DE69026186T2 - Verfahren zur Feststellung von Teilentladungen in der Isolation eines elektrischen Starkstromkabels - Google Patents

Verfahren zur Feststellung von Teilentladungen in der Isolation eines elektrischen Starkstromkabels

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Description

    GEBIET DER ERFINDUNG
  • Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zum Feststellen von Teilentladungen in einer Isolation eines elektrischen Starkstromkabels, um die Zerstörung der Isolation zu diagnostizieren.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Ein elektrisches Starkstromkabelsystem weist eine Vielzahl elektrischer Starkstromkabel auf, die, um Starkstromkabelleitungen zu bilden, durch normale Verbindungen, isolierende Verbindungen usw. verbunden sind, wobei die Starkstromkabelleitungen durch Anschlußverbindungen an beiden Enden mit Hochspannungsleitern verbunden sind. Jedes der Starkstromkabel weist zum Beispiel einen elektrischen Leiter, eine innere halbleitende Schicht, die um den elektrischen Leiter vorgesehen ist, eine Isolation, die um die halbleitende Schicht vorgesehen ist, um den elektrischen Leiter zu isolieren, eine äußere halbleitende Schicht, die um die Isolation vorgesehen ist, eine metallische Hülle, die um die äußere halbleitende Schicht vorgesehen ist, und eine Antikorrosionsschicht aus Polyvinylchlorid, die um die metallische Schicht vorgesehen ist, auf. Bei diesem Starkstromkabelsystem ist die metallische Hülle typischerweise an den normalen Verbindungen, den Anschlußverbindungen usw. mit der Erde durch Drahtleitungen verbunden.
  • Beim Feststellen von Teilentladungen in der Isolation des Starkstromkabels wird eine Hochspannung, die dem Starkstromkabelsystem aufgegeben wird, abgeschaltet, um deren Betrieb zu beenden, und eine Erfassungsimpedanz wird in eine ausgewählte der Drahtleitungen eingesetzt, die die metallischen Hüllen mit der Erde verbinden. Weiterhin wird eine Vorrichtung zum Feststellen von Teilentladungen mit beiden Anschlüssen der Erfassungsimpedanz verbunden. Dann wird eine vorbestimmte Hochspannung auf den elektrischen Leiter des Starkstromkabels aufgegeben, so daß die Teilentladung an zerstörten oder schadhaften Abschnitten der Isolation auftritt, wodurch ein Hochfrequenzpuls darin erzeugt wird. Dieser Hochfrequenzpuls induziert einen Hochfrequenzstrom, der durch die Drahtleitung fließt, so daß eine elektrische Potentialdifferenz über beide Anschlüsse der Erfassungsimpedanz erzeugt wird. Die elektrische Potentialdifferenz wird in der Feststellungsvorrichtung für Teilentladungen erfaßt, um die Zerstörung der Isolation zu diagnostizieren.
  • Bei dem anderen Verfahren zum Feststellen der Teilentladung in der Isolation des Starkstromkabels wird die Erfassungsimpedanz zwischen einen Kopplungskondensator, der mit dem Hochspannungsleiter, verschaltet über die Anschlußverbindung mit dem elektrischen Leiter des Starkstromkabels, verbunden ist, und der Erde eingesetzt, und die Vorrichtung zum Feststellen der Teilentladung ist mit den beiden Anschlüssen der Erfassungsimpedanz verbunden. Die Teilentladung wird in derselben Weise erfaßt, wie es bei dem ersteren Verfahren beschrieben ist.
  • Jedoch hat das herkömmliche Verfahren zum Feststellen von Teilentladungen in einer Isolation eines elektrischen Starkstromkabels einen ersten Nachteil dahingehend, daß die Zuverlässigkeit des elektrischen Starkstromkabelsystems abgesenkt wird, da der ausgewählte Zuleitungsdraht entfernt wird, um die Erfassungsimpedanz zwischen der metallischen Hülle und der Erde einzufügen, und ein ursprünglicher Zustand wiederhergestellt wird, nachdem die Erfassungsprozedur für die Teilentladung vorbei ist. Weiterhin werden zweite und dritte Nachteile dahingehend beobachtet, daß die Arbeit des Starkstromkabelsystems unterbrochen wird, wie zuvor beschrieben, und daß die Erfassungsoperation schwierig ist, da das Einsetzen des Kopplungskondensators unvermeidbar ist. Zusätzlich gibt es einen vierten Nachteil dahingehend, daß der Hochfrequenzpuls gedämpft wird, der bei dem letzteren Verfahren zu dem Kopplungskondensator fortgepflanzt wird, und der Kopplungskondensator einer Hochspannung widerstehen muß. Noch zusätzlich werden fünfte bis siebte Nachteile dahingehend gefunden, daß eine hohe Erfassungsansprechbarkeit des Hochfrequenzpulses nicht erhalten wird, da das Starkstromkabel dem äußeren Rauschen ausgesetzt ist und eine Gesamtkapazität des Starkstromkabels groß ist, dahingehend, daß ein S/N-Verhältnis verringert wird, wobei eine Meßfrequenz mit einer Frequenz übereinstimmt, bei der ein Rauschpegel hoch ist, und daß eine Kalibrierung der Vorrichtung zum Feststellen der Teilentladung im Betrieb schwierig wird, wenn die Teilentladung an den normalen Vverbindungen, den isolierenden Verbindungen, der Kabelisolation usw. erfaßt wird, die von den Anschlußverbindungen entfernt liegen, da ein Kalibrierpuls auf den Hochspannungsleiter aufgegeben wird, der mit dem elektrischen Leiter des Starkstromkabels verbunden ist.
  • Das Dokument EP-A 0 182 488 betrifft ein Verfahren zum Femmessen des Installationszustandes eines Kommunikationskabels, das unter der Erde vergraben ist. Genauer werden Druck, Temperatur und Feuchtigkeit in einem Kabel und einem Kabelverbindungsgehäuse erfaßt. Ein Kondensator und eine Spule, die eine Resonanzschaltung bilden, werden als ein Sensor benutzt. Information von der Resonanzschaltung, die in dem Kabelverbindungsgehäuse angeordnet ist, wird von einer Sende- und Empfangsvorrichtung fernerfaßt.
  • Bei dem Dokument JP-A 62-011177 wird ein Kalibrierpuls über einen Hochspannungsleiter und eine Kabelumhüllung für die Kalibrierung eingegeben. Im allgemeinen kann ein Kalibrierpulsgenerator einer Hochspannung nicht standhalten, so daß die Ansprechbarkeit nicht in einem aktuellen Status kalibriert wird.
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Kalibrieren eines Teilladungspulses mit einem geringen Pegel zur Verfügung zu stellen.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die Figuren 1A bis 1C sind erläuternde Schaubilder, die herkömmliche Verfahren zum Erfassen von Teilentladungen in einer Isolierung einer elektrischen Vorrichtung zeigen,
  • Figuren 2A und 2B sind ein erläuterndes Schaubild und eine äquivalente Schaltung für die Kalibrieroperation bei einem herkömmlichen Verfahren zum Feststellen der Teilentladung in einer Isolierung einer elektrischen Vorrichtung,
  • Figuren 3A bis 3C sind ein Frequenzspektrum des Rauschens, das von einem elektrischen Starkstromkabel erhalten worden ist,
  • Figuren 4 bis 7 zeigen Verfahren zum Feststellen der Teilentladung in einer Isolierung eines elektrischen Starkstromkabels in ersten bis vierten bevorzugten Ausführungsformen gemäß der Erfindung,
  • Figuren 8 und 9 sind eine erläuternde Ansicht und ein Schaltdiagramm zum Durchführen der Kalibrieroperation bei einem Verfahren zum Feststellen von Teilentladungen in einer Isolation eines elektrischen Starkstromkabels,
  • Figuren 10A und 10B sind äquivalente Schaltungen zum Erläutern der Kalibrieroperation bei der Erfindung und dem Stand der Technik,
  • Figuren 11 bis 13 sind eine erläuternde Ansicht, ein Schaltdiagramm und eine aquivalente Schaltung für die Kalibrieroperation bei einem Verfahren zum Feststellen von Teilentladungen in einer Isolierung einer elektrischen Vorrichtung in einer sechsten bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung.
  • GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Bevor ein Verfahren zum Feststellen von Teilentladungen einer Isolation einer elektrischen Starkstromvorrichtung in einer bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung erläutert wird, werden die zuvor erwähnten herkömmlichen Verfahren zum Feststellen von Teilentladungen erklärt werden.
  • Die Figuren 1A bis 1C zeigen eine elektrische Starkstromkabelleitung, auf die die herkömmlichen Verfahren zum Feststellen von Teilentladungen in einer Isolierung eines Starkstromkabels, das Starkstromkabel 1, die miteinander über eine normale Verbindung 2 verbunden sind und bei denen jede mit einem Hochspannungsleiter 4 über eine Anschlußverbindung 3 verbunden ist, angewendet werden. Metallische Hüllen (nicht gezeigt) der Starkstromkabel 1 sind an den normalen Verbindungen 2 und den Anschlußverbindungen 3 mit der Erde über Zuleitungsdrähte 5 bzw. 6 verbunden.
  • In Figur 1A ist eine Erfassungsimpedanz 9 zwischen die metallische Hülle und die Erde durch Verwendung des Zuleitungsdrahtes 6, der mit der Anschlußverbindung 3 verbunden ist, eingefügt, und eine Vorrichtung 10 zum Feststellen von Teilentladungen ist mit beiden Anschlüssen der Erfassungsimpedanz 9 verbunden. Zusätzlich ist ein Kopplungskondensator 8 zwischen den Hochspannungsleiter 4 und die Erde geschaltet, so daß eine geschlossene Schaltung für die Erfassung der Teilentladung zur Verfügung gestellt ist.
  • In Figur 1B ist ein Kopplungskondensator 8 vorgesehen, der an einer Elektrode mit dem Hochspannungsleiter 4 verbunden ist und an der anderen Elektrode mit der Erfassungsimpedanz 9, und eine Drosselspule 7 ist vorgesehen, um einen Hochfrequenzpuls zu sperren, der da hindurch laufen soll, und um zu ermöglichen, daß der Hochfrequenzpuls durch den Kopplungskondensator 8 geleitet wird. Selbstverständlich ist die Feststellungsvorrichtung 10 für Teilentladungen mit den beiden Anschlüssen der Erfassungsimpedanz verbunden.
  • In Figur 1C ist die Erfassungsimpedanz 9 zwischen die metallische Hülle und die Erde durch Verwendung des Zuleitungsdrahtes 5 eingesetzt, der mit der normalen Verbindung 2 verbunden ist, und sie ist an den beiden Anschlüssen mit der Feststellungsvorrichtung 10 für Teilentladungen verbunden.
  • Im Betrieb wird eine vorbestimmte Hochspannung auf den Hochspannungsleiter 4 aufgegeben. Wenn Teilentladung in der Isolation des Starkstromkabels 1 auftritt, insbesondere an den normalen und Anschlußverbindungen 5 und 3, wird ein Hochfrequenzpuls zwischen dem elektrischen Leiter und der metallischen Hülle induziert, so daß eine elektrische Potentialdifferenz über die beiden Anschlüsse der Erfassungsimpedanz 9 erzeugt wird, entsprechend dem Fließen eines Hochfrequenzstromes durch die Erfassungsimpedanz 5 von der metallischen Hülle zur Erde. Die elektrische Potentialdifferenz wird von der Vorrichtung 10 erfaßt, so daß die Zerstörung der Isolation in der Vorrichtung 10 diagnostiziert wird.
  • Als nächstes wird die Kalibrierung der Feststellungsvorrichtung 10 für Teilentladungen in Figur 2A erläutert werden, in der gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind, wie sie in Figur 1C verwendet sind, mit der Ausnahme, daß ein Kalibriersignalgenerator 11 mit dem Hochspannungsleiter 4 und der metallischen Hülle der Anschlußverbindung 3 verbunden ist und ein Kopplungskondensator 8 einer Kapazität CK zwischen den Hochspannungsleiter 4 und die Erde geschaltet ist.
  • Figur 2B zeigt eine Äquivalentschaltung, die dem Aufbau der Figur 2A entspricht. In Figur 2B liefert der Kalibriersignalgenerator 11 einen Hochfrequenzpuls mit einer Spannung VQ duch einen Kondensator einer Kapazität CQ über den Leiter 12 und die metallische Hülle 14 des Starkstromkabels 1, zwischen denen ein Kondensator 13 einer Kapazität CC gebildet wird. Somit wird der Hochfrequenzpuls, der durch den Kondensator 13 fließt, teilweise in die Erfassungsimpedanz 9 verschoben, so daß eine elektrische Potentialdifferenz über beide Anschlüsse der Erfassungsimpedanz 9 erzeugt wird. Dann wird die Ansprechbarkeitskalibrierung der Erfassungsvorrichtung 10 für Teilentladungen durchgeführt.
  • Hier, wenn es angenommen wird, daß es eine offensichtliche Ladung der Entladung, die durch den Kondensator 3 hinausgetragen wird, von Q gibt und eine elektrische Potentialdifferenz über den Kondensator 13 V&sub1; ist, wird die Gleichung (1) erhalten
  • Q = VQ CQ = V&sub1; CC ... (1)
  • Aus der Gleichung (1) wird die Gleichung (2) erhalten.
  • V&sub1; = CQ/CC VQ ... (2)
  • In einem tatsächlichen Starkstromkabelsystem beträgt die Länge einer Starkstromleitung beispielsweise einige km, so daß die Kapazität CC viel größer ist als die Kapazität CQ (CC > CQ). Folglich wird die Spannung V&sub1; sehr klein, so daß die Kalibrierung der Feststellungsvorrichtung 10 für Teilentladungen im Betrieb schwierig durchzuführen ist. Mit anderen Worten wird der Hochfrequenzpuls VQ gedämpft, wenn er die normale Verbindung 2 erreicht, an der die Erfassungsvorrichtung 10 für Teilentladungen angeordnet ist, die über die Erfassungsimpedanz 9 zu schalten ist.
  • Bei der Erläuterung der Verfahren zum Feststellen von Teilentladungen in der Isolierung des Starkstromkabelsystems wird schließlich die Frequenzabhängigkeit des Rauschens, die von den Erfindern bestätigt worden ist, erläutert werden.
  • Bei der Erfassung der Frequenzabhängigkeit des Rauschens wird das Verfahren, wie es in Figur 1B gezeigt ist, verwendet, wobei eine Länge der Starkstromkabel 1 10 km beträgt und die Feststellungsvorrichtung 10 für Teilentladungen ein Signalintensitätsdetektor vom Frequenzüberstreichungstyp ist.
  • Die Figuren 3A bis 3C zeigen ein Frequenzspektrum des Rauschens, das von der Vorrichtung 10 empfangen wird, wobei keine Spannung auf die Leiter der Starkstromkabel 1 aufgegeben wird. Wie es deutlich veranschaulicht ist, zeigt die Figur 3A das Frequenzspektrum in dem Bereich bis zu 10 MHz, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es einen hohen Rauschpegel in der Umgebung von 4 MHz hat, und die Figuren 3B und 3C zeigen vergrößerte Frequenzspektren, die jeweils Bereiche von 3 bis 5 MHz und 3,8 bis 4,2 MHz überdecken. Wie gezeigt, insbesondere in Figur 3C, hat das Rauschen einen hohen Pegel bei 3,82 MHz und 3,92 bis 3,95 MHz und einen geringen bei 3,88 MHz und 4,0 bis 4,14 MHz. Es sollte angemerkt werden, daß der Rauschpegel bei 3,88 MHz um ungefähr 35 dB geringer ist als bei 3,82 MHz.
  • Die Erfinder haben bestatigt, daß Teilentladung, die in einer Isolation eines elektrischen Starkstromkabels auftritt, auch ein Frequenzspektrum hat, das ähnlich demjenigen ist, wie es oben beschrieben ist, weil:
  • (1) eine Schaltungsstruktur eines elektrischen Starkstromkabelsystems kompliziert ist, weil es eine Anzahl von induktiven und kapazitiven Komponenten hat, durch die Resonanz und Antiresonanz bei verschiedenen Frequenzen erzeugt werden, so daß eine Amplitude eines Signals in komplizierter Weise abhängig von einer Frequenz des Signals variiert wird; und
  • (2) ein Hochfrequenzpuls reflektiert wird, so daß er entlang einer elektrischen Starkstromkabelleitung entsprechend der Fehlanpassung der Impedanz vorwärts und rückwärts läuft, wodurch eine stehende Welle erzeugt wird, so daß eine hohe Erfassungsansprechbarkeit erhalten wird, wenn ein Spitzenpunkt der stehenden Welle an einem Erfassungsort liegt, während eine niedrige Erfassungsansprechbarkeit erhalten wird, wenn ein Knotenpunkt der stehenden Welle an dem Erfassungsort liegt.
  • Nun wird ein Verfahren zum Feststellen von Teilentladungen in einer Isolierung eines elektrischen Starkstromkabels in einer ersten bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung erläutert werden.
  • In Figur 4 weist ein elektrisches Starkstromkabel 1 einen elektrischen Leiter 91 aus Kupfer, eine innere haibleitende Schicht 92, die leitenden Kohlenstoff einschließt, eine Isolation 93 aus vernetztem Polyethylen, eine äußere halbleitende Schicht 94, die leitenden Kohlenstoff einschließt, und eine metallische Hülle 95 aus Aluminium auf. In dem Starkstromkabel 1 ist die metallische Hülle 95 teilweise entfernt, wie es durch die Bezugsziffern 97 angegeben ist, wodurch eine isolierte metallische Hülle 96 gegeben ist, die als eine Erfassungselektrode arbeitet. Im Ergebnis wird ein Erfassungskondensator durch die isolierte Hülle 96 und den Leiter 91 gebildet, die die Isolation 93 zwischen sich einschließen. Die Erfassungsimpedanz 9 ist an einem Anschluß mit der isolierten Hülle 96 und an dem anderen Anschluß der metallischen Hülle 95 durch den Überbrückungsdraht 98 verbunden, und die Feststellungsvorrichtung 10 für Teilentladungen ist mit den beiden Anschlüssen der Erfassungsimpedanz 9 verbunden.
  • Für den Betrieb wird angenommen, daß Teilentladung in der Isolation 93 zwischen der isolierten Hülle 96 und einem entsprechenden Bereich des Leiters 91 auftritt. Somit fließt ein Teilentladungssignal, welches ein Hochfrequenzsignal ist, durch die Erfassungsimpedanz 9, so daß das Hochfrequenzsignal in der Feststellungsvorrichtung 10 für Teilentladungen gemäß einer Spannung, die über der Erfassungsimpedanz 9 erzeugt wird, erfaßt wird.
  • Figur 5 zeigt ein Verfahren zum Feststellen von Teilentladungen in einer Isolierung eines elektrischen Starkstromkabels in einer zweiten bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung, bei der gleiche Teile durch gleiche Bezugsziffern angegeben sind, wie sie in Figur 5 benutzt sind, mit der Ausnahme, daß die beiden Erfassungsimpedanzen 9a und 9b an den von der Hülle befreiten Abschnitten 9a und 9b vorgesehen sind, die über die Hülle 95 und die isolierte Hülle 96 jeweils verbunden werden sollen, und die beiden Feststellungsvorrichtungen 10a und 10b für Teilentladungen vorgesehen sind, um Spannungen zu empfangen, die über die Erfassungsimpedanzen 9a bzw. 9b erzeugt werden.
  • Bei der zweiten bevorzugten Ausführungsform kann Teilentladung genau erfaßt werden, selbst wenn die beiden von der Hülle befreiten Abschnitte 97 relativ entfernt voneinander sind, was zu einer langen isolierten Hülle 96 führt, da ein Teilentladungssignal von einer der Feststellungsvorrichtungen 10a und 10b für Teilentladungen empfangen wird, bevor das Teilentladungssignal gedämpft wird.
  • Figur 6 zeigt ein Verfahren zum Feststellen von Teilentladungen in einer Isolierung eines elektrischen Starkstromkabels in einer dritten bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung, wobei gleiche Teile durch gleiche Bezugsziffern bezeichnet sind, wie sie in Figur 4 benutzt worden sind, mit der Ausnahme, daß die Erfassungsimpedanz 9 und die Feststellungsvorrichtung 10 für Teilentladungen über die metallische Hülle 95 verbunden sind, die an der Isolierverbindung 20 getrennt ist, welche eine Verbindungshülse 99 zum Verbinden der Leiter 91 und eine Hilfselektrode 100, die auf einer Hülle 101 aus Polyvinylchlorid vorgesehen ist, die die metallische Hülle 95 überdeckt, einschließt. An der Isolierverbindung 20 tritt es im allgemeinen auf, daß eine Hochspannung auf die metallische Hülle 95 aufgegeben wird, wenn ein Ereignis, so wie ein Erdungsfehler usw. in der Starkstromkabelleitung auftritt. Selbst wenn eine solche Hochspannung darauf erzeugt wird, wird ein hochspannungsunempfindlicher Kondensator zwischen der Hilfselektrode 100 und einer der getrennten Hüllen 95 gebildet, so daß die Teilentladung an der Isolierverbindung 20 erfaßt werden kann.
  • Figur 7 zeigt ein Verfahren zum Feststellen von Teilentladungen in einer Isolierung eines elektrischen Starkstromkabels, wobei gleiche Teile durch gleiche Bezugsziffern bezeichnet sind, wie sie in den Figuren 4 bis 6 verwendet worden sind, mit der Ausnahme, daß ein Funkenableiter 102 zwischen die metallische Hülle 95 in der Nähe des von der Hülle befreiten Abschnittes 98 und die Erfassungsimpedanz 9a geschaltet ist und ein Kopplungskondensator 103 zwischen die metallische Hülle 95 und die Erfassungsimpedanz 9b geschaltet ist. Der Funkenableiter 102 schützt die Erfassungsimpedanz 9a und die Feststellungsvorrichtung 10a für Teilentladungen vor einer Überspannung und bildet eine Kopplungskapazität in dem Feststellungssystem für Teilentladungen. Die abgetrennte metallische Hülle 95 arbeitet als eine Hilfselektrode.
  • Figur 8 zeigt ein Verfahren zum Feststellen von Teilentladungen in einer Isolation eines elektrischen Starkstromkabels, welches einen Kalibriersignalgenerator 11 aufweist, der mit den Anschlüssen 95B der metallischen Hüllenelemente 95A verbunden ist, die durch ein isolierendes Rohrelement 43 isoliert und mit metallischen Hüllen 95 von Starkstromkabeln 1 verbunden sind, zusammen mit einer Erfassungsimpedanz 9 und einer Feststellungsvorrichtung 10 für Teilentladungen, die mit der Erfassungsimpedanz 9 verbunden ist.
  • Figur 9 zeigt einen Schaltungsstruktur in der fünften bevorzugten Ausführungsform, bei der Leiter 91 der Starkstromkabel 1 durch eine Verbindungshülse 99 verbunden sind und Kondensatoren C&sub1; und C&sub2; zwischen den Leitern 91 und den metallischen Hüllen 95 gebildet sind, welche durch das isolierende Rohrelement 43 isoliert sind.
  • Figur 10A zeigt eine äquivalente Schaltung, die der Schaltungsstruktur bei der fünften Ausführungsform entspricht, wobei gleiche Teile durch gleiche Bezugsziffern, wie sie in Figur 9 benutzt worden sind, bezeichnet werden.
  • Bei dieser äquivalenten Schaltung wird angenommen, daß die Kapazitäten C&sub1; und C&sub2; einander gleich sind, wobei ein Wert Z der Erfassungsimpedanz 9 viel größer ist als eine Impedanz ZC1, die auf der Kapazität C&sub1; basiert (Z » ZC1 = 1/2πfC&sub1;), und die Kapazität C&sub1; ist viel größer als eine Kapazität CQ des Kalibriersignalgenerators 11 (C&sub1; » CQ).
  • Somit wird eine Spannung V&sub2;, die über beide Anschlüsse der Erfassungsimpedanz 9 aufgegeben wird, in der Gleichung (3) unten erhalten.
  • V&sub2; = 2CQ/C&sub1; VQ . . . . (3)
  • Hier sind CQ, C&sub1;, C&sub2; und VQ bekannt oder können erfaßt werden.
  • Wenn man die zuvor genannte Gleichung (2) und die vorliegende Gleichung (3) vergleicht, erhält man die Gleichung (4) unten.
  • V&sub2; = 2V&sub1; . . . . (4)
  • vorausgesetzt, daß angenommen wird, daß CC gleich C&sub1; ist.
  • Wie es aus der Gleichung (4) verstanden wird, kann ein Hochfrequenzpuls durch einen Pegel erfaßt werden, der im Vergleich zu dem herkömmlichen Verfahren zweimal so groß ist. Weiterhin kann die Dämpfung, verursacht durch die Fortpflanzung des Hochfrequenzpulses durch eine lange Starkstromkabelleitung, vernachlässigbar bleiben.
  • Wenn Teilentladung auf der Seite des Kondensators C&sub1; auftritt, wird die äquivalente Schaltung der Figur 10A in die der Figur 10B umgewandelt.
  • Bei der fünften bevorzugten Ausführungsform wird angenommen, daß C&sub1; gleich C&sub2; ist und Z viel größer ist als ZC1, wie es zuvor erläutert worden ist. Selbst wenn diese Bedingungen nicht erfüllt sind, kann jedoch die Kalibrierung korrekt realisiert werden, indem ein Korrekturterm entsprechend der fundamentalen Gleichung berechnet wird.
  • Figur 11 zeigt ein Verfahren zum Festellen von Teilentladungen in einer Isolierung eines elektrischen Starkstromkabels bei einer sechsten bevorzugten Ausführungsform, bei der gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern, wie sie in Figur 8 benutzt worden sind, bezeichnet werden, mit der Ausnahme, daß ein erstes Paar Erfassungselektroden 110 und ein zweites Paar Kalibrierelektroden 120 auf der Hülle 101 aus Polyvinylchlorid der isolierenden Verbindung 20 vorgesehen sind, wobei das isolierende Rohrelement 43 jeweils mit der Erfassungsimpedanz 9 und dem Kalibriersignalgenerator 11 verbunden ist.
  • Figur 12 zeigt eine Schaltungsstruktur in der sechsten bevorzugten Ausführungsform, die ähnlich der der Figur 9 ist.
  • Figur 13 zeigt eine äquivalente Schaltung entsprechend der Schaltungsstruktur der Figur 12, bei der gleiche Teile durch gleiche Bezugsziffern angegeben sind, wie sie in Figur 10A verwendet worden sind, mit der Ausnahme, daß Kondensatoren mit Kapazitäten Cd1 und Cd2, gebildet durch die Erfassungselektroden 110, und Kapazitäten Cp1 und Cp2 von Kondensatoren, die durch die Kalibrierelektroden 120 gebildet sind, zu der Schaltung hinzugefügt werden.
  • Hier sind die Kapazitäten Cp1 und Cp2 viel größer als die Kapazität CQ (Cp1 Cp2 » CQ), und die Erfassungsimpedanz Z ist viel größer als die Impedanzen Zcd1 und Zcd2 (Z » Zcd1 = 1/2πfCd1, Zcd2 = 1/2πfCd2), so daß die äquivalente Schaltung der Figur 13 in die Form der äquivalenten Schaltung der Figur 10B vereinfacht wird.
  • Praktisch beträgt die Kapazität CQ ungefähr 10 bis 50 pF, so daß die Erfassungselektroden 120 für den Kalibriersignalgenerator 11 in der Größe so bestimmt sind, daß sie einen Kapazitätswert von ungefähr 500 bis 1000 pF liefern, was somit zu der Beziehung (Cp1, Cp2 » CQ) führt. Dasselbe gilt für die Beziehung (Z » Zcd1, Zcd2)
  • Obwohl die Erfindung in bezug auf spezifische Ausführungsformen für die vollständige und deutliche Offenbarung beschrieben worden ist, sollen die angefügten Ansprüche nicht so beschränkt sein, sondern sollen so ausgelegt werden, daß sie alle Abänderungen und alternativen Aufbauten verkörpern, die von einem Fachmann erdacht werden können, die sicherlich in die hierin ausgeführte Basislehre fallen.

Claims (4)

1. Verfahren zum Feststellen von Teilentladungen in der Isolierung eines elektrischen Starkstromkabels, wobei das elektrische Starkstromkabel eine metallische Hülle als leitendes Element hat, gekennzeichnet durch die Schritte:
- Trennen von Abschnitten des leitenden Elements, auf denen ein Hochfrequenzpuls durch die Teilentladung induziert wird,
- Feststellen der Teilentladung durch Schalten einer Erfassungsimpedanz (9) zwischen die getrennten Abschnitte des leitenden Elements; wobei die Erfassungsimpedanz (9) mit einer Feststellungsvorrichtung (10) für Teilentladungen verbunden ist, in der die Teilentladung erfaßt wird, um eine Verschlechterung der Isolation zu diagnostizieren, und
- Schalten eines Kalibrierpulsgenerators parallel zu der Erfassungsimpedanz (9), um die Feststellungsvorrichtung (10) für Teilentladungen zu kalibrieren.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die getrennten Abschnitte des leitenden Elementes metallische Hüllen (95, 96) sind, die in einer Isolationsverbindung (20) des elektrischen Starkstromkabels (1) getrennt sind.
3. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein Paar Erfassungseleketroden, die auf einer Antikorrosionsschicht aus Kunststoff vorgesehen sind, welche die getrennten metallischen Hüllen (95, 96) überdeckt, und die mit der Erfassungsimpedanz (9) verbunden sind.
4. Verfahren nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch ein Paar Kalibrierelektroden, die auf der Antikorrosionsschicht aus Kunststoff so vorgesehen sind, daß sie benachbart dem Paar Erfassungselektroden liegen, und die mit dem Kalibrierpulsgenerator verbunden sind.
DE69026186T 1989-10-25 1990-01-31 Verfahren zur Feststellung von Teilentladungen in der Isolation eines elektrischen Starkstromkabels Expired - Fee Related DE69026186T2 (de)

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