EP0996956A1 - Overvoltage protector for high or medium voltage - Google Patents

Overvoltage protector for high or medium voltage

Info

Publication number
EP0996956A1
EP0996956A1 EP98941275A EP98941275A EP0996956A1 EP 0996956 A1 EP0996956 A1 EP 0996956A1 EP 98941275 A EP98941275 A EP 98941275A EP 98941275 A EP98941275 A EP 98941275A EP 0996956 A1 EP0996956 A1 EP 0996956A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
arrester
housing
surface wave
temperature
wave sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP98941275A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0996956B1 (en
Inventor
Volker Hinrichsen
Christian Korden
Matthias Schubert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP0996956A1 publication Critical patent/EP0996956A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0996956B1 publication Critical patent/EP0996956B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
    • H01C7/10—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material voltage responsive, i.e. varistors
    • H01C7/12—Overvoltage protection resistors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Gas-Insulated Switchgears (AREA)
  • Thermistors And Varistors (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Testing Relating To Insulation (AREA)
  • Testing Electric Properties And Detecting Electric Faults (AREA)

Abstract

An overvoltage arrester for high or medium voltage is described which includes an arrester block arranged inside a sealed, gas-tight enclosure housing, a sensor, in 5 particular a temperature sensor in the form of a surface wave sensor, is arranged inside the enclosure housing. The surface wave sensor is arranged in a housing that is designed as an antenna.

Description

Beschreibungdescription
Überspannungsabieiter für Hoch- oder MittelspannungSurge arrester for high or medium voltage
Die Erfindung bezieht sich auf einen Überspannungsabieiter für Hoch- oder Mittelspannung mit einem Ableiterblock, der in einem Kapselungsgehäuse gasdicht abgeschlossen angeordnet ist.The invention relates to a surge arrester for high or medium voltage with an arrester block which is arranged in a gas-tight manner in an encapsulation housing.
Ein derartiger Überspannungsabieiter ist beispielsweise aus der EP 0 388 779 A2 bekannt.Such a surge arrester is known for example from EP 0 388 779 A2.
Bei einem funkenstreckenlosen TΛbleiter fließt im Ruhezustand ein Leckstrom durch die nichtlinearen Widerstandselemente, der eine gewisse Erwärmung des 7Λbleiterkörpers zur Folge hat. Dieser Leckstrom kann im Zuge einer Alterung des Ableiters langsam ansteigen, was zu einer Erhöhung der mittleren Temperatur des Ableiters führen würde.In the case of a spark-gap-free conductor, a leakage current flows through the non-linear resistance elements in the idle state, which results in a certain heating of the 7-conductor body. This leakage current can slowly increase as the arrester ages, which would lead to an increase in the average temperature of the arrester.
Die Messung der Erwärmung eines funkenstreckenlosen 7Λbleiters kann zu einer Überwachung seines Alterungszustandes dienen. Auch bei Abieitern mit einer Funkenstrecke erlaubt die Messung der Temperatur Aussagen über Vorgänge im Abieiter. Außerdem ist auch die Information über weitere Betriebsgrößen des Ableiters wünschenswert, die im Inneren des Kapselungsge- häuses ermittelt werden können.The measurement of the heating of a spark gap-free conductor can be used to monitor its aging condition. Even with arresters with a spark gap, the measurement of the temperature allows statements about processes in the arrester. In addition, information about further operating variables of the arrester, which can be determined in the interior of the encapsulation housing, is also desirable.
Zu diesem Zweck stellt sich die Aufgabe, einen Überspannungsabieiter zu schaffen, der eine besonders einfache und komfor- table Überwachung seines Betriebszustandes und seines Alterungszustandes, beispielsweise der Temperatur, des Stroms, des Gasdrucks oder der Gasfeuchte erlaubt sowie ein Verfahren, das eine zuverlässige Überwachung des Ableiters und eine Ableitung von Aussagen über den Zustand des Ableiters er- laubt. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß innerhalb des Kapselungsgehäuses in den Ableiterblock integriert ein Sensor, insbesondere ein Temperatursensor, in Form eines Oberflächenwellensensors angeordnet ist.For this purpose, the task is to create an overvoltage arrester which allows particularly simple and convenient monitoring of its operating state and its aging state, for example the temperature, the current, the gas pressure or the gas moisture, and a method which reliably monitors the Arrester and a derivation of statements about the state of the arrester are permitted. The object is achieved in that a sensor, in particular a temperature sensor, is arranged in the form of a surface wave sensor within the encapsulation housing in the arrester block.
Das erfindungsgemäße Verfahren sieht hierzu vor, daß mittels eines Oberflächenwellensensors eine Meßgröße, insbesondere die Temperatur im Innenraum des Kapselungsgehäuses gemessen wird, daß die Meßwerte mittels einer Antenne nach außen übertragen werden und daß insbesondere aus der Temperatur die in dem Abieiter umgesetzte elektrische Energie bestimmt wird.For this purpose, the method according to the invention provides that a measured variable, in particular the temperature in the interior of the encapsulation housing, is measured by means of a surface wave sensor, that the measured values are transmitted to the outside by means of an antenna and that the electrical energy converted in the conductor is determined in particular from the temperature.
Ein funkabfragbarer Oberflächenwellensensor ist ein passives, akustisches Bandelement, zu dem von außen, außerhalb des Kapselungsgehäuses des Ableiters über eine Antenne ein Abfragesignal in Form einer elektromagnetischen Welle eingestrahlt werden kann, das mittels einer Antenne empfangen und abhängig von bestimmten physikalischen Größen, beispielsweise der U - gebungstemperatur des Oberflächenwellensensors in veränderter Form zurückgestrahlt wird und durch eine Antenne außerhalb des Kapselungsgehäuses wieder aufnehmbar ist. Der Meßwert für die Meßgröße, insbesondere die Temperatur im Inneren des Kapselungsgehäuses des Überspannungsabieiters steht somit ohne weiteren Aufwand an einem Abfragegerät außerhalb des Kapselungsgehäuses, das beispielsweise am Fuß des Ableiters angeordnet sein kann, zur weiteren Verarbeitung zur Verfügung und kann beispielsweise mittels eines Lichtwellenleiters, über Funk, oder über eine sonstige Meßleitung zu einer zentralen Datenverarbeitungsanlage weitergeleitet werden.A surface wave sensor that can be queried by radio is a passive, acoustic band element to which an interrogation signal in the form of an electromagnetic wave can be radiated from the outside, outside the encapsulating housing of the arrester, which can be received by means of an antenna and depending on certain physical quantities, e.g. the U - ambient temperature of the surface wave sensor is returned in a modified form and can be picked up again by an antenna outside the encapsulation housing. The measured value for the measured variable, in particular the temperature inside the encapsulation housing of the surge arrester, is thus available for further processing on a query device outside the encapsulation housing, which can be arranged, for example, at the base of the arrester, for further processing and can be used, for example, by means of an optical waveguide Radio, or be forwarded to a central data processing system via another measuring line.
Die Signale, die von unterschiedlichen Oberflächenwellensen- soren zurückgestrahlt werden, können durch die einzelnen Oberflächenwellensensoren auch codiert werden, so daß Signale von mehreren dicht benachbarten Überspannungsableitern pro- blemlos unterschieden und entsprechend zugeordnet werden können. Das Verhalten eines Oberflächenwellensensors kann grundsätzlich auch durch eine vorübergehend erfolgte Überlastung des Sensors irreversibel verändert werden. Somit kann auch eine in der Vergangenheit erfolgte Überlastung anhand des geänderten Verhaltens des Oberflächenwellensensors festgestellt werden. Diese Eigenschaft läßt sich zur Registrierung von Ableiterüberlastungen oder Totalausfällen nutzen.The signals that are reflected back by different surface acoustic wave sensors can also be encoded by the individual surface acoustic wave sensors, so that signals from several closely adjacent surge arresters can easily be distinguished and assigned accordingly. The behavior of a surface wave sensor can in principle also be irreversibly changed by temporarily overloading the sensor. In this way, an overload that occurred in the past can also be determined on the basis of the changed behavior of the surface wave sensor. This property can be used to register arrester overloads or total failures.
Durch die Überwachung, insbesondere der Temperatur des Über- spannungsableiters, kann einerseits die in dem Abieiter umgesetzte Energie und, hieraus abgeleitet, der Leckstrom bestimmt werden, der in Zusammenhang mit der anliegenden Spannung eine Aussage über den Alterungszustand und die voraus- sichtliche Lebensdauer des Ableiters erlaubt.By monitoring, in particular the temperature of the surge arrester, on the one hand the energy converted in the arrester and, derived therefrom, the leakage current can be determined which, in connection with the applied voltage, provides information about the state of aging and the expected service life of the arrester allowed.
Andererseits kann im Ableitfall auch der augenblicklich fließende Ableitstrom aus einer vorübergehenden Erwärmung des Ableiters bestimmt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren kann hierzu so ausgestaltet werden, daß im Falle einer sprunghaften Temperaturerhöhung des Ableiterblocks die im 7Λbleiter umgesetzte elektrische Energie aus der Temperaturdifferenz und der Wärmekapazität bestimmt wird.On the other hand, in the event of a discharge, the instantaneously flowing discharge current can also be determined from a temporary heating of the arrester. For this purpose, the method according to the invention can be designed such that in the event of a sudden increase in the temperature of the arrester block, the electrical energy converted in the 7-conductor is determined from the temperature difference and the heat capacity.
Ein solcher 7Ableitstrom fließt im Normalfall nur sehr kurzzeitig, so daß in sehr kurzer Zeit eine hohe Energie in dem Ableiterblock in Wärme umgesetzt wird. Dies führt zu einer vorübergehenden starken Erwärmung des Ableiters, die sich in einem Temperatursprung äußert, der durch den Oberflächensen- sor aufgenommen wird. Aus der Temperaturdifferenz eines solchen Temperatursprungs, multipliziert mit einer mittleren Wärmekapazität des Ableitermaterials bzw. aus einer entsprechenden Eichkurve kann dann die in dem 7Λbleiter umgesetzte Energie berechnet werden bzw. es können die Ableitvorgänge gezählt werden, um den Zustand des Ableiters zu dokumentieren bzw. Wartungen zu veranlassen.Such a leakage current normally only flows for a very short time, so that a very high amount of energy is converted into heat in the arrester block. This leads to a temporary strong heating of the arrester, which manifests itself in a temperature jump, which is recorded by the surface sensor. From the temperature difference of such a temperature jump, multiplied by an average heat capacity of the arrester material or from a corresponding calibration curve, the energy converted in the 7Λ conductor can be calculated or the derivation processes be counted to document the condition of the arrester or to initiate maintenance.
Hierzu kann vorgesehen sein, daß die Temperaturwerte von dem Oberflächenwellensensor dauernd aufgenommen werden. Eine stationäre Abfrageeinheit strahlt dann dauernd Signale an den Oberflächenwellensensor ab und empfängt die zurückgestrahlten Signale zur Auswertung.For this purpose it can be provided that the temperature values are continuously recorded by the surface wave sensor. A stationary interrogation unit then continuously emits signals to the surface wave sensor and receives the returned signals for evaluation.
Es kann jedoch auch vorgesehen sein, mit einem transportablen Abfragegerät die einzelnen Oberflächenwellensensoren einer Gruppe von Abieitern lediglich im Wartungsfall bzw. periodisch abzufragen.However, it can also be provided that the individual surface wave sensors of a group of drains are only interrogated or periodically with a transportable interrogation device.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Über- spannungsableiters sieht vor, daß der Oberflächenwellensensor innerhalb eines wenigstens teilweise metallischen Gehäuses angeordnet ist, dessen Wände oder sonstige Bstandteile eine Antenne bilden und das in axialer Richtung des Ableiterblocks zwischen zwei Ableitelementen oder zwischen einemAn advantageous embodiment of the surge arrester according to the invention provides that the surface wave sensor is arranged within an at least partially metallic housing, the walls or other constituent parts of which form an antenna, and that in the axial direction of the arrester block between two arrester elements or between one
7Λbleitelement und einer Anschlußelektrode eingefügt ist.7Λbleitelement and a connecting electrode is inserted.
Das metallische Gehäuse kann typisch als Hohlzylinder mit stirnseitigen Deckeln ausgebildet sein, der beispielsweise aus Aluminium besteht. Das metallische Gehäuse kann dann beispielsweise wenigstens einen Längsschlitz aufweisen, der parallel zur Längsachse des Ableiterkörpers verläuft und als Schlitzantenne zum Empfang und zur Abstrahlung der Signale wirkt, die zwischen dem Abfragegerät und dem Oberflächenwel- lensensor ausgetauscht werden. Hierzu sind zwei Anschlußleitungen des im Inneren des metallischen Gehäuses angeordneten Oberflächenwellensensors mit diesem Gehäuse leitend verbunden. Das metallische Gehäuse oder ein Teil desselben kann auch als Streifenleitungsantenne (Patch-Antenne) ausgebildet sein, die aus zwei leitenden Schichten mit einer zwischen diesen angeordneten dielektrischen Schicht besteht.The metallic housing can typically be designed as a hollow cylinder with end caps, which consists, for example, of aluminum. The metallic housing can then have, for example, at least one longitudinal slot which runs parallel to the longitudinal axis of the arrester body and acts as a slot antenna for receiving and emitting the signals which are exchanged between the interrogation device and the surface wave sensor. For this purpose, two connecting lines of the surface wave sensor arranged in the interior of the metallic housing are conductively connected to this housing. The metallic housing or a part thereof can also be designed as a stripline antenna (patch antenna), which consists of two conductive layers with a dielectric layer arranged between them.
Derartige Schlitzantennen und Streifenleitungsantennen oder sogenannte Micro-Strip-Antennen sind beispielsweise aus Meinke, Grundlach: „Taschenbuch der Hochfrequenztechnik", 5. Auflage, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York be- kannt sowie aus dem Fachartikel „Input Irαpedance and Radiation Pattern of Cylindrical-Rectangular and Wraparound Microstrip Antennas", IEEE Transactions on Antennas and Pro- pagation Vol. 38, No . 5, May 1990.Such slot antennas and stripline antennas or so-called micro-strip antennas are known, for example, from Meinke, Grundlach: "Taschenbuch der Hochfrequenztechnik", 5th edition, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, and from the specialist article "Input Irαpedance and Radiation Pattern of Cylindrical-Rectangular and Wraparound Microstrip Antennas ", IEEE Transactions on Antennas and Propagation Vol. 38, No. 5, May 1990.
Es kann weiterhin vorteilhaft vorgesehen sein, daß das Gehäuse im Ableitfall den Ableitstrom führt.It can also be advantageously provided that the housing carries the leakage current in the event of leakage.
In diesem Fall muß die Stromtragfähigkeit des metallischen Gehäuses so ausgebildet sein, daß der Ableitstrom von diesem getragen werden kann, ohne daß das Gehäuse oder der Oberflächenwellensensor durch Überhitzung beschädigt werden.In this case, the current carrying capacity of the metallic housing must be designed so that the leakage current can be carried by it without the housing or the surface wave sensor being damaged by overheating.
Das Gehäuse kann zu diesem Zweck mit den direkt benachbarten Ableitelementen verklebt oder durch Federdruck kontaktiert sein.For this purpose, the housing can be glued to the directly adjacent diverter elements or contacted by spring pressure.
Die Erfindung kann außerdem vorteilhaft dadurch ausgestaltet sein, daß das Gehäuse zylinderförmig gestaltet und in die Außenkontur des Ableiterblocks eingepaßt ist.The invention can also be advantageously designed in that the housing is cylindrical and is fitted into the outer contour of the arrester block.
Durch diese Ausgestaltung ergibt sich eine hohe dielektrische Stabilität ohne vorstehende Kanten, die Entladungen begünstigen könnten. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der Oberflächenwellensensor an einer Innenwand des Gehäuses befestigt ist, die einem Ableitelement unmittelbar benachbart ist.This configuration results in a high dielectric stability without protruding edges, which could favor discharges. A further advantageous embodiment of the invention provides that the surface wave sensor is attached to an inner wall of the housing, which is directly adjacent to a diverting element.
Hierdurch nimmt der Oberflächenwellensensor ohne größere Verzögerungen die Temperatur des benachbarten Ableitelementes an, so daß die angezeigte Temperatur zuverlässig die aktuelle Ableitertemperatur repräsentiert.As a result, the surface wave sensor adopts the temperature of the adjacent diverter element without major delays, so that the temperature displayed reliably represents the current diverter temperature.
Grundsätzlich ist es auch denkbar, den Oberflächenwellensensor im Gasraum des Überspannungsabieiters außerhalb des Ableiterblocks anzuordnen, um die Temperatur des Überspannungsabieiters oder eine andere Meßgröße, wie die Gasdichte oder Gasfeuchte eines Füllgases zu überwachen. Jedoch ist darauf zu achten, daß der Oberfächenwellensensor mit der Antenne dielektrisch günstig, d. h. ohne größere Feldverzerrungen des elektrischen Feldes eingepaßt ist.In principle, it is also conceivable to arrange the surface wave sensor in the gas space of the surge arrester outside the arrester block in order to monitor the temperature of the surge arrester or another measured variable, such as the gas density or gas moisture of a filling gas. However, it should be ensured that the surface wave sensor with the antenna is dielectrically favorable, i. H. is fitted without major field distortions of the electrical field.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in einer Zeichnung gezeigt und anschließend beschrieben.In the following, the invention is shown on the basis of an exemplary embodiment in a drawing and then described.
Dabei zeigt Figur 1 schematisch den Aufbau eines Überspannungsableiters,1 schematically shows the structure of a surge arrester,
Figur 2 schematisch den Aufbau eines Ableiterblocks mit einem in diesen eingefügten metallischen Gehäuse,FIG. 2 shows schematically the structure of an arrester block with a metallic housing inserted into it,
Figur 3 schematisch den Aufbau des metallischen Gehäuses mit dem Oberflächenwellensensor, Figur 4 schematisch ein Gehäuse mit einer micro-strip-An- tenne,3 schematically shows the structure of the metallic housing with the surface wave sensor, FIG. 4 schematically shows a housing with a micro-strip antenna,
Figur 5 schematisch ein Gehäuse mit einer schichtweise aufgebauten Gehäusewand,FIG. 5 schematically shows a housing with a housing wall built up in layers,
Figur 6 schematisch ein Gehäuse mit einer als Schlitzantenne ausgeführten Zwischenwand. Ein Überspannungsabieiter 1 für Hochspannung ist auf einem Fundament 2 aufgestellt. Er besteht unter anderem aus einem Kapselungsgehäuse 3, das einen Ableiterblock 4 gasdicht um- schließt, sowie Abschlußarmaturen 5, 6, die das Kapselungsgehäuse 3 an beiden Enden abschließen und Feldsteuerelementen 7, 8. Der Ableiterblock 4 besteht aus zylindrischen Ableitelementen 15, 16, 17, 18 in Form von nichtlinearen Widerständen, beispielsweise Zinkoxidwiderständen, die axial mittels Federdruck zusammengedrückt oder leitend verklebt oder durch andere Mittel zusammengehalten sind. Der Hochspannungsanschluß ist an der Armatur 5 angeordnet, während der Erdanschluß mit der Armatur 6 verbunden ist.Figure 6 schematically shows a housing with an intermediate wall designed as a slot antenna. A surge arrester 1 for high voltage is placed on a foundation 2. It consists, among other things, of an encapsulation housing 3, which gas-tightly encloses an arrester block 4, and end fittings 5, 6, which close off the encapsulation housing 3 at both ends, and field control elements 7, 8. The arrester block 4 consists of cylindrical arrester elements 15, 16, 17 , 18 in the form of non-linear resistors, for example zinc oxide resistors, which are pressed together axially by means of spring pressure or conductively glued or held together by other means. The high-voltage connection is arranged on the armature 5, while the earth connection is connected to the armature 6.
In dem Ableiterblock sind 3 Elemente 11, 12, 13 schwarz dargestellt, die jeweils ein Gehäuse 18 eines Oberflächenwellensensors 19 repräsentieren. Am Fuße des Überspannungsabieiters 1 ist eine Abfrageeinheit 9 dargestellt, die über eine Antenne hochfrequente elektromagnetische Wellen ausstrahlt, wobei die Wellenfronten symbolisch mit 10 bezeichnet sind. Diese Wellen werden von den Antennen der Oberflächenwel- lensensoren in den Gehäusen 11, 12, 13 aufgenommen und nach Durchlaufen des jeweiligen Oberflächenwellensensors und einer entsprechend dem jeweils erfaßten Meßwert beispielsweise der Temperatur erfolgten Veränderung des jeweiligen Signals zu der Abfrageeinheit 9 zurückgestrahlt.In the arrester block, 3 elements 11, 12, 13 are shown in black, each of which represents a housing 18 of a surface wave sensor 19. At the foot of the surge arrester 1, an interrogation unit 9 is shown, which emits high-frequency electromagnetic waves via an antenna, the wave fronts being symbolically designated by 10. These waves are picked up by the antennas of the surface wave sensors in the housings 11, 12, 13 and, after passing through the respective surface wave sensor and a change in the respective signal, for example the temperature, corresponding to the measured value measured in each case, are radiated back to the interrogation unit 9.
Innerhalb der Abfrageeinheit 9 wird aus den zurückgestrahlten Signalen der durch die einzelnen Oberflächenwellensensoren aufgenommene lokale Meßwert, insbesondere Temperaturwert bestimmt und gespeichert. Die Werte können mittels einer Meßleitung 14 zu einer Warte weitergeleitet werden.Within the interrogation unit 9, the local measured value, in particular the temperature value, recorded by the individual surface wave sensors is determined and stored from the returned signals. The values can be forwarded to a control room by means of a measuring line 14.
Durch die Einfügung von Temperatursensoren in den Ableiter- block 4 kann die Temperatur des Ableiterblocks an den ent- sprechenden Stellen einzeln bestimmt werden. Bei einer Erhöhung des Ruhestromes des Ableiters infolge Alterung findet eine allmähliche Erwärmung des Ableiters statt, die entsprechend registriert werden kann. Findet diese Erwärmung lokal ungleichmäßig statt, so deutet dies auf eine vorzeitige Alterung bestimmter Ableitelemente hin.By inserting temperature sensors in the arrester block 4, the temperature of the arrester block can be speaking positions can be determined individually. If the arrester's quiescent current increases due to aging, the arrester gradually heats up and can be registered accordingly. If this warming takes place locally unevenly, this indicates a premature aging of certain discharge elements.
Im Ableitfall wird in sehr kurzer Zeit eine sehr große elektrische Energiemenge in Wärme umgesetzt, die nur verzögert mittels des Isoliergases, das in dem Kapselungsgehäuse 3 angeordnet ist, nach außen hin zum Kapselungsgehäuse 3 abgegeben werden kann. Der kurzfristige Temperatursprung, der mittels der Oberflächenwellensensoren registriert werden kann, gibt Aufschluß über die umgesetzte Energiemenge und damit über die Beanspruchung des Ableiters.In the discharge case, a very large amount of electrical energy is converted into heat in a very short time, which can only be released to the encapsulation housing 3 to the outside with a delay by means of the insulating gas which is arranged in the encapsulation housing 3. The short-term temperature jump, which can be registered by means of the surface wave sensors, provides information about the amount of energy converted and thus about the strain on the arrester.
In der Figur 2 ist schematisch im Ausschnitt ein Teil des Ableiterblocks 4 dargestellt mit Ableitelementen 15, 16, 17, 18. Zwischen den Ableitelementen 16, 17 ist ein Gehäuse 18 eines Oberflächenwellensensors 19 angeordnet. In dem Gehäuse 18 ist ein Längsschlitz 20 angeordnet, dessen Längsrichtung parallel zur Achse des Ableiterblocks 4 verläuft. Dieser Schlitz 20 wirkt als Antenne zum Empfang und zur Rückstrahlung der Abfragesignale von der Abfrageeinheit 9.FIG. 2 schematically shows a part of the arrester block 4 with diverting elements 15, 16, 17, 18. A housing 18 of a surface wave sensor 19 is arranged between the diverting elements 16, 17. A longitudinal slot 20 is arranged in the housing 18, the longitudinal direction of which runs parallel to the axis of the arrester block 4. This slot 20 acts as an antenna for receiving and reflecting the interrogation signals from the interrogation unit 9.
Das Gehäuse 18 besteht beispielsweise aus Aluminium oder Stahl und ist so dickwandig ausgebildet, daß es den Ableitstrom von dem Ableitelement 16 zum Ableitelement 17 weiterleitet, ohne thermisch überlastet zu werden. Der Oberflä- chenwellensensor 19 ist mittels seiner Anschlußleitungen mit zwei verschiedenen Punkten des Gehäuses 18 leitend verbunden.The housing 18 is made of aluminum or steel, for example, and is so thick-walled that it forwards the leakage current from the discharge element 16 to the discharge element 17 without being thermally overloaded. The surface wave sensor 19 is conductively connected to two different points of the housing 18 by means of its connecting lines.
Es kann auch vorgesehen sein, wie dies in der Figur 4 dargestellt ist, ein „wraparound patch" oder eine Streifenlei- tungsantenne beliebiger Form auf das Gehäuse 18 aufzubringen oder in die Außenwand des Gehäuses 18 zu integrieren, die dann mit dem Oberflächenwellensensor 19 leitend verbunden ist und zur Abstrahlung bzw. zum Empfang der Signale dient.It can also be provided, as shown in FIG. 4, to apply a “wraparound patch” or a stripline antenna of any shape to the housing 18 or to integrate into the outer wall of the housing 18, which is then conductively connected to the surface wave sensor 19 and is used for radiation or reception of the signals.
Alternativ kann auch die zylindrische Wand des Gehäuses 18, wie in Figur 5 dargestellt, wenigstens teilweise als aus zwei leitenden Schichten mit einem zwischen diesen angeordnetem Dielektrium bestehender Körper ausgebildet sein, so daß diese Anordnung ebenfalls als Antenne benutzt werden kann.Alternatively, the cylindrical wall of the housing 18, as shown in FIG. 5, can at least partially be formed as a body consisting of two conductive layers with a dielectric arranged between them, so that this arrangement can also be used as an antenna.
Die innenliegende Schicht 23 ist dann massiv metallisch ausgebildet und trägt den Ableitstrom. Auf diese Schicht ist ein Dielektrikum 24, beispielsweise PTFE aufgebracht, das außen von einer leitenden Schicht 25 bedeckt ist. Die leitende Schicht ist nur an einem Ende 26 des Gehäuses mit der massiven metallischen Schicht leitend verbunden.The inner layer 23 is then made of solid metal and carries the leakage current. A dielectric 24, for example PTFE, is applied to this layer and is covered on the outside by a conductive layer 25. The conductive layer is conductively connected to the solid metallic layer only at one end 26 of the housing.
In der Figur 6 ist dargestellt, daß auch eine Zwischenwand 27 des Gehäuses als dessen Bestandteil in Form einer Antenne, beispielsweise einer Schlitzantenne, ausgebildet sein kann.FIG. 6 shows that an intermediate wall 27 of the housing can also be formed as an integral part thereof in the form of an antenna, for example a slot antenna.
Das Gehäuse kann auch als Käfig aus parallel zur Längsachse des Ableiterblocks verlaufenden elektrisch leitenden Stäben ausgebildet sein. The housing can also be designed as a cage made of electrically conductive rods running parallel to the longitudinal axis of the arrester block.

Claims

Patentansprüche claims
1. Überspannungsabieiter (1) für Hoch- oder Mittelspannung mit einem Ableiterblock (4), der in einem Kapselungsgehäuse (3) gasdicht abgeschlossen angeordnet ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß innerhalb des Kapselungsgehäuses (3) in den Ableiterblock 4 integriert ein Sensor, insbesondere ein Temperatursensor, in Form eines Oberflächenwellensensors (19) angeordnet ist.1. Surge arrester (1) for high or medium voltage with an arrester block (4), which is arranged in a gas-tight manner in an encapsulation housing (3), characterized in that a sensor, in particular a temperature sensor, is integrated into the arrester block 4 within the encapsulation housing (3) , is arranged in the form of a surface wave sensor (19).
2. Überspannungsabieiter nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Oberflächenwellensensor (19) innerhalb eines wenigstens teilweise metallischen Gehäuses (18) angeordnet ist, dessen Wände oder sonstige Bestandteile eine Antenne bilden und das in axialer Richtung des Ableiterblocks (4) zwischen zwei Ableitelementen (16, 17) oder zwischen einem Ableitelement und einer Anschlußelektrode eingefügt ist.2. Surge arrester according to claim 1, characterized in that the surface wave sensor (19) is arranged within an at least partially metallic housing (18), the walls or other components of which form an antenna and which in the axial direction of the arrester block (4) between two arrester elements (16 , 17) or between a discharge element and a connecting electrode.
3. Überspannungsabieiter nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Gehäuse (18) im Ableitfall den Ableitstrom führt.3. Surge arrester according to claim 2, so that the housing (18) conducts the leakage current in the event of leakage.
4. Überspannungsabieiter nach Anspruch 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Gehäuse (18) zylinderförmig gestaltet und in die Außenkontur des Ableiterblocks (4) eingepaßt ist.4. surge arrester according to claim 2 or 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the housing (18) is cylindrical and is fitted into the outer contour of the arrester block (4).
5. Überspannungsabieiter nach Anspruch 2 oder einem der fol- genden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Oberflächenwellensensor (19) an einer Innen- oder Seitenwand (21) des Gehäuses (18) befestigt ist, die einem Ableitelement (17) unmittelbar benachbart ist. 5. Surge arrester according to claim 2 or one of the following, characterized in that the surface wave sensor (19) on an inner or side wall (21) of the housing (18) is attached, which is a discharge element (17) immediately adjacent.
6. Verfahren zur Überwachung eines Uberspannungsableiters für Hoch- oder Mittelspannung mit einem Kapselungsgehäuse (3), d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß mittels eines Oberflächenwellensensors (19) eine Meßgröße, insbesondere die Temperatur im Innenraum des Kapselungsgehäuses gemessen wird, daß die Meßwerte mittels einer Antenne (18) nach außen übertragen werden und daß insbesondere aus der Temperatur die in dem Ableiter (1) um- gesetzte elektrische Energie bestimmt wird.6. A method for monitoring a surge arrester for high or medium voltage with an encapsulation housing (3), characterized in that a measured variable, in particular the temperature in the interior of the encapsulation housing, is measured by means of a surface wave sensor (19), that the measured values by means of an antenna (18) transmitted to the outside and that the electrical energy converted in the arrester (1) is determined in particular from the temperature.
7. Verfahren nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß im Falle einer sprunghaften Temperaturerhöhung des Ableiter- blocks (4) die im Ableiter (1) umgesetzte elektrische Energie aus der Temperaturdifferenz und der Wärmekapazität bestimmt wird. 7. The method of claim 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that in the event of a sudden temperature increase of the arrester block (4), the electrical energy converted in the arrester (1) is determined from the temperature difference and the heat capacity.
EP98941275A 1997-06-30 1998-06-30 Overvoltage protector for high or medium voltage Expired - Lifetime EP0996956B1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19728961A DE19728961A1 (en) 1997-06-30 1997-06-30 Surge arrester for high or medium voltage
DE19728961 1997-06-30
PCT/DE1998/001858 WO1999001877A1 (en) 1997-06-30 1998-06-30 Overvoltage protector for high or medium voltage

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0996956A1 true EP0996956A1 (en) 2000-05-03
EP0996956B1 EP0996956B1 (en) 2003-01-08

Family

ID=7834897

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP98941275A Expired - Lifetime EP0996956B1 (en) 1997-06-30 1998-06-30 Overvoltage protector for high or medium voltage

Country Status (10)

Country Link
US (1) US6433989B1 (en)
EP (1) EP0996956B1 (en)
JP (1) JP3485578B2 (en)
CN (1) CN1129145C (en)
AT (1) ATE230894T1 (en)
AU (1) AU744855B2 (en)
BR (1) BR9810367A (en)
DE (2) DE19728961A1 (en)
RU (1) RU2195731C2 (en)
WO (1) WO1999001877A1 (en)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE29806355U1 (en) * 1998-03-31 1998-06-10 Siemens Ag High-voltage device, in particular surge arresters
WO2001037215A1 (en) * 1999-11-18 2001-05-25 Siemens Aktiengesellschaft Mobile data carrier with a transponder made from a surface wave component with a slot antenna
DE10000617A1 (en) * 2000-01-10 2001-07-12 Abb Hochspannungstechnik Ag Surge arresters
DE10063697B4 (en) 2000-12-20 2006-07-13 Siemens Ag Method and device for detecting the position of an element in a vehicle, in particular for occupant protection systems
DE102006053986A1 (en) 2006-11-10 2008-05-15 Siemens Ag Lightning arrester for use in electric power transmission network, has casing with optically transparent section, where section has level indicator which is inserted into casing
DE102010050684B4 (en) * 2010-11-06 2015-01-22 Reinhausen Power Composites Gmbh High-voltage insulator
CN102033184B (en) * 2011-01-20 2013-03-27 辽宁省电力有限公司 Voltage distribution wireless measurement system of lightning arrester
DE102012210331B4 (en) 2012-06-19 2014-02-13 Siemens Aktiengesellschaft Surge arrester for high voltages
DE102014114255B4 (en) * 2014-09-30 2018-05-30 Fibro Gmbh Device and method for the serial processing and / or production of a workpiece
WO2016145015A1 (en) * 2015-03-10 2016-09-15 Hubbell Incorporated Temperature monitoring of high voltage distribution system components
DE102017200125B3 (en) * 2016-12-20 2018-03-01 Siemens Aktiengesellschaft Arrangement and method for condition monitoring of a surge arrester
DE102019108358A1 (en) * 2019-03-30 2020-10-01 Endress+Hauser SE+Co. KG Device for transmitting signals from an at least partially metallic housing
WO2020240694A1 (en) * 2019-05-28 2020-12-03 三菱電機株式会社 Deterioration determination device
DE102019208520A1 (en) * 2019-06-12 2020-12-17 Siemens Aktiengesellschaft Monitoring arrangement for an electrical equipment and monitoring system

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54138480A (en) 1978-04-20 1979-10-26 Toshiba Corp Temperature detector
US4495459A (en) * 1982-09-20 1985-01-22 General Electric Company Surge arrester discharge counting apparatus
JPH02290571A (en) * 1989-02-07 1990-11-30 Meidensha Corp Detection of deterioration of arrester
NO167618C (en) 1989-03-20 1991-11-20 Alcatel Stk As SURVIVAL DEVICE FOR ELECTRICAL APPLIANCES.
FR2685532B1 (en) * 1991-12-20 1994-12-30 Soule Sa SURGE PROTECTOR WITH IMPROVED MECHANICAL PROPERTIES.
DE4200076A1 (en) * 1992-01-03 1993-08-05 Siemens Ag Acoustic surface wave effect sensor with remote interrogation for e.g. ID tag
DE9420199U1 (en) * 1994-12-07 1995-02-09 Siemens Ag Metal-enclosed high-voltage switchgear

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO9901877A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
JP3485578B2 (en) 2004-01-13
US6433989B1 (en) 2002-08-13
AU8972698A (en) 1999-01-25
DE59806875D1 (en) 2003-02-13
ATE230894T1 (en) 2003-01-15
CN1129145C (en) 2003-11-26
BR9810367A (en) 2000-08-29
WO1999001877A1 (en) 1999-01-14
CN1261980A (en) 2000-08-02
RU2195731C2 (en) 2002-12-27
JP2000511362A (en) 2000-08-29
AU744855B2 (en) 2002-03-07
DE19728961A1 (en) 1999-02-04
EP0996956B1 (en) 2003-01-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0996956B1 (en) Overvoltage protector for high or medium voltage
EP2287584B1 (en) Measuring system for wireless position-independent measuring of the temperature of an object to be measured
EP1856497B1 (en) Component for piezoelectric force or pressure sensors, held together by an electrically insulating film
DE112007000666T5 (en) Apparatus and method for monitoring the internal condition of a fuel cell
DE102018213522B4 (en) Fusible link, fuse body, system and method
EP1872309B1 (en) Measuring sensor with at least one saw (surface acoustic wave) element
DE102019101577A1 (en) Lightning current arrester
EP3867939B1 (en) Fuse having an integrated measuring function
EP2209129B1 (en) System for limiting current
EP2792014A1 (en) Device and method for transmitting an information item from a battery cell and battery cell
EP3844792B1 (en) Fuse having an integrated measuring function
DE102020202857A1 (en) Device and method for thermal monitoring of a battery
EP2549502A1 (en) Generator breaker with SAW sensor
DE102015100399A1 (en) Arrangement consisting of a fuse and arranged on the fuse measuring device and measuring device
EP3928271A1 (en) Method for maintaining an electrical component
EP1070368B1 (en) Electric cable
DE202011111000U1 (en) Capacitive proximity sensor
EP3853878A1 (en) Fuse element and fuse
DE102013216960B4 (en) Spark gap with aging detector and method for measuring the aging of a spark gap
EP0621611B1 (en) Support insulator
DE19822781C1 (en) Pyroelectric high voltage generator e.g. for radio apparatus
DE102019201405A1 (en) Measuring device and fuse arrangement as well as arrangement for current measurement
WO1999034168A1 (en) Measuring device and method for detecting a measured variable with the aid of process energy
EP1496568A1 (en) Transponder coil for wireless vehicle key entry systems
DE1046758B (en) Low-voltage current transformer for installation in switchgear

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 19991217

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH DE ES FR GB IT LI SE

17Q First examination report despatched

Effective date: 20010912

GRAG Despatch of communication of intention to grant

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS AGRA

GRAG Despatch of communication of intention to grant

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS AGRA

GRAH Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA

GRAH Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AT BE CH DE ES FR GB IT LI SE

REF Corresponds to:

Ref document number: 230894

Country of ref document: AT

Date of ref document: 20030115

Kind code of ref document: T

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: EP

REF Corresponds to:

Ref document number: 59806875

Country of ref document: DE

Date of ref document: 20030213

Kind code of ref document: P

REG Reference to a national code

Ref country code: SE

Ref legal event code: TRGR

GBT Gb: translation of ep patent filed (gb section 77(6)(a)/1977)

Effective date: 20030329

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20030630

Ref country code: CH

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20030630

Ref country code: BE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20030630

Ref country code: AT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20030630

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: ES

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20030730

ET Fr: translation filed
PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

BERE Be: lapsed

Owner name: *SIEMENS A.G.

Effective date: 20030630

26N No opposition filed

Effective date: 20031009

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PL

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 20100702

Year of fee payment: 13

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Payment date: 20100625

Year of fee payment: 13

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Payment date: 20100608

Year of fee payment: 13

Ref country code: GB

Payment date: 20100617

Year of fee payment: 13

Ref country code: DE

Payment date: 20100820

Year of fee payment: 13

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 20110630

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20110630

REG Reference to a national code

Ref country code: SE

Ref legal event code: EUG

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: ST

Effective date: 20120229

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R119

Ref document number: 59806875

Country of ref document: DE

Effective date: 20120103

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20120103

Ref country code: FR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20110630

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20110630

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20110701