbundstoffs. Die akustische Impedanz des Messaufnehmers entspricht
vorzugsweise so genau wie möglich der
akustischen Impedanz des Öls,
um Reflektionen von longitudinalen Ultraschallwellen an der ersten Oberfläche des
Messaufnehmers zu minimieren. Für eine
maximale Übertragung
ist die Anpassungsschicht vorzugsweise das geometrische Mittel von dem
Verbundstoff und dem Öl.
Die Anpassungsschicht dient außerdem
als eine Verschleißplatte,
um den Verbundstoff während
der Benutzung zu schützen.
-
Der
Verbundstoffmessaufnehmer kann ein induktives Einstellbauteil aufweisen,
welches elektrisch zwischen den Kupferdrähten, die mit den ersten und
zweiten Oberflächenelektroden
verbunden sind, verbunden ist, um die Empfindlichkeit weiter zu verbessern.
Das induktive Einstellbauteil ist vorzugsweise abgeschirmt, um eine
magnetische Strömung des
induktiven Bauteils in dem Transformatorumfeld zu verhindern.
-
Sobald
jeder Verbundstoffmessaufnehmer hergestellt ist, wird er vorzugsweise
unter Verwendung eines Impedanzmessgerätes getestet, um die elektromechanische
Kopplung des Messaufnehmers zu messen, wobei die elektromechanische
Kopplung ein Maß für die Effizienz
des Messaufnehmers beim Umwandeln mechanischer Energie in elektrische
Energie aufgrund der Ultraschallwellen ist.
-
In
einer anderen Ausführungsform
für gasgefüllte Transformatoren
kann der Ultraschallmessaufnehmer aus einem piezoelektrischen Polymermaterial
gefertigt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform kann das piezoelektrische
Polymermaterial Polyvinylidenfluorid (PVDF) sein.
-
Das
Messaufnehmermittel zur Detektion von Hochfrequenzimpulsen kann
eine Antenne umfassen, welche aus der Gruppe einer Ferritkernantenne, einem
abgestimmten Schwingkreis oder einer kapazitiven Metallplatte ausgewählt wird.
Die kapazitive Metallplatte wird bevorzugt und weist vorzugsweise eine
Kapazität
zu Masse zwischen 20 pF und 250 pF auf. Die Platte weist vorzugsweise
eine ringförmige Geometrie
auf und kann aus Messing hergestellt werden. Die Fläche der
ringförmigen
Platte, die dielektrische Konstante des Isolators in dem Transformator und
der Abstand der ringförmigen
Platte und stützender
einstellbarer Abstandshalter von der Transformatorwand (welche geerdet
ist und die andere Platte der Kapazität ausbildet) bestimmen den
Kapazitätswert.
-
Innerhalb
des gemeinsamen Gehäuses
ist das piezoelektrische Element vorzugsweise koaxial innerhalb
der kapazitiven ringförmigen
Platte angeordnet und derart ausgestaltet, dass das Dielektrikum
die kapazitive Platte und alles außer einer Fläche des äußeren Gehäuses des
piezoelektrischen Messaufnehmers umgibt. Es wird bevorzugt, dass alle
Luftblasen in dem Dielektrikum durch Entgasen vor oder nach der
Installation des Messaufnehmers entfernt werden. Ein Entlüftungsloch
kann bereitgestellt werden, um sicherzustellen, dass der Raum um die
Messaufnehmer vollständig
mit Mineralöl
gefüllt ist.
-
Sowohl
die Ultraschall- als auch die Hochfrequenzmessaufnehmer können elektrisch
und mechanisch an einer Leitungsdurchführungsplatte unter Verwendung
dicker Kupferdrähte
und eines oder mehrerer Bolzen befestigt werden. Einstellbare Abstandshalter
um die Bolzen, welche die ringförmige Messingplatte
stützen,
ermöglichen,
den Abstand zwischen der Platte und der Transformatorwand auf einen
gewünschten
Abstand einzustellen, wodurch eine Einstellung der Kapazität des Hochfrequenzmessaufnehmers
ermöglicht
wird.
-
Die
Leitungsdurchführungsplatte
besteht vorzugsweise aus einer geformten Epoxydplatte mit eingesetzten
Messinggewindeverbindern. Wenn ein Kupferdraht mit einer Seite der
Platte verbunden ist und ein Kupferdraht an der anderen Seite der
Epoxydplatte angebracht ist, ist ein Stromdurchgang durch die Epoxydplatte
von einer Seite zu der anderen bereitgestellt. Typischerweise weist
die Leitungsdurchführungsplatte
mehrere eingesetzte Messingverbinder auf. Einer dieser eingesetzten
Messingverbinder kann verwendet werden, um den Ultraschallmessaufnehmer
unter Verwendung eines Bolzens zu stützen, welcher in den Messaufnehmer
eingegossen ist, zwei eingesetzte Verbinder können verwendet werden, um die
dicken Kupferdrähte
von dem Ultraschallmessaufnehmer zu verbinden, und drei oder mehr
eingesetzte Verbinder können
verwendet werden, um die ringförmige
Messingplatte, welche als Hochfrequenzantenne verwendet wird, zu
halten.
-
Die
Epoxydleitungsdurchführungsplatte
mit den daran angebrachten Messaufnehmern wird derart durch ein
Loch in der Transformatorwand oder durch eine Inspektionsabdeckung
angeordnet, dass die Messaufnehmer innerhalb des Transformators sind.
Die Leitungsdurchführungsplatte
ist dann vorzugsweise mit Neopren-O-Ringen oder gummierten Korkdichtungen
abgedichtet und mit Metallflanschen in Position gehalten. Außerhalb
des Transformators ist ein Metallgehäuse an den Flanschen angebracht.
-
Elektrische
Verbindungen, welche geschirmte Koaxialkabel verwenden, werden vorzugsweise über die
eingesetzten Messingverbinder in der Epoxydleitungsdurchführungsplatte
von den Messaufnehmern zu einem Ultraschallmessaufnehmerschaltkreis
und einem Hochfrequenzmessaufnehmerschaltkreis hergestellt. Dieser
Schaltkreis ist vorzugsweise in einem kleinen Metallgehäuse untergebracht.
Dieses kleine Gehäuse
passt vorzugsweise in das größere Metallgehäuse, welches
an den Flanschen angebracht ist. Geschirmte verdrillte Zweidrahtleitungen
verbinden dann vorzugsweise die Ausgänge des Ultraschallmessaufnehmerschaltkreises und
des Hochfrequenzmessaufnehmerschaltkreises in dem Metallgehäuse mit
isolierten Leitungsdurchführungsanschlüssen in
der Seite des Metallgehäuses.
Der Deckel des Gehäuses,
welcher vorzugsweise auf einer gummierten Korkdichtung sitzt, wird dann
vorzugsweise derart in Position geklemmt, dass die gesamte Anordnung
wasserdicht und termiten- und
ungezieferresistent ist.
-
Der
Ultraschallmessaufnehmerprozessor, welcher die Signale zwischen
dem Messaufnehmer und dem Analysemittel überträgt, umfasst vorzugsweise in
Folge einen Verstärker,
einen Präzisionsgleichrichter,
ein 125 kHz Hochpassfilter, ein 1 kHz Tiefpassfilter, einen Verstärker und
einen Puffer mit einem Analogausgang. Der Hochfrequenzmessaufnehmerprozessor,
welcher die Signale zwischen dem Hochfrequenzmessaufnehmer und dem
Analysemittel überträgt, umfasst
vorzugsweise in Folge einen 1-70 MHz Vorverstärker, einen Präzisionsgleichrichter,
ein 1 MHz Tiefpassfilter, einen Hochgeschwindigkeitsvergleicher
und einen Monoshot mit optisch isoliertem Digitalausgang. Alle elektronischen
Komponenten in den elektronischen Verarbeitungsvorrichtungen sind
vorzugsweise geeignet, hohen Temperaturen zu widerstehen, das heißt militärischen
Anforderungen von 120°C,
wegen der möglichen
Temperaturen in den Kopfgehäusen
an der Oberseite des Transformators.
-
Wo
erforderlich, werden im Folgenden die Messaufnehmer, die Epoxydleitungsdurchführungsplatte,
die Verbinder, die geschirmten Kabel, die Dichtungen, die Abstandshalter,
das Metallgehäuse, der
Ultraschallmessaufnehmerschaltkreis, der Hochfrequenzschaltkreis
und der Deckel zusammen als „Kopf" bezeichnet.
-
Von
den Ausgängen
der Ultraschall- und Hochfrequenzmessaufnehmerschaltkreise werden elektrische
Ausgabesignale für
den Mikroprozessor des Analysemittels über geschirmte verdrillte Zweidrahtkabel
bereitgestellt. Die Ausgabe des Mikroprozessors kann über optische
Glasfaserkabel an einen Computer mit einem angekoppelten Modem gekoppelt
werden. Der Computer kann ausgestaltet sein, Alarmbedingungen auf
einem Computermonitor anzuzeigen oder kann die Alarmbedingungen über das Modem
und ein Telefon oder ein anderes Kommunikationsnetz zu dem entfernt
angeordneten Kontrollmittel übertragen.
-
Für die meisten
Installationen muss das System normalerweise geeignet sein, Umgebungstemperaturen
in einem Bereich von –25°C bis +120°C zu wiederstehen.
Mit speziellen Komponenten kann dieser Bereich jedoch auf –35°C bis +120°C erweitert werden.
Eine spezielle elektronische Ausschaltvorrichtung, welche auf +110°C eingestellt
ist, kann eingebaut werden, um das System auszuschalten und zu schützen. Der
mögliche
Arbeitsbereich ist daher –35°C bis +110°C, welcher
hinreichend für
die meisten Installationen ist.
-
In
einer weiteren Ausführungsform
kann die Stelle einer Teilentladungsquelle innerhalb eines Hochspannungstransformators
durch Analyse der Signalausgaben von mindestens drei Messaufnehmerköpfen, welche
innerhalb der Wand des Transformators angebracht sind, dreidimensional
bestimmt werden. Wenn eine Teilentladung erkannt ist, bestimmen die
Analysemittel vorzugsweise die Verzögerungszeit an jedem Messaufnehmerkopf
und berechnen dann die Stelle der Teilentladungsquelle durch Triangulation.
Es ist verständlich,
dass die Auflösung
der Stelle unter Beachtung einer Schwankung der Geschwindigkeiten
der Ultraschallwellen in verschiedenen Materialien in dem Transformator,
unter Beachtung einer Brechung an Schnittstellen und durch Iteration,
welche die wahrscheinlichsten akustischen Pfade der Ultraschallimpulse
von der Teilentladungsquelle zu jedem der drei Köpfe findet, verbessert werden
kann.
-
In
noch einer weiteren Ausführungsform kann
die Vorrichtung, nach einer Installation einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung in einem Transformator, getestet und kalibriert werden. Derartiges
Testen und Kalibrieren kann durch Anordnen eines Teilentladungserzeugers
in dem Transformator durchgeführt
werden, um einen Fehler in der Isolation des Transformators zu simulieren.
Indem die Pegel der Teilentladungen, welche in den Transformator
eingespeist werden, variiert werden, ist es möglich, die Empfindlichkeitspegel
der Vorrichtung einzustellen. Sobald ein Testen und Kalibrieren fertiggestellt
ist, kann der Teilentladungserzeuger entfernt werden.
-
Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
umfasst die Messaufnehmereinheit eine piezoelektrische Verbundstoffscheibe
zur Detektion von Ultraschallimpulsen oder -wellen und zum nachfolgenden Ausgeben
eines Signals entsprechend dieser Detektion, wobei das piezoelektrische
Element Elektroden aufweist, welche an einer ersten Oberfläche und
einer zweiten Oberfläche
ausgebildet sind, wobei die Elektroden aus einem elektrisch leitfähigen Metalldrahtgeflechtmaterial
ausgebildet sind, welches in einen elektrisch leitfähigen Klebstoff
gedrückt
ist; und eine ringförmige
kapazitive Platte zur Detektion von Hochfrequenzimpulsen oder Hochfrequenzwellen und
zum nachfolgenden Ausgeben eines elektrischen Signals gemäß dieser
Detektion.
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform
dieser weiteren Ausführungsform
ist der elektrisch leitfähige
Klebstoff ein mit Silber angereichertes Epoxyd, welches auf den
ersten und zweiten Oberflächen
aufgetragen ist. Das elektrisch leitfähige Drahtgeflecht ist vorzugsweise
ein Messing- oder Kupferdrahtgeflecht. Der Durchmesser des metallischen
Drahtgeflechts ist vorzugsweise größer als der der ersten und zweiten
Oberflächen
des Verbundstoffs. Sobald das Drahtgeflecht angebracht ist, kann
es auf den Durchmesser der ersten bzw. zweiten Oberflächen angepasst
werden. Jeweils ein kleiner Anhänger
des Drahtgeflechts wird vorzugsweise zurückbehalten um einen betriebsbereiten
elektrischen Anschluss für die
Elektroden zu ermöglichen.
Ein elektrischer Anschluss mit den Anhängern wird vorzugsweise durch isolierte
oder lackierte Kupferdrähte
bereitgestellt, welche an jeden Anhänger gelötet sind.
-
In
anderen Ausführungsformen
kann die Messaufnehmereinheit die Merkmale wie oben beschrieben
bezogen auf den ersten Aspekt der Erfindung aufweisen.
-
Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
-
Nur
beispielhaft wird eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben
werden, in welchen:
-
1 eine
teilweise Querschnittsansicht ist, welche einen Messaufnehmerkopf
einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt, welcher in der Wand eines Transformators angeordnet
ist;
-
2 eine
Querschnittsansicht des Ultraschalldetektors innerhalb des Messaufnehmerkopfes ist;
-
3 eine
schematische Ansicht der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
ist;
-
4 eine
schematische Ansicht des Ultraschallsignal- und Hochfrequenzsignalprozessors
der in 3 dargestellte Vorrichtung ist;
-
5 ein
Graph ist, welcher die Prozessorausgabe einer Ausführungsform
eines Mikroprozessors in der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung über der
Zeit darstellt, welche einer Detektion eines Hochfrequenzsignals
und eines Ultraschallsignals folgt;
-
6 ein
Histogramm von Zählwerten
von mehreren Streubreiten von Verzögerungszeitwerten ist, welches
von dem Mikroprozessor der vorliegenden Erfindung erzeugt wurde;
und
-
7 ein
Ablaufdiagramm für
die Erzeugung unterschiedlicher Alarmklassen durch den Mikroprozessor
gemäß der vorliegenden
Erfindung ist.
-
Bevorzugte
Ausführungsformen
der Erfindung
-
Der
Messaufnehmerkopf einer Vorrichtung zum Überwachen von Teilentladungen
in angeschlossenen Hochspannungstransformatoren ist im Allgemeinen
in den Zeichnungen als 10 gezeigt.
-
Wie
in 1 dargestellt, ist der Messaufnehmerkopf 10 innerhalb
einer Wand 11 eines Transformators 12, welcher
Mineralöl 13 enthält, angebracht. Der
Messaufnehmerkopf 10 umfasst ein Metallgehäuse 14 mit
einem Metalldeckel 14a, innerhalb welchem eine ringförmige kapazitive
Messingplatte 15 für
die Detektion von Hochfrequenzimpulsen und ein Ultraschallmessaufnehmer 16,
welcher als Detektor für
Ultraschallimpulse arbeitet, angeordnet ist. Die Platte 15 und
der Messaufnehmer 16 sind derart angeordnet, dass sie mit
der inneren Oberfläche
der Wand 11 des Transformators 12 zusammenfallen, obwohl
dies nicht entscheidend ist.
-
Wie
in 2 deutlicher dargestellt ist, ist der Ultraschallmessaufnehmer 16 ein
Keramik/Polymerverbundstoff mit einer 1-3-Geometrie, das heißt die Keramik
ist in einer Richtung ausgerichtet, während das Polymer drei Richtungen
aufweist. Die Keramik innerhalb des Messaufnehmers 16 ist
Bleizirkonattitanat (PZT), andere geeignete piezoelektrische keramische
Materialien können
jedoch verwendet werden. Das Polymer in dem Verbundstoff ist ein
heiß härtendes
Epoxydharz. Während
der Herstellung wird der Ultraschallmessaufnehmer 16 in
einem Epoxydgehäuse 29 verkapselt.
Sobald das Gehäuse 29 in
dem Messaufnehmerkopf 10 installiert ist, wird es mit ei nem
Befestigungsbolzen 31 an einer Leitungsdurchführungsplatte 32 angebracht.
Das Gehäuse 29 weist
eine erste Fläche 33 und
eine zweite Fläche 34 auf.
-
Innerhalb
des Gehäuses 29 ist
eine Epoxydanpassungsschicht 35, welche sich von der ersten Fläche 33 nach
außen
erstreckt. Die Anpassungsschicht 35 ist für Mineralöl 13 undurchlässig und weist
einen niedrigen akustischen Widerstand in Mineralöl für Ultraschallimpulse
auf, wodurch eine Detektion mit geringer Reflektion eines Ultraschallimpulses
von einer Teilentladung möglich
ist. Die Dicke der Anpassungsschicht 35 beträgt ein Viertel
der Wellenlänge
der Messaufnehmerdickenresonanzfrequenz. Von der zweiten Fläche 34 erstreckt
sich nach außen eine
Rückplatte 36,
welche aus mit Wolframpartikeln angereichertem Epoxydharz ausgebildet
ist, welches im Wesentlichen undurchlässig für Ultraschallimpulse ist. Die
Wolframanreicherung des Epoxyds in der Rückplatte 36 dient
zum Sicherstellen, dass keine Reflektion von Ultraschallsignalen
von der Leitungsdurchführungsplatte 32 von
dem Ultraschallmessaufnehmer 16 detektiert wird und hilft
außerdem,
zu verhindern, dass Ultraschallimpulse, welche sich in der Wand 11 des
Transformators 12 fortpflanzen, zu dem Ultraschallmessaufnehmer 16 übertragen
werden.
-
Jede
Seite des Ultraschallmessaufnehmers 16 weist eine Elektrode 37 für das Sammeln
einer Ladung auf. Jede Elektrode 37 umfasst eine Schicht aus
mit Silber angereichertem Epoxydklebstoff, in welche eine dünne Messingdrahtgeflechtlage
eingedrückt
wurde.
-
Elektrisches
Verbinden einer jeden Elektrode 37 erfolgt durch verzinkten
Kupferdraht 38 und lackierten Kupferdraht 39.
Obwohl nicht dargestellt, kann eine Abstimminduktivität zwischen
den Kupferdrähten
elektrisch angeschlossen werden.
-
Der
Ultraschallmessaufnehmer 16 ist koaxial innerhalb der ringförmigen Platte 15 derart
angeordnet, dass das Mineralöl 13 die
Platte 15 und alles außer
einer Fläche
des Gehäuses 29 umgibt.
Die ringförmige
Platte 15 kann eine Kapazität bezüglich Masse zwischen 20 und
250 pF aufweisen und ist aus Messing gefertigt.
-
Die
Leitungsdurchführungsplatte 32,
welche durch Flansche 9 in Position gehalten wird, besteht aus
einer aus Epoxyd geformten Platte mit eingesetzten Messinggewindeverbindern.
Zwei eingesetzte Verbinder in der Leitungsdurchführungsplatte 32 können als
elektrische Verbindung durch die Platte 32 von dem Kupferdraht 39,
welcher sich von dem Ultraschallmessaufnehmer 16 erstreckt,
zu koaxialen Kabeln, welche sich zu dem Ultraschallmessaufnehmerschaltkreis 40 erstrecken,
verwendet werden. Zwei oder drei einstellbare eingesetzt Messinggewindeverbinder 15a werden
verwendet, um die ringförmige
Platte 15 zu halten und um außerdem eine elektrische Verbindung
für die
elektrischen Signale, welche von der Platte 15 empfangen
werden, durch die Platte 32 zu dem Hochfrequenzsignalprozessor 21 zu
leiten, bereitzustellen (siehe 3).
-
Die
elektronische Schaltung des Ultraschallsignalprozessors 40 und
der Hochfrequenzsignalprozessor 21 sind in einem kleinen
Metallgehäuse 17 innerhalb
des Gehäuses 14,
welches an der äußeren Wand
des Transformators 12 angebracht ist, untergebracht. Eine
elektromagnetische Rauschabschirmung 18 umgibt außerdem die
Platte 32. Energie für die
Prozessoren 21, 40 wird von einer (nicht dargestellten)
Energieversorgung bereitgestellt, welche Energie durch ein Kabel 19,
welches in das Gehäuse 14 eindringt,
liefert.
-
Wie
in 4 dargestellt, umfasst der Ultraschalldetektorsignalprozessor 40,
welcher die Signale von dem Ultraschallmessaufnehmer 16 empfängt und
sie zu dem Analysemittel 50 weiterleitet, in Folge einen
Vorverstärker 41,
einen Präzisionsgleichrichter 42,
ein 125 kHz Hochpassfilter 43, ein 1 kHz Tiefpassfilter 44,
eine Verstärker
und einen Puffer 45 mit einem analogen Ausgang 46.
-
Der
Hochfrequenzsignalprozessor 21 umfasst in Folge einen 1-70 MHz Vorverstärker 22,
einen Präzisionsgleichrichter 23,
ein 1 MHz Tiefpassfilter 24, einen Hochgeschwindigkeitsvergleicher 25 und
einen Monoshot 26 mit einem digitalen Ausgang 27.
-
Die
verstärkten
elektrische Signale von dem Hochfrequenzausgang 27 und
dem Ultraschallausgang 46 des Messaufnehmerkopfs 10 werden über koaxial
geschirmte Kabel zu dem Analysemittel 50 übertragen.
-
Das
Analysemittel 50 umfasst einen Mikroprozessor 51,
welcher die ankommenden Signale unter der Steuerung einer geeigneten
Softwareanleitung verarbeitet.
-
Entweder
bei der Installation oder nach der Installation wird die Software
des Mikroprozessors 51 kalibriert. Diese Kalibrierung enthält ein Einstellen
eines Wertes, welcher der vorgegebene Zeitraum sein wird, welcher
der Zeit der Detektion eines Ultraschallimpulses vorangeht. Der
vorgegebene Zeitraum würde
normalerweise größer gesetzt
werden als die maximal mögliche
Verzögerungszeit,
welche zwischen einem detektierten Hochfrequenzimpuls und einem
detektierten Ultraschallimpuls existieren kann, welche durch die
Abmessungen des Transformators 12, in welchem die Vorrichtung
installiert ist, gegeben ist. Im Normalfall wird der vorgegebene
Zeitraum in dem dar gestellten Mikroprozessor 51 auf ungefähr 4 ms
gesetzt werden.
-
Zur
Zeit der Kalibrierung ist es auch normal, den bestimmten Zeitraum
einzustellen, aus dem der Mikroprozessor 51 alle Streubreiten
von Verzögerungszeitwerten,
welche zwischen detektierten Hochfrequenz- und Ultraschallimpulsen
gemessen wurden, auswählen
und überlagern
wird. Im Normalfall und zum Zwecke der folgenden Beschreibung ist der
bestimmte Zeitraum auf die vorhergehenden 2 Sekunden gesetzt.
-
Zur
Zeit des Kalibrierens ist es auch normal, die Empfindlichkeit der
Vorrichtung einzustellen. Zum Beispiel kann der Mikroprozessor 51 eingestellt
sein, Signale zu ignorieren, welche von dem Ultraschallmessaufnehmer 16 und/oder
dem Hochfrequenzdetektor 15 übertragen wurden, die unterhalb
einer bestimmten Amplitude und/oder Wiederholfrequenz sind. Während des
Kalibrierens kann ferner die vorher festgelegte Amplitudeneinstellung
vorgegeben werden, welche die Klasse eines Alarms festlegt, der von
dem Mikroprozessor 51 erhoben wird.
-
Im
Betrieb bestimmt der Mikroprozessor 51 nach Empfang eines
Signals von dem Schaltkreis 40, welches einem Ultraschallimpuls
entspricht, innerhalb des vorgegebenen Zeitraums von 4 ms die Verzögerungszeit
zwischen der Detektion eines beliebigen detektierten Hochfrequenzimpulses
und der Detektion eines Ultraschallimpulses und erzeugt eine Streubreite
von Zählwerten
von Verzögerungszeitwerten über den
4 ms Zeitraum. Diese Streubreite der Verzögerungszeitwerte wird dann
von dem Mikroprozessor 51 mit anderen festgestellten Streubreiten
von Verzögerungszeitwerten,
welche in den vorhergehenden 2 Sekunden erzeugt wurden, überlagert.
Die Überlagerung
der mehreren Streubreiten wird verwendet, um ein Histogramm wie
in 6 dargestellt auszubilden. Da sich der Verzögerungszeitwert, wie
in 5 dargestellt, für eine bestimmte Teilentladungsstelle
nicht verändert,
entwickelt sich in dem Histogramm eine Spitze, welche diesen Verzögerungszeitwert
von anderen Zeitverzögerungswerten,
die ein Ergebnis eines asynchronen elektrischen Rauschens innerhalb
des Transformators sind, unterscheidet. Obwohl nicht dargestellt,
kann vorausgesehen werden, dass zwei Spitzen in dem Histogramm erzeugt
werden würden,
wenn zwei Orte mit Teilentladungen innerhalb des Transformators
vorhanden sind, solange der Abstand zwischen jedem Ort und dem Messaufnehmerkopf
unterschiedlich ist.
-
Sobald
der Mikroprozessor 51 festgestellt hat, dass eine Verzögerungszeit
zwischen einem detektierten Hochfrequenz- und Ultraschallimpuls
in dem Transformator vorliegt, können
die Eigenschaften des detektierten Ultraschallimpulses mit vorhereingestellten
Einstellungen verglichen werden. Wie in 7 dargestellt,
wenn die Amplitude und/oder die Wiederholfrequenz eines Ultraschallimpulses
größer als
eine vorher eingestellte Einstellung ist, welche betrachtet wird,
einen hohen Ultraschallpegel darzustellen, kann der Mikroprozessor
einen Klasse 1-Alarmtyp betätigen.
Wenn die Ultraschallamplitude und/oder Wiederholfrequenz keinen
hohen Pegel aufweist, kann der Mikroprozessor 52 einen
Klasse 2-Alarmtyp betätigen.
-
Wie
außerdem
in 6 dargestellt, kann der Mikroprozessor 51 ausgestaltet
sein, sogar noch in den Umständen,
in denen keine Spitze von Verzögerungszeitwerten
festgestellt wurde, einen Alarm zu betätigen. Beispielsweise können einfach
aufgrund einer Detektion von hohen oder mittleren Pegeln von Ultraschallimpulsen
unterschiedliche Alarmtypen betätigt
werden.
-
Dadurch,
dass der Mikroprozessor 51 geeignet ist, unterschiedliche
Alarmklassen zu betätigen, kann
er nicht nur als eine Anzeigeeinrichtung für das Vorhandensein eines Fehlers
in der Transformatorisolation verwendet werden, sondern auch als
einen Anzeigeeinrichtung für
die Ernsthaftigkeit des Fehlers und der Häufigkeit der Beeinträchtigung
des Transformators. Beispielsweise kann eine Betätigung eines Klasse 4-Alarmtyps nicht als
erheblicher Grund zur Besorgnis betrachtet werden, aber kann zumindest
gewährleisten,
dass dieser Transformator in Zukunft genauer überwacht wird. Es kann außerdem bedeuten,
dass der Transformator früher
als erwartet einer routinemäßigen Wartung
unterzogen werden sollte. Demgegenüber kann ein Klasse 1-Alarmtyp als
erheblicher Grund zur Besorgnis betrachtet werden und sofortiges
oder relativ schnelles Abschalten des Transformators begründen, um
ein geeignetes Testen vor Ort zu ermöglichen.
-
Es
wird erwartet, dass in dem Fall, in dem ein Fehler allmählich in
der Isolation eines Transformators auftritt, mindestens ein Klasse
2-Alarmtyp und möglicherweise
ein Klasse 3- oder
Klasse 4-Alarmtyp vor der Betätigung
eines Klasse 1-Alarmtyps
betätigt wird.
Beispielsweise stellt ein Überwachen
der Häufigkeit
der Betätigung
eines der Alarmtypen aus Klasse 4 bis 1 außerdem ein Anzeichen dafür bereit,
wie schnell die Ernsthaftigkeit des Fehlers in der Isolation des
Transformators ansteigt.
-
In
der dargestellten Ausführungsform
umfasst der Alarm, der von dem Mikroprozessor 51 betätigt wird,
eine Nachricht auf einem Computermonitor 52, die die Klasse
des Alarms, welcher von dem Mikroprozessor 51 betätigt wurde,
anzeigt. Ein entsprechender akustischer Alarm kann außerdem betätigt werden.
-
Das
Analysemittel 50 kann mit einer zentralen Steuerung 60,
wie zum Beispiel einer Monitoranzeige eines PCs und einer Datenaufzeichnungsvorrichtung,
vernetzt sein. Die Monitoranzeige des PCs und die Datenaufzeichnungsvorrichtung
können dicht
oder weit entfernt von dem Transformator 12, welcher überwacht
wird, angeordnet sein. Zum Beispiel können das Analysemittel 50 und
eine PC-Monitoranzeige und eine Datenaufzeichnungsvorrichtung 60 über ein
Telekommunikationsnetz, wie zum Beispiel ein Telefonnetz, vernetzt
sein. Es ist vorstellbar, dass in einem System ein Analysemittel 50 durchgängig in
Verbindung mit der PC-Monitoranzeige und der Datenaufzeichnungsvorrichtung 60 ist.
In einer anderen Ausführungsform
kann ein Modem, welches mit dem Analysemittel 50 verbunden
ist, geeignet sein, ein Modem in der PC-Monitoranzeige und der Datenaufzeichnungsvorrichtung 60 anzuwählen oder
umgekehrt und einen Datentransfer soweit erforderlich zu ermöglichen.
Das Anwählen
des Modems kann, wie von der Überwachungsorganisation
als notwendig betrachtet, periodisch durchgeführt werden. Während das
Analysemittel 50 Daten zu der PC-Monitoranzeige und der
Datenaufzeichnungsvorrichtung 60 herunterlädt, wird
erwartet, dass die PC-Monitoranzeige und die Datenaufzeichnungsvorrichtung 60 Anweisungen
für das
Analysemittel 50 zur Verfügung stellen können. Derartige
Anweisungen können
verwendet werden, um online Einstellungen an den Einstellungen der
Softwareanleitungen, die auf dem Mikroprozessor 51 laufen,
zu ermöglichen.
-
Obwohl
die PC-Monitoranzeige und die Datenaufzeichnungsvorrichtung 60 vernetzt
dargestellt sind, um nur ein Analysemittel 50 einzustellen,
ist verständlich,
dass sie mit mehreren Analysemitteln 50, die an verschiedenen
Transformatoren an vielen verschiedenen Orten angebracht sind, vernetzt
sein können.
Dies ermöglicht
zum Beispiel einer Energieübertragungsbehörde die
Funktion der Transformatoren in ihrem Netz zu überwachen, ohne dass es nötig ist,
dass Wartungspersonal an dem Ort eines jeden Transformators anwesend
ist. Dies ist attraktiv für entfernt
gelegene Orte in ländlichen
Gegenden.
-
Es
ist selbstverständlich,
dass Fachleute verschiedene Abweichungen oder Veränderungen der
Erfindung, wie sie in speziellen Ausführungsformen gezeigt ist, ersinnen
können,
ohne von dem Umfang der Erfindung, wie er durch die folgenden Ansprüche definiert
ist, abzuweichen. Die vorliegenden Ausführungsformen sind daher in
jeder Hinsicht als veranschaulichend und nicht beschränkend zu
betrachten.