DE8322316U1 - Meßvorrichtung zur Feststellung von Teilentladungen innerhalb metallgekapselter, druckgasisolierter Hochspannungsschaltanlagen - Google Patents
Meßvorrichtung zur Feststellung von Teilentladungen innerhalb metallgekapselter, druckgasisolierter HochspannungsschaltanlagenInfo
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Description
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SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Berlin und München VPA 8 3 P A O 5 7
Heftvorrichtung aur Feststellung von Teilentladungen
innerhalb metallgekapselter, druckgasisolierter Hoch-.flpannuna8aLch.altanl.agen.. _ „ .
Feststellung von Teilentladungen innerhalb metallgekapselter, druckgasisolierter Hochspannungsschaltanlagen «it Hilfe eines kapazitiven Spannungsteilers,
dessen Hochspannungskondensator von dem in der Kapselung isoliert abgestützten Innenleiter und einer isoliert
mit Abstand in einer öffnung der Kapselung angeordneten Elektrode und dessen Niederspanuungskondensator von
der Elektrode und dem Rand der öffnung in der Kapselung gebildet wird und der Über eine Heßleitung mit einem
Anzeige- und/oder Heßgerät verbunden ist.
Eine derartige Heftvorrichtung ist aus der DE-AS 23 56 bekannt. Bei der bekannten Heßvorrichtung ist der den
Innenleiter abstützende Isolator durch eine öffnung in der metallischen Kapselung nach außen geführt und
die Elektrode ist auf der äußeren Hantelfläche oder innerhalb des Isolators im Bereich der öffnung in der
Kapselung koaxial zum Innenleiter angeordnet. Als Anzeige· bzw. Meßgeräte für die Erfassung von Koronaentladungen,
für welche die bekannte Heßvorrichtung eingesetzt wird, sind Sprühentladungsdetektoren bzw. Oszillographen verwendet,
die zwischen eine äußere Anschlußleitung zur Elektrode und der Erdung der metallischen Kapselung
geschaltet sind. Da die zu messenden Koronaentladungen verhältnismäßig leistungsstark sind, ist die Tatsache,
daß die Kapazität des Hochspannungskondensator Cfl .gegenüber
der des Niederspannungskondensators Cn verhältnismäßig
klein ist, für die Messung nicht nachteilig.
D 3 Win /28.07.1983
• * ···t
- 2 - VPA 83 P 4057
Der Erfindung liegt dagegen die Aufgabe zugrunde,
mit Hilfe der Auskopplung durch einen kapazitiven Spannungsteiler örtlich begrenzte Teilentladungen zu messen,
wobei die Auekopplung der Teilentladungsimpulse eine
hohe Grenzfrequenz im Megaherzbereich aufweisen soll bei einem großen Teilerverhältnis CH/(CH + Cn), da die
Anstiegszeiten dieser Impulse sehr klein aind und man aber trotzdem eine getreue Impulewiedergabe erzielen
will.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Meßvorrichtung der eingangs beschriebenen Art gemäß der Erfindung so ausgebildet,
daß die Elektrode plattenförmig ausgebildet und bündig
in die öffnung der Kapselung eingesetzt ist, daß die Meßleitung koaxial ausgebildet ist und mit einem
Anschlußteil verbunden ist, der als tragendes Bauteil mit einem Befeötigungsflansch die Verbindung zur Kapselung
herstellt und die Elektrode und den Rand der öffnung in der Kapselung enthält,
daß der Anschlußteil einen zum Rand der öffnung in der
Kapselung geführten äußeren hohlkegelförmigen Verbindungsteil und einen zur Elektrode geführten inneren
kegelförmigen Verbindungsteil enthält, die koaxial angeordnet sind, deren Durchmesserverhältnis dg/d^ konstant
ist, und die den Wellenwiderstand der Meßleitung auf'
weisen.
Diese Gestaltung eines Anschlußteiles als tragendes Bauteil, das die plattenförmige bündig zur Kapselungsinnenwand angeordnete Elektrode trägt, erlaubt einerseits die Beibehaltung der Abmessungen der Kapselung,
ohne daß durch die Meßvorrichtung eine Beeinträchtigung der Spannungsfestigkeit auftritt und andererseits
einen besonders einfachen Einbau. Weiterhin wird praktisch durch die .kegelförmige Ausbildung der Verbin-
- 3 - VPA &bgr; 3 P A 0 5
dungsteile innerhalb des Anschlußteiles die zu den die Niederspannungskapazität bildenden Teile, die Elektrode
und der Rand der öffnungen der Kapselung, führen und den Wellenwiderstand der koaxialen Meßleitung aufweisen,
ein Verhalten der Meßvorrichtung erreicht, als ob die koaxiale Meßleitung bis unmittelbar an die Kondensatorelektroden
geführt ist. Dadurch treten keine Reflexionen oder störende Überlagerungen der zu messenden Impulse
der Teilentladungen innerhalb der Meßvorrichtung auf.
Weiterhin kann die Kapazität des Niederspannungskondensators im Verhältnis zu der gegebenen des Hochspannungskondensators
durch die Wahl der Abmessungen der plattenförmigen Elektrode
und des sie umgebenden Spaltes zum Rand der öffnung in der Kapselung verhältnismäßig klein ausgebildet werden,
was das Teilerverhältnis verbessert. Der Durchmesser der plattenförmigen Elektrode kann so gewählt werden,
daß die gewünschte hohe Grenzfrequenz erreicht wird. Die Impulswiedergabe wird daher nicht wesentlich verfälscht·.
Zur weiteren fertigungstechnischen Erleichterung ist es für die Gestaltung des Anschluftteiles günstiger, daß
der BefSstigungsflansch des Anschlußteiles an einen räumlich vom Rand der Öffnung in der Kapselung getrennten
Flansch der Kapselung befestigt ist und daß dann zwischen dem äußeren Verbindungsteil und dem Flansch der Kapselung
mindestens zwei leitende Verbindungen vorgesehen sind, die in der axialen Richtung des Innenleiters angeordnet
sind und bündig zur Innenwand der Kapselung liegen. Dadurch wird eine direkte ,großflächige leitende Ver-
3Q bindung zwischen der durch den Rand der Öffnung in der
Kapselung gebildeten Elektrode des Niederspannungskondensators und dem räumlich getrennten Flansch der Kapselung
gebildet, die eine einwandfreie Potentialanbindung an die Kapselung erlaubt. Als leitende Verbindung empfiehlt
sich die Verwendung von flexiblen Bändern aus leitfähigem Material, insbesondere aus Kupfer. Dadurch wird
eine Verfälschung der ausgekoppelten Impulse der Teilentladungen vermieden.
g 3 &rgr; 4 &ogr; 5 7
Die plattenförmige Elektrode wird mit Vorteil als Ausschnitt
der den Innenleiter koaxial umgebenden Kapselung gewählt. Da diese meist als koaxialer Zylinder ausgebildet
ist und die normalen in der Kapselung vorhandenen Anschlußöffnungen kreisförmig gestaltet sind, emfpiehlt
sich auch für die Elektrode ein kreisförmiger Ausschnitt. Zur einfacheren Fertigung und Montage wird die Elektrode
als ebene Platte gestaltet und bündig tangential am tiefsten Punkt des Zylinderausschnitts angeordnet.
Der Rand der Elektrode und der gegenüberstehende Rand der öffnung in der Kapselung können flanschartig nach
außen gezogen dein, utn das Teilerverhältnis wahlfrei
einstellen zu können.
I» folgenden sei die Erfindung noch anhand von in den
Fig. 1 bis 3 der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Fig. 1 und 2 zeigen
schematisch einen Längsschnitt durch eine gekapselte Hochspannungsleitung mit angeschlossenem Anschlußteil
der Meßvorrichtung. In der Fig. 3 ist ein Teil einer Aufsicht auf die Innenwand der Kapselung und die dort
liegende obere Stirnfläche des Anschlußteiles mit d6r
plattenförmigen Elektrode nach Fig. 2 dargestellt.
Bei einer mit insbesondere mit SFfi druckgasisolierten,
metallgekapselten Hochspannungsschaltanlage sollen die bei örtlichen Teilentladungen auftretenden Spannungsimpulse gemessen werden. Dazu dient die gemäß der Er-
findung ausgebildete Meßanordnug 1, die mit Hilfe eines
Anschlußteiles 2 in eine Öffnung 3 in der metallischen Kapselung 4 angeordnet ist. Die metallische Kapselung A
besteht aus einem Zylinder, der den Innenleiter 5 koaxial umgibt, entsprechend ist die Öffnung 3 in der Kapselung
kreisförmig ausgebildet.
Zur Erfassung der bei örtlichen Teilentladungen auftretenden
1 ♦ ·
- 5- VPA 8 3 P 4 O 5 7
Spannungsimpulse wird ein kapazitiver Spannungsteiler verwendet. Dieser besteht aus einem Hochspannungskondensator
Cjj, gebildet aus dem Hochspannung führenden Innenleiter
5 und einer diesen koaxial umgebenden plattenförmigen Elektrode 6, die bündig in der Öffnung 3 der
Kapselung 4 eingesetzt ist. Die Niederspannungskapazität C„ dieses Spannungsteilers wird von dem Rand f
der Elektrode 6 und dem gegenüberliegenden Rand 8 der Öffnung 3 der geerdeten Kapselung 4 gebildet. Die Kapazität
des Niederspannungskondensator C„ kann über die
Spaltbreite s zwischen den Rändern 7 und 8 und dem Durchmesser D der Elektrode 6 frei gewählt werden. Sie ist so
bemessen, daß das gewünschte Teilerverhältnis erreicht wird .
Die Elektrode 6 und der Rand 8 der Öffnung 3 der Kapselung 4 sind konstruktiv im Anschlußteil 2 zusammengefaßt
und bilden dessen innere ebene Stirnfläche. Der Anschlußteil 2 ist als selbsttragendes Bauteil ausgebildet.
An der äußeren Stirnfläche 9 des Anschlußteiles 2 wird über eine koaxial ausgebildete Anschlußbuchse 10 die
Verbindung zur koaxialen Meßleitung 11 hergestellt, die zu einem Meß- bzw. Anzeigegerät 12 führt. Zwischen
der Anschlußbuchse 10 und der Elektrode 6 liegt ein kegelförmiger innerer Verbindungsteil 13, der den Innenleiter
14 der Meßleitung 11 mit der Elektrode 6 verbindet. Koaxial dazu ist der äußere Verbindungsteil
angeordnet, der als Hohlkegel ausgebildet ist und die Verbindung zwischen dem geerdeten Außenleiter 16 der
Meßleitung 11 und dem Rand 8 der Kapselung 4 herstellt. Das Durchmesserverhältnis zwischen dem jeweiligen Durchmesser
d des äußeren Verbindungsteiles 15 und dem jeweiligen Durchmesser d. des inneren Verbindungsteiles
ist so konstant gewählt, daß die Verbindungsteile 13, den Wellenwiderstand Z der Meßleitung 11 aufweisen. Dadurch
ist der Anschluß der koaxialen Meßleitung 11 an die Niederspannungskapazität CM reflexionsfrei gestaltet.
··· Il I I I I Il I
- 6 - VPA 8 3 P 4 O 5 7
Aus Gründen der Gewichtsersparnis sind die beiden Verbindungsteile 13 und 15 als koaxiale Hohlkegel ausgebildet.
mit einem Befestigungsflansch 17 versehen, dem ein Flansch
18 der Kapselung gegenübersteht. Beide Flansche Ll und
18 werden miteinander druckfest verbunden. Dabei ist außerdem für eine leitende Anlage der über den Befesti
gungsflansch 17 hinausragende Außenwand 19 des Anschluß
teiles 2t die zum Rand 8 der öffnung 3 der Kapselung
4 führt, an der Begrenzungswand dieser öffnung 3 durch eine Kontaktierung bündig zur Innenwand der Kapselung
gesorgt, so daß eine einwandfreie Potentialanöindung
des Randes 8 gewährleistet ist.
Ein leicht abgewandeltes weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Fig. 2 und 3 dargestellt. Für
gleiche Teile sind die gleichen Bezugszeichen beibehalten.
Hier ist die zum Rand 8 der Kapselung 4 führende Außenwand 19 des Anschlußteiles 2 räumlich getrennt vom Befestigungsflansch 17 ausgebildet. Entsprechend ergibt
sich ein Zwischenraum 20 zwischen der zum Flansch 18
der Kapselung 4 führenden Wand 21 und der Außenwand
Um eine einwandfreie Erdung beider Teile zu erreichen, ohne daß eine Verfälschung des Meßergebnisses auftritt,
ist deshalb an der Innenwand der Kapselung 4 in axialer
Richtung des Innenleiters 5 eine großflächige leitende
Verbindung 22 mit Hilfe eines flexiblen Kupferbandes hergestellt. Es kann auch der gesamte ringförmige Zwischenraum 20 an der Innenwand der Kapselung 4 leitend
überbrückt sein.
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- 7 - VPA 83 P 4057
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ebenfalls zur Versteifung
des Anschlußteiles 2 zwischen dem Rand 7 der Elektrode 6 und dem Rand 8 ein Ring 23 aus Isolierstoff angeordnet.
Des weiteren ist der Rand 7 der Elektrode 6 flanschartig nach außen gezogen, um ein anderes Teilerverhältnis einstellen zu können. Der Niederspannungskondensator Cn ist
dann von diesem flanschartigen Rand 7 und dem gegenüberstehenden
oberen Bereich der Außenwand 19 gebildet, der den Rand 8 darstellt.
Man kann die Auskopplung der durch die Teilentladungen
gegebenen Spannungsimpulse noch dadurch verbessern, daß in an sich bekannter Weise parallel zum Niederspannungskondensator Cn eine Spule, insbesondere eine Toroidspule
IS geschaltet wird. Dadurch wird die Betriebsfrequenz der
Hochspannung noch stärker unterdrückt, als es ohnehin schon durch die untere Grenzfrequenz der Meßvorrichtung,
die sich aus dem Wellenwiderstand Z und der Kapazität des Niederspannungskondensators Cn zu
&khgr;
ergibt, der Fall ist.
2lc. Z.Cn
Wird die Meßvorrichtung an mehreren Stellen innerhalb £c der gekoppelten Hochspannungsschaltanlage eingesetzt,
so läßt sich durch die Unterschiede in den Laufzeiten der gemessenen Teilentladungsimpulse auch eine angenäherte
Lokalisierung der Ursachen für die Teilentladung vornehmen.
,g 8 Patentansprüche
3 Figuren
3 Figuren
■« »III
Claims (8)
1. Meßvorrichtung zur Feststellung von Teilentladungen innerhalb metallgekapselter, druckgasisolierter Hochspannungsschaltanlagen mit Hilfe eines kapazitiven Spannungsteilers, dessen Hochspannungskondensator von dem
in der Kapselung isoliert abgestützten Innenleiter und
einer isoliert mit Abstand in einer öffnung der Kapselung
angeordneten Elektrode und dessen Niederspannungskondensator von der Elektrode und dem Rand der öffnung in
der Kapselung gebildet wird und der über eine Meßleitung
mit einem Anzeige- und/oder Meßgerät verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (6) plattenförmig ausgebildet und
Jlindig in die öffnung (3) der Kapselung (4) eingesetzt
ist,
daß die MeEleitung (11) koaxial ausgebildet ist und
mit einem Anschlußteil (2) verbunden ist, der als tragendes Bauteil mit einem Befestigungsflansch (17) die Verbindung
zur Kapselung (4) herstellt und die Elektrode <6) und den Rand (8) der öffnung (3) in der Kapselung (4) ent
hält,
daß der Anschlußteil (2) einen zum Rand (8) der öffnung (3)
in der Kapselung (4) geführten äußeren hohlkegelförmigen Verbindungsteil (15) und einen zur Elektrode (6) geführten
inneren kegelförmigen Verbindungsteil (13) enthält,
die koaxial angeordnet sind, deren Durchmesserverhältnis
d /d. konstant ist, und die den Wellenwiderstand (z)
der Meßleitung (11) aufweisen.
2. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e -
kennzeichnet, daß der Befestigungsflansch (17)
des Anschlußteiles (2) an einem räumlich vom Rand (8) der öffnung (3) in der Kapselung (4) getrennten Flansch
(18) der Kapselung (4) befestigt ist und daß zwischen dem äußeren Verbindungsteil (15) und dem Flansch (18)
der Kapselung (4) mindestens zwei leitende Verbin-
D 3 Win /27.07 4:98*3.:
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-9- VPA 8 3P4057
bundungen (22) vorgesehen sind, die in der axialen Richtung
des Innenleiters (5) angeordnet sind und bündig zur Innenwand der Kapselung (4) liegen.
3. Me3vorrichtung zur Feststellung von Teilentladungen innerhalb einer metallgekapselten, druckgasisolierten
Hochspannungsschaltanlage, bei der die Kapselung einen zum Innenleiter koaxialen Zylinder bildet nach Anspruch
1 oder 2,dadurch gekennzeichnet,
daß die Elektrode (6) ein Ausschnitt des Zylinders ist.
4. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (6)
ein kreisförmiger Ausschnitt der Kapselung (4) ist.
5. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere und innere
Verbindungsteil (15, 13) als gleichachsig angeordnete Hohlkegel ausgebildet sind.
20
6. Meßvorrichtung nach Ansyruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Anschlußteil (2) auf seiner äußeren Stirnfläche (9) eine koaxiale Anschlußbuchse
(10) für die Meßleitung (11) trägt.
25
7. Mißvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand (7) der Elektrode
(6) und der gegenüberstehende Rand (8) der öffnung (3)
in der Kapselung (4) flanschartig nach außen gezogen sind.
8. Meßvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als leitende Verbindung (22)
zwischen dem äußeren Verbindungsteil (15) und der Kapselung
(4) flexible Bänder aus leitfähigem Material verwendet si no ,
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19838322316 DE8322316U1 (de) | 1983-07-29 | 1983-07-29 | Meßvorrichtung zur Feststellung von Teilentladungen innerhalb metallgekapselter, druckgasisolierter Hochspannungsschaltanlagen |
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DE19838322316 DE8322316U1 (de) | 1983-07-29 | 1983-07-29 | Meßvorrichtung zur Feststellung von Teilentladungen innerhalb metallgekapselter, druckgasisolierter Hochspannungsschaltanlagen |
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DE8322316U1 true DE8322316U1 (de) | 1987-01-15 |
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ID=6755796
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19838322316 Expired DE8322316U1 (de) | 1983-07-29 | 1983-07-29 | Meßvorrichtung zur Feststellung von Teilentladungen innerhalb metallgekapselter, druckgasisolierter Hochspannungsschaltanlagen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE8322316U1 (de) |
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-
1983
- 1983-07-29 DE DE19838322316 patent/DE8322316U1/de not_active Expired
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