SE464375B - Saett att digitalisera en foersaemring i en avledare av zinkoxidtyp utnyttjande vektorsyntes - Google Patents

Description

464 375 2 spänningskurvan för ett försämrat element. Strömmen utmed abskissan är endast en resistiv ström som inte innehåller någon kapacitiv ström till följd av den elektrostatiska kapacitansen mellan de båda ändytorna av ett icke-linjärt element, som vanligen har formen av en skiva. En fasspänning i systemet betecknas med Vn. Den ström som går genom ett element när fasspänningen varierar är beroende av temperaturen av elementet och om elementet nu har försämrats kommer strömmen att variera mycket även vid samma temperatur. Om tnex. elementet har temperaturen 62 kommer den ström IRI som går genom ett normalt element att avsevärt ändra sig till strömmen IR2. Genom att således mäta den resistiva strömmen som normalt förekommer vid det undersökta elementets temperatur och genom att jämföra denna ström med den ström som vid mätnings- tillfället går genom elementet, är det möjligt att med hög noggrannhet fastställa en försämring. I fig. 15 gäller temperaturförhållandet 62 > 61.

Om den ström som går genom avledaren mäts med en strömgivare som är kopplad i serie med avledaren kommer den avkända strömmen att innehålla såväl en resistiv ström som en kapacitiv ström eftersom den spänning som anbringas över avledaren innehåller en växelström med en nätfrekvens. Fig. 16 visar en avledare 2 kopplad mellan lina och jord. Om avledaren 2 har en isolerande behållare som innesluter elementen betraktas avledaren som om den innehåller isolatorn och elementen, medan om behållaren är av metall och är jordad den betraktas såsom innehållande enbart elementen. Fig. l7 visar den ekvivalenta elektriska kretsen för den i fig. 16 visade avledaren. Varje element har vanligen formen av en skiva som har en tämligen stor elektrisk kapacitans C mellan de båda ändytorna, varför den ström som går genom avledaren består av vektorsumman av en resistiv ström IR, vilken ökar elementets temperatur, och en kapacitiv ström IC, som går genom kapacitansen. För att fastställa en försämring av elementet 'behöver endast den resistiva strömmen IR extraheras ur vektorsumman. I fig. 17 markerar induktansen L avledarens jordade ledare. Det bör noteras att om avledarens behållare är 6A - 464 375 3 framställd av isolerande material kommer den kapacitiva strömmen IC att innehålla en kapacitiv ström till följd av det isolerande materialets elektrostatiska kapacitans.

Fig. 18 visar ett konventionellt sätt att mäta en resistív ström. Fig. 19 visar de spännings- och strömvågformer som erhålls när man använder mätmetoden enligt fig. 18. En avledare 2, som är ansluten till en samlingsskena eller en kraftlina l är jordad via en strömgivare 4. Kraftlinan l eller motsvarande är jordad via en spänningscivare 3. Utsignalerna från ström- och spänningsgivarna 4, 3 matas till ingången av varsin förstärkare 6 respektive 7 vilkas utgångar är anslutna till en dator 8 som beräknar den resistiva strömmen.

Beräkningen av den resistiva strömmen utförs genom att differentiera spänningen V, som mäts av spänningsgivaren 3, och genom att förstärka den differentierade vågformen så att toppvärdet av vågformen sammanfaller med toppvärdet för Ic i fig. 17 varefter den förstärkta vågformen subtraheras från den totala strömmen Is som mäts med strömgivaren 4 såsom visas i fig.l9. Den resulterande resistiva strömmen IR jämförs med den normala resistiva strömmen vid det undersökta elementets temperatur i och för bestämning av förekomst av eventuell försämring.

Närmast beskrivs det problem uppfinningen söker lösa. Om den automatiska övervakningen av en för 3 faser avsedd avledare, som är ansluten till en kraftledning med 3 faser, skall användas för att fastställa förekomst av en försämring i avledaren med utnyttjande av det ovan redovisade förfarandet erfordras tre strömgivare 41, 42 och 43 och tre spännings- givare 31, 32 och 33 för de tre faserna på det sätt som visas i fig. 20. Förstärkarna 6 och 7 samt datorn 8 i _ T. 19 kan emellertid användas gemensamt för de tre faserna. Dessutom erfordras en omställningsanordning 5 son\ har många omställningskontakter så att de avkända strömmarna och spänningarna hörande till en och samma fas kan inmatas till förstärkarna 6 och 7. Försämringen har ett förlopp som när det går som fortast är minst en timme varför bedömningen görs 464 375 4 genom att i tur ordning koppla in de olika faserna. Sfidan sekventiell inkoppling ger tillfredsställande resultat.

Såsom beskrivits ovan kräver en diagnostisering av försämringar i element att många strömgivare och ledningar behövs om antalet kraftlinor ökar (spänningsgivarna kan fördelas mellan kraftlinorna). Dessutom kommer omställninge- anordningen att få mycket stora dimensioner och det blir svårt att styra denna i samband med diagnostiseringen. Det är således önskvärt att åstadkomma ett enklare sätt att diagnostisera försämring.

Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett enkelt sätt att utföra diagnostisering vilket skall ersätta det konventionella sättet där strömgivarna och ledningarna ökar avsevärt när antalet kraftlinor, till vilka avledare är anslutna, ökar.

Föreliggande uppfinning avser ett sätt att diagnostisera en försämring i. en eller flera seriekopplade icke-linjära resistanselement som består av zinkoxid och som är inneslutna i en behållare, vilka resistanselement vardera bildar varsin fasavledare i ett för 3 faser avsett avledaraggregat. Det för uppfinningen utmärkande är användning av resistiva strömmar som är i fas med spänningarna över avledarnas klämmor och som har passerat genom respektive avledare, eliminering av kapacitiva strömmar som ingår i de respektive fasströmmarna för erhållande av' en syntetiserad vågform av resistiva strömmar enbart genom 3-fas-vektorsyntes av de strömmar som har passerat genom de respektive fasavledarna samt diagnostisering, ur den syntetiserade vågformen, av förekomst av ett försämrat icke-linjärt resistanselement i ett för 3 faser avsett avledaraggregat.

Närmast följer en beskrivning av de principer som ligger till grund för sättet att enligt uppfinningen diagnostisera en försämring.

W - 464 575 5 Olika utföringsformer av uppfinningen kommer att beskrivas närmare nedan i anslutning till de bifogade ritningarna, i vilka fig. 15<2Übeskriver tidigare känd teknik, och i vilka fig. l är ett kopplingsschema över en krets för diagnostisering av försämring i avledarelement i enlighet med en första utföringsform av uppfinningen, fig.2 visar en vågform i vilken strömvågformen för 3 fasers avledare har syntetiserats genom superponering med hjälp av den i fig. l visade kretsen och figuren visar även vågformerna för de olika fas-till-jordspänningar som förekommer på sæmings-eller kraftlinorna och som bildar den nämnda syntetiserade strömvågformen, fig. 3 är ett kopplingsschema över en krets för diagnostisering av försämring av avledarelement i enlighet med en andra utföringsform av uppfinningen, fig.4 visar olika ström- och spänningsvågformer samt tids- förhållandet mellan dessa olika punkter i kretsen enligt fig. 3, fig. 5 visar olika_spänningsvågformer som används till att specificera en fas vars avledare har en försämring, fig. 6 är ett kopplingsschema över en krets enligt en tredje utföringsform av föreliggande uppfinning, fig. 7 visar olika vågformer som belyser ändringarna i den genom 3-fas-vektorsyntes erhållna syntetiserade strömvågformen i samband med diagnostisering i avsikt att specificera den fas vars element uppvisar en försämring, fig. 8 visar olika vågformer som belyser en ändring i den genom 3-fas-vektorsyntes framställda syntetiserade strömvåg- formen vid diagnostisering i syfte att specificera de två faser vilkas avledarelement uppvisar en försämring, 464 575 fig. 9 visar en krets i enlighet med en fjärde utföringsform av föreliggande uppfinning, fig. lO visar strömvågformer för de strömmar som går genom de olika fasavledarna i det fall där den ena fasens avledar- element uppvisar en försämring, fig. ll visar vågformen för den genom 3-fas-vektorsyntes framställda syntetiserade strömvågformen för de tre i fig. 10 visade strömmarna genom avledarna, fig. 12 visar olika vågformer för den genom 3-fas-vektorsyntes framställda syntetiserade strömvågformen när en del av den ström som går genom någon av fasavledarna utesluts, fig. 13 visar en modifiering av den i fig. 9 visade fjärde utföringsformen, fig. l4 visar olika vågformer för en med 2-fas-vektorsyntes framställd syntetiserad strömvågform som erhålls när hela den ström som går genom någon av fasavledarna utesluts, fig.l5 är en kurva som visar skillnaden mellan ett avledar- elements normala respektive försämrade egenskaper, fig. 16 är ett kopplingsschema som visar hur en avledare är kopplad till en yttre krets, fig. 17 visar det ekvivalenta schemat för en avledare och figuren anger de olika strömkomponenterna av strömmen genom avledaren, fig. 18 visar ett exempel på en konventionell mätkrets som används för den ena fasen i en avledare i syfte att extrahera enbart den resistiva strömmen som går genom avledaren, fig. 19 visar olika strömvågformer för dels hela den ström som 464 375 7 går genom en avledare och dels strömkomponenterna av den totala strömmen, och fig. 20 visar ett exempel på en konventionell mätkrets använd i samband med ett för 3 faser avsett avledaraggregat, varvid kretsen används enbart för att extrahera de resistiva strömmarna genom de respektive avledarna.

Fig.l visar en mätkrets som genomför 3-fas-vektorsyntes av strömmar som har gått genom de respektive fasernas element i ett för 3 faser avsett avledaraggregat. Den syntetiserade vågformen för enbart de resistiva strömmarna bildas genom att ur de respektive fasernas strömmar eliminera de kapacitiva strömmarna såsom visas i fig. 2. I fig. l används en ström- givare 44 son1t.ex.kan vara en strömtransformator för noll- fasen. Jordledarna för var och en av de i fig. 1 visade avledarna 21, 22 och 23 är gemensamt jordade och passerar genom strömtransformatorns kärna. Utsignalen från strömtrans- formatorns sekundärsida går till en förstärkare 6 och förstärks så att den syntetiserade vågformen erhålls. I fig. 2 betecknas denna med hänvisningssiffran 420 och i denna figur är även spänningsvågformerna för spänningarna över de respektive avledarnas klämmor markerade med streckade linjer.

Som framgår ur strömvågformerna i fig. 2 tenderar den syntetiserade strömmen att hastigt öka när spännings-ström- egenskapen för elementet, dvs. den över elementet anbringade spänningen, ökar och att snabbt minska när den anbringade spänningen minskar. Strömvågformen förefaller således att innehålla en kraftig tredje harmonisk överton och läget för strömmens toppvärden sammanfaller med toppvärdena för ström- vågformerna. Om därför någon av fasernas avledare i det för 3 faser avsedda avledaraggregatet försämras kommer toppvärdet för denna fas' ström att vara större än det för de övriga faserna vilka uppträder var sextionde elektriska grad. Detta gör det möjligt att diagnostisera att elementet för denna fas har försämrats. Eftersom mätkretsen i fig. l enbart mäter den syntetiserade strömvågformen kan den inte specificera den fas 464 375 8 vars element har försämrats om enbart denna strömvågform skall användas. I ett för 3 faser avsett avledaraggregat där de tre fasernas avledare är inneslutna i en gemensam behållare kan elementen för de tre faserna samtliga ersättas med nya även om bara ett av elementen försämrats för att på så sätt snabbt, enkelt och kvickt byta ut avledaraggregatet. Uppfinningen erbjuder ett mycket enkelt sätt att diagnostisera en försämring i ett sådant för 3 faser avsett avledaraggregat. I ett för 3 faser avsett avledaraggregat i vilket fasernas element är inneslutna i separata isolerande kroppar och installerade utomhus utbyts bara det faselement som försämrats. Även i detta fall är det möjligt att enkelt och billigt specificera den fas vars element försämrats genom att använda den syntetiserade vågformen för enbart de resistiva strömmarna. Denna syntetiserade vågform erhålls genom 3-fas- vektorsyntes av de strömmar som går genom avledarna. Denna 3- fas-vektorsyntes beskrivs närmare nedan.

Fig. l visar en utföringsform av en krets som medger diagnostisering av en försämring. Avledare 21, 22 och 23 är anslutna till motsvarande fasers samlings- eller kraftlinor ll, 12 resp. 13. Avledarnas jordsidor är jordade via en enda strömgivare, som i denna utföringsform kan vara en noll-fas- strömtransformator. Ledarna på avledarnas jordsidor är dragna som ett knippe genom strömtransformatorns kärna och utsignalen från sekundärsidan på strömtransformatorn utgör ingångssignal till en förstärkare 6 i'vilken signalen förstärks. Noll-fas- strömtransformatorn har en föredragen egenskap för diagnos- tisering av en försämring i avledarna genom att en till en fas hörande liten ström, som går genom strömtransformatorns primärsida med hög noggrannhet avspeglar sig på strömtransformatorns sekundärsida och genom att järnkärnan är mättad och därmed förhindrar att en otillåtet hög spänning avges på sekundärsidans utgång i händelse av att stor ström går genom primärsidan. Den streckade linjen 80 markerar en 'konventionell metallbehållare som innehåller elementen för de tre faserna. 464 375 9 Fig. 2 visar en superponering av en strömvågform som erhållits på utgången från förstärkaren 6 med hjälp av kretsen i fig. l samt en spänningsvågform för var och en av de tre faserna vilken framkallar strömvågformen. Hänvisningssiffrorna ll, 112, 113 avser fas-till-fas jordspänningarna på samlings- eller kraftlinorna. Hänvisningssiffrorna 421, 422 och 423 visar de toppvärden som uppträder med 60 elektriska graders mellanrum syntetiserade strömvågformen 420, vilken erhållits genom vektorsyntes av de strömmar som går igenom de respektive fasernas avledare. Den syntetiserade strömmen tenderar att öka snabbt när elementets spännings-strömkurva, dvs. den spänning som anbringas över elementet, ökar och samma kurva tenderar att minska hastigt när den anbringade spänningen minskar.

Strömvågformen innehåller därför en stor strömvåg av den tredje övertonen och strömmens toppvärden sammanfaller med lägena för spänningsvågformernas toppvärden. Om därför någon av elementen i det för tre faser avsedda avledaraggregatet försämras kommer toppvärdet för strömmen för denna fas att vara större än de för de övriga faserna som finns vid 60 elektriska grader varigenom elementet för denna fas diagnostiseras såsom varande försämrat. Diagnostiseringssättet enligt uppfinningen mäter inga enskilda fasers spänningsvåg- former och kan därför inte specificera i vilken fas försämringen äger rum. Såsom emellertid omtalats ovan kan den för diagnos avsedda kretskonstruktionen förenklas genom att utelämna spänningsgivare, t.ex. konventionella sådana, eftersom ur underhållssynpunkt ett avledaraggregat för tre faser, som innehåller avledarelement i en gemensam metall- behållare, byts ut såsom en enhet mot ett nytt aggregat även om en försämring bara förekommer i ett element i en fas i aggregatet.

Fig. 3 visar den krets som används för att framställa en andra utföringsform av sättet att enligt uppfinningen diagnostisera en försämring. Denna utföringsform visar ett exempel på en krets som gör det möjligt att specificera den fas vars avledare är försämrad för att på så sätt medge utbyte av enbart det försämrade elementet. Detta kan t.ex. ske vid en 464 575 10 för 3 faser avsedd avledare i vilken de enskilda fasernas element är installerade i separata rör av isolerande material och är installerade utomhus. Det bör noteras att specificering av den fas vars element har undergått en försämring givetvis kan göras om man samtidigt registrerar de enskilda fas-till-jordspänningarna på samlings- eller kraftlinorna i fig. 2. En spänningsgivare för sådan registrering kan utgöras av en enda spänningsgivare som är gemensam för samtliga 3 fasers avledare. Således erfordras inte en spänningsgivare för varje fas. Eftersom en för anslutning till en högspänningslina avsedd spänningsgivare är dyr är det emellertid önskvärt att kunna ordna med ett sätt som specificerar fasen och som använder så få spänningsgivare som möjligt.

Avledare 21, 22 och 23 är anslutna till varsin fas på samlings- eller kraftlinorna ll,l2 och l3.Varje avledare är vid sin jordsida jordad via en enda strömgivare 44. En spänningsgivare 33 är ansluten till en enda fas, i detta fall fas ll. Strömgivaren 44 är en noll-fas-strömtransformator som har föredragna egenskaper för diagnostisering av en försämring i avledarna. Strömgivaren 44 är av samma typ som den i fig.l använda strömtransformatorn.

Den av strömgivaren 44 avkända strömmen förstärks i en förstärkare 46 och inmatas till en dator 47. När ingångsströmmen överskrider ett förutbestämt värde som motsvarar en referensnivå eller en på förhand bestämd nivå (i fig. 4 visas en referensnivå) som är tillräckligt stor för att säkert ange att ett avledarelement börjat försämras avger datorn 47 en pulsspänning, som inmatas till en dator 49. Å andra sidan inmatas den av spänningsgivaren mätta fasspänningens vågform till ingången på en dator 48 som därvid frambringar läget för toppen på den inkommande spänningens vågform och detta läge inmatas därefter till datorn 49. Datorn 449 beräknar därefter tidsskillnaden mellan pulsspänningen i toppläget för spänníngsvågformen och pulsspänningen när storleken av den syntetiserade strömmen överskrider referens- - 464 375 ll nivån och därvid specificera den vars avledare börjat försämras. Jämför fig. 5. I fig. 5 antas att den samlings- eller kraftlina till vilken spänningsgivaren är ansluten är R- fasen. Den pulsspänning som alstras i det läge när R-fasens fas-till-jordspänning har sitt toppvärde används såsom en referenspuls, vilken utgör startpunkten för tidmätningen.

Tiden räknat från referenspulsens läge till det ögonblick när storleken av den syntetiserade strömmen överskrider referens- nivån mäts. Det är billigt och enkelt att specificera att den fas vars avledare börjat försämras är referensfasen om den uppmätta tiden är väsentligen O. Om den uppmätta tiden svarar mot 120 elektriska grader är det den nästföljande fasen, räknat i fasordningen, som har en avledare vilken börjar försämras och om den uppmätta tiden svarar mot 240 elektriska grader är det den därpå ytterligare följande fasen vars avledare håller på att försämras.

Fig. 6 visar en krets som används för att i enlighet med en tredje utföringsform av uppfinningen diagnostisera en försämring. I denna utföringsform kan den fas specificeras vars avledare börjar försämras på samma sätt som i den andra utföringsformen. Mellan den elektriska station i vilken ett avledaraggregat är installerat finns en spänningstransformator PT eller en potentialanordning PD 50 vars sekundärsida via en strömställare 54 är ansluten till en superponerande ström- generator 55, vilken kommer att beskrivas närmare nedan. Till _strömgeneratorns 55 utgångssida är en ledning 55a kopplad, vilken går genom kärnan av en till noll-fasen kopplad ström- transformator 44, vilken innefattar en strömgivare.

Strömgeneratorn 55 är så konstruerad att den strömvågform som erhålls från ett icke-linjärt resistanselement vilket börjar försämras når upp till en inställd strömnivå som är tillräckligt hög för att därmed markera att försämringen börjar sätta in kommer synkront med men med motsatt polaritet till den spänning som förekommer på sekundärsidan till PT eller' PD 50 via strömställaren 54. Denna generator specificerar den fas som har en försämrad avledare vilket sker 464 375 12 i beroende av den vågform av den vektorsyntetiserade 3-fas- strömmen som erhålls på sekundärsidan av noll-fasens ström- transformator 44 när strömställaren 54 är bruten genom att i tur och ordning koppla in de olika faserna med hjälp av ström- ställaren 54. Hur detta fungerar framgår ur fig. 7. När en syntetiserad vågform (a) av enbart de resistiva strömmarna, vilken vågform erhålls när samtliga tre fasers avledarelement är normala och när strömställaren 54 är bruten sedemera ändrar sig såsom visas vid vågformen (b) och när maximala toppvärdet överstiger en på förhand bestämd nivå, svarande mot en försämring, avger en i fig.6 ej visad alarmkrets ett alarm som rapporterar att åtminstone en fas' avledare uppvisar en försämring. När strömställaren 54 därefter sluts manuellt eller automatiskt kommer de olika fasernas spänningar på sekundärsidan av PT eller PD 50 att matas in i generatorn 50 och ligga med motsatt polaritet och en ström som har samma vågform som en ström som svarar mot fasen med den försämrade avledaren i enlighet med vågformen (b) avges med motsatt polaritet på utgångssidan. Om därför en vågform från vilken en strömvågform som motsvarar en fas med försämrad avledare, t.ex. vågformen (c) på sekundärsidan av noll-fasens ström- transformator 44_försvinner när strömställaren 54 sluts för R- fasen är det tydligt att det är åtminstone avledarelementet i R-fasen som har en försämring. Om en vågform av det slag som visas vid (d) erhålls när strömställaren 54 öppnas för R-fasen och sluts för T-fasen har strömvågformen med den försämrade nivån inte försvunnit. Det är därför tydligt att det inte är elementet i T-fasen som har försämrats. När på likartat sätt strömställaren 54 sluts för enbart S-fasen kommer en strömvåg- form, som har en försämrad nivå, inte att försvinna såsom visas vid vågformen (e). Till slut kan man genom de ovan nämnda strömställarmanövreringarna specificera att den försämrade fasen är R-fasen.

Fig. 8 visar en ändring i den syntetiserade strömvågformen .under diagnostisering i samband med att en försämring förekommer i två olika element i avledarna. Om nu t.ex. strömställaren sluts för R- och S-faserna såsom gensvar på ett I 464 575 13 ej visat alarm utlösts, ändrar sig den syntetiserade strömvåg- formen på det sätt som visas vid (b) i fig. 8 och de två faser vilkas strömvågformer har en försämrad nivå har nu försvunnit.

När därefter S- och T-faserna inkopplas kommer den ström som är förknippad med en försämrirmyi den ena fasen inte att ändra sig, vilket visas i fig. 8c medan den strömvågform som representerar skillnaden mellan en ström som har en försämrad nivå och den normala resistiva strömmen i den intilliggande fasen samt strömvågformen för den återstående fasen har försvunnit. Antag även att när strömställaren sluts för T- och R-faserna och strömvågformen för den ena fasen försvinner kommer den strömvågform som representerar skillnaden mellan den ström som har en försämrad nivå och den normala resistiva strömmen som uppträder i den intilliggande fasen samt den strömvågform som har den försämrade nivån för den återstående ena fasen att förbli oförändrade. Ehuru det sätt enligt vilket strömställaren manövreras är godtyckligt kan de försämrade faserna specificeras vara R- och S-faserna tack vare den ändring som uppstår i den syntetiserade strömvågformen som erhålls när dessa två faser samtidigt inkopplas på det sätt som beskrivits ovan.

Fig. 9 visar en kretskoppling avsedd för diagnostisering av en försämring i enlighet med en fjärde utföringsform av uppfinningen. Shuntkretsar 61, 62 och 63 som shuntar nollfas- strömtransformatorn 4 är via strömställare 6la, 62a och 63a anslutna till varsin av avledarnas jordledningar, vilka går genom strömtransformatorns ringkärna, här en nollfas- strömtransformator 4 som avger en vektorsyntetiserad vågform av de tre fasernas strömmar vilka går genom de respektive avledarna 21, 22 och 23, som tillsammans bildar ett för 3 faser avsett avledaraggregat. När någon av strömställarna 6la, 62a och 63a sluts kommer en del av den ström som går genom avledaraggregatet att inte passera genom nollfas-strömtrans- formatorn utan kommer att shuntas till jord över motsvarande shuntkrets. Shunt-förhållandet kan anses vara ca. 50% när man i shuntkretsen såsom ledare använder en ledare vars tvärsektionsarea är lika stor som ledaren på primärsidan av 464 375 14 transformatorn 4 eftersom strömtransformeringsförhållandet uppgår till ca. lOOO:l och eftersom impedansen av ström- transformatorn 4, sett från dess primärsida, är i det närmaste försumbar. Fig. 10 visar ett exempel på de strömvågformer som passerar genom de respektive fasavledarna när samtliga ström- ställare 6la, 62a och 63a är öppna. Fig. ll visar den syntetiserade av tre faser bestående vågformen, nämligen enbart de resistiva strömmarna av de i fig. 10 visade _strömmarna som går genom de respektive fasavledarna. Fig. 12 visar en strömvågform som erhålls på sekundärsidan av ström- transformatorn när de olika shuntkretsarna sluts i tur och ordning med hjälp av strömställarna 6la, 62a och 63a i den händelse att R-fasens avledarelement är försämrat. Fig. ll visar denna försämring.I fig.l2 avser beteckningen R/2+S+T den strömvågform som erhålls på sekundärsidan av strömtrans- formatorn när strömställaren 6la sluts och när avledaren 21 hör till R-fasen. På motsvarande sätt avser beteckningarna R+S/2+T respektive R+S+T/2 de strömvågformer som erhålls när strömställarna 62a respektive 63a sluts.

Som framgår ur fig. 12 kommer den syntetiserade strömmens största toppvärde att sjunka under en på förhand bestämd försämringsnivå när strömställaren 6la sluts. Denna försämringsnivå har inställts så att den är tillräckligt hög för att tillförsäkra säker detektering av begynnande försämring i ett avledarelement. När strömställaren 62a sluts ändras inte detta toppvärde på den syntetiserade strömmen medan när strömställaren 63a sluts toppvärdet sjunker under den på förhand bestämda nivån.

Möjligheten att specificera ett avledarelement som uppvisar en försämring med ledning av en ändring i strömvågformen till följd av strömställarmanövreringar kommer att beskrivas sammantaget tillsammans med en modifiering av den i fig. 4 beskrivna utföringsformen.

Den i fig. 13 visade modifierade utföringsformen av den i fig. 4 visade anordningen är så uppbyggd att procentandelen av de av 464 3752 15 strömmar som shuntas av shuntkretsarna 61, 62 och 63 när strömställarna 6la, 62a och 63a sluts är väsentligen 100% medan motsvarande procentandel i den tidigare beskrivna fjärde utföringsformen var ca. 50%. Impedanser 71, 72 och 73 med låg impedans är inkopplade i serie med respektive jordledare till fasavledarna och strömställarna 6la, 62a och 63a är inlagda i serie i respektive shuntkretsar 61, 62 och 63 samt ligger över respektive impedans 71, 72 och 73 och no1lfas-strömtransforma- torn 44. Impedanserna 71, 72 och 73 har så lågt värde, att när avledarna träder i funktion till följd av ett blixtnedslag kommer de spänningar som uppträder på samlings- eller kraftlinorna mot jord inte att öka till ett värde som riskerar isoleringen av samlings- eller kraftlinorna.

Antag, att en försämring sker i elementet hörande till R- fasens avledare 21 och att maximala toppvärdet av strömmen för den syntetiserade strömvågformen på sekundärsidan av nollfas- strömtransformatorn överskrider det på förhand inställda värdet. Datorn 45 detekterar denna stigning över det inställda värdet och avger en styrsignal till ett styrdon 75 för strömställarna 6la, 62a och 63a. Styrdonet är så beskaffat att det öppnar och sluter dessa tre strömställare i tur och ordning under lämpliga tidsintervaller. Fig. 14 visar ändringarna i de syntetiserade vågformerna vid dessa tillfällen. I fig. 14 avser beteckningen S+T den strömvågform som erhålls på sekundärsidan av strömtransformatorn när det genom primärsidan på strömtransformatorn 1 endast går de strömmar som hör till S- och T-fasernas avledare och när hela den ström som går genom RÄfasens avledare shuntas till jord via shuntkretsen 61 genom slutning av strömställaren 6la. På motsvarande sätt avser beteckningarna T+R och R+S de strömvåg- former som erhålls när strömställarna 62a resp. 63a är slutna.

Som framgår ur fig. 14 sjunker den syntetiserade strömmens maximala toppvärde under en på förhand bestämd försämringsnivå när strömställarna 6la och 63a är slutna medan den däremot inte förändras när strömställaren 62a sluts. 464 375 16 Förhållandet mellan strömställarmanövreringarna och ändringen i den syntetiserade strömvågformens maximala toppvärde enligt fig. 12 och 14 framgår ur nedanstående uppställning.

Manövrerad strömställare Syntetiserade strömmens maximala toppvärde 6la reducerad 62a oförändrad 63a reducerad Det inses att endast när en strömställare som hör till en fas belägen intill den fas vars element är försämrat sluts, kommer maximala toppvärdet för den syntetiserade strömvågformen inte att förändras. När därför strömställarna omväxlande sluts och det maximala toppvärdet för den syntetiserade strömmen inte ändrar sig när en strömställare för en fas manövreras kan man fastställa att avledaren i den omedelbart föregående fasen är den som är försämrad.

Uppfinningen tillhandahåller ett sätt att diagnostisera en försämring i en eller flera seriekopplade, icke-linjära resistanselement som huvudsakligen består av zinkoxid och som är inneslutna i en behållare, vilka resistanselement vardera bildar varsin fasavledare i ett för 3 faser avsett avledar- aggregat, vilket sätt innebär användning av resistiva strömmar som är i fas med spänningarna över avledarnas klämmor och som har passerat genom respektive fasavledare, bildning av en syntetiserad vågform av de enbart de resistiva strömmarna genom 3-fas-vektorsyntes av de strömmar som har passerat genom de respektive fasavledarna genom eliminering av kapacitiva strömmar som ingår i de respektive fasströmmarna, samt diagnostiseríng, ur den syntetiserade vågformen, av förekomst av ett försämrat resistanselement i ett för 3 faser avsett avledaraggregat. Även om det förekommer många avledare vilka .skall diagnostiseras med avseende på förekomst av en försämring reduceras avsevärt, jämfört med teknikens ståndpunkt, antalet strömgivare och ledningar som erfordras 464 375 17 för diagnosen. Den genom 3-fas-vektorsyntes erhållna syntetiserade strömvågformen kan dels tillämpas i samband med avledaraggregat som är avsedda för 3 faser och som inte kräver specificering av den fas vars element är försämrat och dels vid avledaraggregat för tre faser där det erfordras en specificering av den fas vars avledare har en försämring, varvid i båda fallen detekteringen sker på enkelt och billigt sätt.

Claims (5)

464 375 18 PATENTKRAV

1. Sätt att diagnostisera en försämring i en eller flera seriekopplade, icke-linjära resistanselement som består av zinkoxid och som är inneslutna i en behållare, vilka resistanselement vardera bildar varsin fasavledare i ett för 3 faser avsett avledaraggregat, innefattande: (a) användning av resistiva strömmar som är i fas med spänningarna över avledarnas klämmor och som har passerat genom respektive fasavledare, (b) eliminering av kapacitiva strömmar som ingår i de respektive fasströmmarna för erhållande av en syntetiserad vågform av enbart resistiva strömmar genom 3-fas-vektorsyntes av de strömmar som har passerat genom de respektive fasavledarna, och (c) diagnostisering, ur den syntetiserade vågformen, av förekomst av ett försämrat resistanselement i ett för 3 faser avsett avledaraggregat.

2. Sätt enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a t av att 3-fas-vektorsyntesen av de strömmar som har passerat genom de respektive fasavledarna i avledaraggregatet genomförs med användning av en strömtransformator av fönstertyp vilken uppvisar en ringformad järnkärna genom vilka de tre fasernas ledare går i ett knippe på transformatorns primärsida.

3. Sätt enligt patentkravet 1, innefattande alstring av en pulsspänning när det största toppvärdet av den syntetiserade vågformen av enbart de resistiva strömmarna överskrider ett på förhand bestämt värde, alstring av en pulsspänning i ett på förhand bestämt läge på vågformen av en spänning över klämmorna av någon av de tre fasernas avledare samt specificering av den fas vars avledare uppvisar ett icke- linjärt resistanselement med en försämring utgående från tidsskillnaden mellan de båda pulsspänningarna.

4. Sätt enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a t av att på den syntetiserade vågformen av enbart de resistiva 464 375 19 strömmarna superponeras, i tur och ordning, de respektive fasernas strömvågformer som har samma toppvärden som ett på förhand bestämt värde och som erhållits genom kombinationer av ett icke-linjärt resistanselement, som börjar uppvisa en försämring i förtid, tills det maximala toppvärdet av den syntetiserade vågformen överskrider det på förhand bestämda värdet, med de respektive fasavledarnas spänning över klämmorna, samt eliminering av väsentligen den del av den syntetiserade vågform som överskrider det på förhand bestämda värdet för att på så sätt specificera den fas vars avledar- element uppvisar ett icke-linjärt resistanselement som har en försämring.

5. Sätt enligt patentkravet l, k ä n n e t e c k n a t av eliminering av en del av eller av hela den ström som passerar genom de respektive fasavledarna i tur och ordning när det maximala toppvärdet av den syntetiserade vågformen för enbart de resistiva strömmarna överskrider ett på förhand bestämt värde för att på så sätt utföra en vektorsyntes av tre eller två fasers strömmar för bildning av syntetiserade strömvåg- former och jämförelse av de syntetiserade strömvågformerna inbördes för att på så sätt specificera den fas vars avledare uppvisar ett icke-linjärt resistanselement med en försämring.