SE525259C2 - En metod och en anordning för att mäta högspänd växelspänning med en kondensatorutrustning - Google Patents

Description

20 25 30 35 Konventionella elektromagnetiska mättransformatorer, i synnerhet spänningstransformatorer, är frekvensberoende och därmed generellt rnindre lämpliga för mätning av övertoner, då det frekvensberoende felet blir stort.

Med syfte att reducera det frekvensberoende felet kan med fördel andra typer av mättransformatorer användas.

Mättransformatorer såsom instrumenttransformatorer med optisk överföring av mätvärden, digital/ optiska mättransformatorer utnyttjas enligt känd teknik för avkännande av mätvärden i högspänningsanläggningar, exempelvis digital/ optiska spänningstransformatorer och digital/ optiska strömtransformatorer.

En digital/ optisk spänningstransformator, avkänner enligt känd teknik växelspänningen i den ledare som skall mätas med en mätutrustning innefattande en kapacitiv spänningsdelare inkopplad mellan den ledare vars spänning skall mätas och jordpotential, spänningsdelaren innefattande en kondensatorutrustning med högspända kondensatorer i seriekopplíng och med en ytterligare kapacitiv hjälpspänningsdelare inkopplad till en del av nämnda seriekopplíng, mätspänningen avkänns över nämnda hjälpspänningsdelare.

Den digital/ optiska spänningstransformatorn innefattar vidare en digital / optisk mätvärdesomvandlare som omvandlar mätspänningen till en optisk signal för optisk transmission. Kondensatorutrustningen är anordnad i en stödisolator.

Ett känt utförande av en digital/ optisk strömtransformator som en del av en skyddsutrustning för en högspänningsariläggning, i detta fall en seriekondensator anläggning beskrivs i (M Adolfsson mfl): EHV Series Capacitor Banks, a new approach to platform to ground signalling, relay protection and supervision, IEEE Transactions on Power delivery, Vol. 4 No. 2, April 1989, sidorna 1369-1376. Den däri beskrivna strömtransformatorn har en magnetisk kärna ornslutande en anslutningsskena, vilken skena är avsedd för att anslutas i den ledare vars ström skall mätas. Strömtransformatorn innefattar vidare en sekundärlindning med en börda samt en digital/ optisk mätvärdesomvandlare som är av samma slag som den digital / optiska mätvärdesomvandlare tillhörande den digital / optiska mättransformatorn, såsom spänningsmätdon. rara: 10 15 20 25 30 35 (fl G1 f Q (f | v) Ett ytterligare känt utförande av en mättransformator är en kombinerad digital/ optisk mättransformator, innefattande en separat digital/ optisk strömtransformator respektive en separat digital/ optisk spänningstransformator av samma slag som ovan beskrivits.

I en till denna patentansökan bifogad figur 1 visas såsom enlinjeschema ett känt utförande av en mätutrustning 3, innefattande en kombinerad digital/optisk mättransformator bestående av en digital/optisk strömtransformator 31 respektive en separat digital/ optisk spänningstransformator 32, för avkännande av mätvärden för ström respektive spänning på en högspänd ledare 1, och en kontrollutrustning 2. Mätutrustningen innefattas i en högspänningsanläggning. Kontrollutrustningen är placerad i ett kontrollrum.

Den digital / optiska strömtransformatorn 31 innefattar enligt känd teknik en elektromagnetisk strömtransformator samt en digital / optisk mätvärdesomvandlare 333a.

Strömtransformatorn har på känt sätt en magnetisk kärna ornslutande en anslutningsskena, vilken skena är ansluten i en högspänd ledare 1 som fungerar som primärlindning. Strömtransformatorn innefattar vidare på känt sätt en sekundärlindning T2, med en börda R2, vilken sekundärlindning omsluter nämnda kärna. Över bördan avkänns ett amplitudvärde Va av en spänning som representerar linjeströmmen I genom den högspända ledaren 1.

Amplitudvärdet Va påförs den digital/ optiska mätvärdesomvandlare 333a, i vilken amplitudvärdet Va omvandlas till en optisk signal Da. Transmission av den optiska signalen Da till kontrollutrustningen 2 utförs via optiska fibrer anslutna mellan den digital/ optiska mätvärdesomvandlare 333a och kontrollutrustningen 2.

Spänningstransformatorn 32 innefattar en kapacitiv spänningsdelare med en kondensatorutrustning innefattande en högspänningskondensator HC försedd med ett mätuttag V som funktionellt avdelar högspänningskondensatorn HC i två kondensatorenheter, samt en kapacitiv hjälpspänningsdelare HS med utförande såsom en seriekoppling innefattande en serieresistans R1 och två kondensatorer C1 och C2, och en digital/ optisk mätvärdesomvandlare 333b. »vwøn 10 15 20 25 30 35 (Fl i J l J (LH kJ n ' , , . Q nu Högspänningskondensatorn HC är ansluten mellan den högspända ledaren 1 och jordpotential E. Mellan mätuttaget V och jordpotential E är hjälpspänningsdelaren HS ansluten med kondensatorn CZ ansluten till jordpotential E. Över kondensatorn C2 avkänns ett amplitudvärde Vb för en spänning representerande linjespänningen U. Amplitudvärdet Vb påförs den digital/ optiska mätvärdesornvandlaren 333b i vilken amplitudvärdet Vb omvandlas till en optisk signal Db. Transmission av den optiska signalen Db till kontrollutrustningen 2 utförs via optiska fibrer, anslutna mellan den digital/ optiska mätvärdesomvandlaren 333b och kontrollutrustningen 2. Den optiska mätvärdesomvandlaren 333b, är av samma slag som 333a.

En digital/ optiska spänningstransformatorn innefattande en hjälpspänningsdelare innebär en komplex design, hjälpspänningsdelaren tar dessutom ett betydande utrymme i anspråk.

Ovanstående mätuppställning kräver dessutom ett mätuttag, avsett för hjälpspänningsdelaren, på den i mätuppställningen innefattade högspänningskondensatorn, vilket mätuttag kräver en kostnadskrävande genomföring.

Vid det fysiska utförande av ovan beskrivna kombinerade mättransformator för kombinerat avkännande av mätvärden för ström och spänning är kondensatorutrustningen monterad i en stödisolator och den digital/ optiska strömtransformatorn monterad ovanpå stödisolatorn. Mätvärdesomvandlaren innefattad i strömtransformatorn är ansluten på hög potential, genom att strömtransformatorns chassi har direkt kontakt med den högspända ledaren.

Ingången för mätsignalen på strömtransformatorns mätvärdesomvandlare är sammankopplad med chassit i en punkt. På liknande sätt är den digital / optiska spänningstransformatorn ansluten till jordpotential E via chassit, och chassit är sammankopplat med ingången för mätsignalen på spänningstransformatorns mätvärdesomvandlare i en punkt. Stödisolatorn fungerar som en isolering mellan respektive mätvärdesomvandlares olika potentialnivåer i detta fall.

Mätvärdena för ström respektive spänning avkänns således på väsentligt skilda potentialnivåer, vilket medför att separata mätuppställningar måste utnyttjas, :vinn -~v 10 15 20 25 30 35 f;1 w o: w t; i ao . | ° ' " innefattande en optoelektronisk mätvärdesomvandlare, samt en transmissionslänk per mätuppställning, såsom ovan beskrivits.

Varje optoelektronisk mätvärdesomvandlare innebär en betydande materialkostnad men också en kostnad för montage och drifttagning.

Genom att istället ansluta spänningstransformatorns hjälpspänningsdelaren mellan mättuttaget på högspänningskondensatorn och den högspända ledningen kan ett mätvärde på hög potential erhållas. Detta är dock en opraktisk lösning som fortfarande fodrar en extra genomföring för ett internt mätuttag med oförändrar kostnad för, montage och drifttagning och som dessutom innebär en ny design.

Till detta kommer att varje komponent i en anläggning i princip ökar risken för att ett fel skall uppstå i anläggningen.

REDoGöRELsE FÖR UPPFINNINGEN Ändamålet med uppfinningen är att åstadkomma en mätutrustning samt ett förfarande för avkännande av mätvärden för växelspänning på en högspänd ledare.

Enligt uppfinningen åstadkommes detta genom att en mätutrustning bildar ett spänningsmätvärde representerande en växelspänning på en högspänd ledare, mätutrustningen innefattande en kondensatorutrustning med en känd kapacitans för inkoppling mellan den högspända ledaren och jordpotential, mätutrustningen innefattar vidare strömmätande medel för att avkänna en kondensatorström som flyter genom kondensatorutrustningen och medel för att bilda nämnda spänningsmätvärde i beroende av nämnda kondensatorström.

Genom uppfinningen uppnås bland annat följande fördel gentemot känd teknik, en enklare design med ett mindre antal komponenter. För att avkänna en växelspänning på högspänningsnivå i enlighet med känd teknik krävs en till ett internt mätuttag inkopplad utrymmeskrävande kapacitiv hjälpspänningsdelare, samt en speciellt tillverkad extra genomföring för mätuttaget på högspänningskondensatorn i kondensatorutrustning. En enklare u ~ unna o- 10 15 20 25 35 i ”l | J (QÜ f J »i design innebär dessutom fördelar såsom minskad termisk påkänning, ökad kortslutningskapacitet samt en lägre kostnad.

Pördelaktiga vidareutvecklingar av uppfinningen erhålles genom att det spänningsmätande medlet innefattar en resistor med känd resistans för inkoppling i serie med kondensatorutrustningen, varvid spänningsmätvärdet bildas i beroende av en avkänd spänning över resistorn representerande kondensatorströmmen, vilket också bidrar till en enklare design jämfört med en mätutrustning utförd med känd teknik. Genom att dessutom välja kondensatorutrustningen som en kopplingskondensator och förse denna med en extern spänningsterminal ansluten till nämnda resistor kan mätvärdet, representerande en ström genom nämnda kopplingskondensator, enkelt avkännas via nämnda spänningsterrninal.

Ytterligare en fördel med ovanstående utförande är att mätutrustningen vid behov kan kalibreras genom att en extra resistor med en känd resistans med enkelhet monteras. Ännu en fördelaktig vidareutveckling av uppfinningen erhålles genom att det nämnda spänningsmätande medlet innefattar en digital/ optisk mätvärdesomvandlare, med vilken spänningsmätvärdet omvandlas till en serie av ljuspulser representerande spänningsmätvärdet vilket möjliggör en spänningsoberoende transmission.

Ytterligare en fördelaktig vidareutveckling av uppfinningen erhålls genom att låta anordna kondensatorutrustningen i en stödisolator, och låta mätutrustningen innefatta en skärm av ett elektriskt ledande material, ornslutande ovan nämnda externa spänningsterminal och elektriskt ledande ansluten till stödisolatorns hölje, härmed kan kapacitiva parasitströmmar och resistiva ytströmmar kopplas förbi kopplingskondensatorns externa spänningsterminal på ett definierat sätt.

Nämnda ledande material är med fördel något av följande material; metall, ledande polymermaterial, ledande kompositmaterial. 10 15 20 25 30 35 Ännu en fördelaktig vidareutveckling av uppfinningen är att låta en mätutrustning enligt uppfinningen, med nämnda resistor inkopplad mellan den högspända ledaren och kondensatorutrustningen, även innefatta ett strömmätande medel, såsom en strömtransformator med en magnetisk kärna, vilken strömtransformator utnyttjas för att bilda ett strömmätvärde representerande en linjeström som flyter genom den högspända ledaren samt låta påföra nämnda strömrnätvärde på en digital / optisk mätvärdesomvandlare och omvandla strömmätvärdet till en serie av ljuspulser, representerande strömmätvärdet, för en spänningsoberoende transmission.

Ytterligare en fördelaktig vidareutveckling av uppfinningen är att låta en mätutrustning enligt uppfinningen även innefatta ett strömmätande medel, såsom en Rogowskispole för att bilda ett strömmätande värde representerande en linjeström som flyter genom den högspända ledaren, det strömmätande värdet behandlas på samma sätt som ovan beskrivits för det strömmätande värde bildat av mätvärdet från en strömtransformator. Den icke metalliska kärnan som är kännetecknande för en Rogowskispole gör att kärnan inte kommer att gå i magnetisk mättning. Den resulterande utspänningen från en Rogowskispole ökar proportionellt med frekvensen och är således fördelaktig vid detektering av övertoner med låg amplitud. En strömtransformator är försedd med en järnkärna och har som jämförelse en magnetiseringskurva med en olinjär karakteristik. Med ett utförande med en Rogowskispole som strömmätande medel erhålls också en enklare design, vad gäller vikt och kostnad. Ännu en fördelaktig vidareutveckling av uppfinningen är att låta en mätutrustning enligt uppfinningen även innefatta strömmätande medel, såsom en kombination av en strömtransformator och en Rogowskispole, grundtonskomponenten mäts med strömtransformatorn och högre ordningens komponenter mäts med Rogowskispolen, med syfte att härmed erhålla en god mätnoggrannhet över ett större frekvensintervall än för vardera strömmätande medel för sig.

Ytterligare en fördelaktig vidareutveckling av uppfinningen är att låta en mätutrustning innefatta spänningsmätande medel enligt uppfinningen, strömmätande medel innefattande en Rogowskispole och/ eller en 10 15 20 25 35 , , u | .c strömtransformator samt en digital/ optisk mätvärdesomvandlare, med mätvärdesomvandlaren anordnad att sekventiellt omvandla såväl spänningsmätvärden och strömmätvärden till serier av ljuspulser för Sekventiell överföring, och samtidigt påföra nämnda digital/ optiska mätvärdesomvandlare både spänningsmätvärden och strömmätvärden, samt sekventiellt omvandla nämnda spänningsmätvärde och nämnda strömmätvärde till serier av ljuspulser för sekventiell överföring till jordpotential på en gemensam optisk transmissionslänk.

En fördelaktig utföringsform av ovan nämnda mätutrustning är att anordna kondensatorutrustningen i en stödisolator och med nämnda strömmätande medel med nämnda digital / optiska mätvärdesomvandlare monterad på toppen av stödisolatorn, och med den elektriskt ledande skärmen ansluten dels till en elektriskt ledande del, exempelvis en metallisk del, på det strömmätande medlet, och dels till stödisolatorns hölje men elektriskt isolerad från kopplingskondensatorns externa spänningsterminal.

Fördelaktiga vidareutvecklingar av uppfinningen framgår av nedanstående beskrivning och patentkrav.

FIGURBESKRIVNING Uppfinningen skall närmare förklaras genom beskrivning av utföringsexempel under hänvisning till bifogade ritningar, i vilka figur 1 visar en utföringsform enligt känd teknik av en mätutrustning för ström- och spänningsmätning i en högspänningsanläggning , figur 2A visar en fördelaktig utföringsform av en mätutrustning i en högspänningsanläggning för spänningsmätning enligt uppfinningen, figur 2B visar en fördelaktig utföringsform av en mätutrustning i en högspänningsanläggning för spänningsmätning enligt uppfinningen kombinerat med strömmätning enligt känd teknik och 10 15 20 25 35 ïffllf." figur 3 visar, en fördelaktig utföringsform av ett fysiskt utförande av en en mätutrustning i en högspänningsanläggning för spänningsmätning enligt uppfinningen kombinerat med strömmätning enligt känd teknik, mätutrustningen innefattande en skärm som elektrisk och elektromagnetisk skyddsutrustning.

BESKRIVNING AV UTFÖRINGSEXEMPEL Den följande beskrivningen avser såväl förfarandet som mätutrustningen.

Figur 2A visar såsom enlinjeschema och blockschema en mätutrustning 4 för avkännande av spänning medelst ett spänningsmätande medel 41, med syfte att bilda mätvärden representerande spänning på en högspänd ledare 1, samt en kontrollutrustning 2. Mätutrustningen är innefattad i en högspänningsanläggning. Kontrollutrustningen är placerad i ett kontrollrum.

Typiska värden för den högspända ledaren 1 är 200 - 4000 A och 145 - 550 kV.

Det spânningsrnätande medlet 41, innefattar en resistor R41, en digital/ optisk mätvärdesomvandlare 43, samt en kondensatorutrustning C41 innefattande en kopplingskondensator C med en extern spänningsterminal B41.

Resistorn R41 är ansluten mellan den högspända ledaren 1, på högspänningsnivå, och den externa spänningsterrriinalen B41 på kondensatorutrustningen vars andra pol är ansluten till jordpotential E. Över resistorn R41 avkänns mätvärdet Vu i form av en spänning representerande strömmen Ic genom kopplingskondensatorn C, strömmen Ic för en given frekvens är proportionell mot växelspänningen U mellan den högspända ledaren 1 och jordpotential E. Mätvärdet Vu påförs den digital / optiska mätvärdesomvandlaren 43.

Den digital / optoelektroniska mätvärdesomvandlaren 43, innefattar på känt sätt en konverteringsutrustning innefattande en analog/ digital konverterare A/ D och en digital /optisk konverterare D/ O. Mätvärdesomvandlaren har ett antal ingångskanaler, varje kanal avsedd för en kontinuerlig analog insignal 10 15 20 25 35 n I ' 00"' [ffwj rygg :'-_';;-.. ' \J f... J L- Jß al' š": n' 10 och försedd med en fritt konfigurerbar processorenhet för att signalbehandla nämnda insignal, samt en gemensam utgångskanal.

Kontrollutrustningen innefattar en liknade konverteringsutrustning, innefattande en optisk/ digital konverterare O/ D. Konverteringsutrustningen innefattar därutöver även ett beräkningsorgan P, exempelvis en datorutrustning innefattande en processorenhet, avsett för i behandling av mätdata i ett dataprogram eller såsom ett dataprogramkod element.

Signalbehandling och vidare bearbetning i kontrollutrustningen 2 sker på jordpotential.

Den digital/ optisk konverteraren D /O och den optisk/ digital konverterare O / D är förbundna med optiska fibrer för transmission av en optisk signal, såsom en optisk transmissionslänk.

Den analoga signalen Vu från det spänningsmätande medlet uppträder på en av mätvärdesomvandlarens ingängskanaler, den analoga signalen påförs vidare den analog/ digitala konverteraren A/ D som omvandlar närnnda analoga signal till en digital elektronisk signal S1 representerande signalen Vu.

Signalen S1 påförs mätvärdesomvandlarens digitala/ optiska konverterare D / O som omvandlar den digitala elektroniska signalen S1 till en optisk digital utsignal 01. Transmissionen av den optiska signalen O1 till kontrollutrustningen 2 sker via nämnda optiska fibrer anslutna mellan den digital/ optiska mätvärdesomvandlaren 43 och kontrollutrustningen 2. Den optiska digitala signalen O1 konverteras i den optisk/ digitala konverteraren i kontrollutrustningen till en digital signal S2 representerande mätvärdet Vu av en spänning representerande strömmen Ic genom kopplingskondensatorn C.

Den digitala signalen S2 påförs därefter beräkningsorganet, i ett för detta ändamål skapat gränssnitt i beräkningsorganet utförs i beroende av den digitala signalen S2 en beräkning av växelspänningen U, mellan den högspända ledaren 1 och jordpotential E. Beräkningen utförd med mätvärdet på strömmen Ic som parameter och med kända värden på resistorn R41 resistans och kopplingskondensatorns C impedans, strömmen Ic för en given frekvens är såsom ovan nämnts proportionell mot växelspänningen U mellan 10 15 20 25 30 35 (Fl L? (Fl F.) LH \_'L n. o o e ; en 11 den högspända ledaren 1 och jordpotential E. Den digitala signalen S2 i låter sig också direktprocessas i ett annat för ändamålet skapat gränssnitt i beräkningsorganet med syfte att bestämma ett mått på övertonshalten eller effektuttag.

Typiska värden för kopplingskondensatorn och resistorn i den beskrivna utföringsformen är, med spänningen 145 - 550 kV och frekvensen 50 Hz, för kopplingskondensatorn 19 - 5 nF eller lägre med motsvarande impedansvärden 640-165 kQ, och för resistorn 1-20 Q.

Ytterligare en fördelaktig utföringsform av uppfinningen visas i figur 2B, innefattande en mätutrustning 5, för avkännande av ström och spänning med syfte att bilda mätvärden representerande ström och spänning på en högspänd ledare 1, samt en kontrollutrustning 2.

Mätutrustningen 5 innefattar ett spänningsmätande medel 41 med utförande såsom ovan beskrivits innefattande en samt ett strömmätande medel, med olika utförande enligt känd teknik; exempelvis innefattande en strörntransformator här benämnt såsom det första utförandet 42a, eller innefattande en Rogowskispole här benämnt såsom det andra utförandet 42b.

I det spänningsmätande medlet avkänns mätvärdet Vu i form av en spänning representerande strömmen Ic genom kopplingskondensatorn C såsom ovan beskrivits, vilken ström Ic för en given frekvens är proportionell mot växelspänningen U mellan den högspända ledaren 1 och jordpotential E.

Mätvärdet Vu påförs en första kanal av den digital/ optiska mätvärdesomvandlaren 43.

I det strömmätande medlet i det första utförandet 42a, innefattande en strömtransformator, har strömtransformatorn på känt sätt en magnetisk kärna med en anslutningsskena förd genom mätkärnan, anslutningsskenan ansluten till den högspända ledaren som på så sätt fungerar som primärlindning, samt en sekundärlindning T2 lindad runt mätkärnan omslutande nämnda anslutningsskena. Strömtransformatorn innefattar vidare på känt sätt en börda i form av en resistor R2. Över bördan avkänns ett mätvärde Va i form av en spänning representerandelinjeströmmen I genom den högspända ledaren. 10 15 20 25 35 en 3 (f: h) C » r ul* ø o ø - nu 12 Mätvärdet Va påförs en andra kanal av den digital / optiska mätvärdesomvandlare 43.

I det strömmätande medlet 42b innefattande en Rogowskispole W omsluter på känt sätt Rogowskispolen den högspända ledaren 1. Med Rogowskispolen avkänns ett mätvärde Vw i form av en spänning representerande linjeströmmen I genom den högspända ledaren. Mätvärdet Vw påförs en andra kanal av den digital / optiska mätvärdesomvandlaren 43.

På ingångskanalerna på den digital/ optoelektroniska mätvärdesomvandlaren 43 uppträder de analoga signalerna Va eller Vw från det strömmätande medlet, och Vu från det spänningsmätande medlet. Mätvärdesomvandlarens ingångskanaler är anslutna till den analog/ digitala konverteraren A/ D. Den analog/ digitala konverteraren A/ D kan exempelvis bestå av en enkel analog/ digital konverterarenhet eller flera analog/ digital konverterarenheter, en enhet ansluten till var och en av nämnda ingångskanaler.

Om den analog/ digitala konverteraren A/ D består av en enkel analog/ digital enhet avkänner denna nämnda ingångskanaler sekventiellt medelst en tidsmultiplexor med en från kontrollutrustningen 2 erhållen samplingsfrekvens och omvandlar sedan de avkända analoga signalerna på ingångskanalerna till en sekventiell digital elektronisk signal S1 representerande både signalen Vu, och signalen Va alternativt Vw.

Om den analog/ digitala konverteraren A/ D består av flera analog/ digitala konverterarenheter, avkänner var och en av enheterna vid samma tidpunkt den till nämnda enhet anslutna ingângskanalen, de på ingångskanalerna avkända analoga signalerna omvandlas sedan på samma sätt som ovan beskrivits sekventiellt medelst en tidsmultiplexor med en från kontrollutrustningen 2 erhållen samplingsfrekvens till en sekventiell digital elektronisk signal S1 representerande både signalen Vu, och signalen Va alternativt Vw.

Signalen S1 påförs därefter den digitala/ optiska konverteraren D/ O som omvandlar den digitala elektroniska signalen S1 till en optisk digital utsignal O1 för vidare transmission till kontrollutrustningen, på samma sätt såsom ovan beskrivits för det spänningsmätande medlet. w- o vec .u 10 15 20 25 30 35 (J | J "i PJ (fl Û n ~ ~ . .n 13 I kontrollutrustningen konverteras därefter den optiska digitala signalen 01 i en digital signal S2 sekventiellt representerande signalerna Va eller Vw från det strömmätande medlet, och signalen Vu från det spänningsmätande medlet.

I ett för detta ändamål skapat gränssnitt i beräkningsorganet uppdelas, med den givna samplingsfrekvensen som parameter, den digitala signalen S2 sekventiellt i sina beståndsdelar signalerna Va eller Vw, representerande linjeströmmen I, och Vu representerande ett spänningsrnätvärde representerande strömmen lc genom kopplingskondensatorn C, och i ett ytterligare för detta ändamål skapat gränssnitt utförs en beräkning av växelspänningen U med mätvärdet på strömmen Ic som parameter och med kända värden på resistorn R41 resistans och kopplingskondensatorns C impedans, strömmen Ic för en given frekvens är såsom ovan nämnts proportionell mot växelspänningen U mellan den högspända ledaren 1 och jordpotential E. Den digitala signalens beståndsdelar låter sig också direktprocessas i ännu ett för detta ändamål skapat gränssnitt för att bestämma ett mått på övertonshalten eller effektuttag.

Ytterligare en fördelaktig utföringsform av uppfinningen är att låta en mätutrustning innefatta ett spänningsmätande medel 41 som utför spänningsmätning enligt uppfinningen på det sätt som ovan beskrivits och samtidigt såsom strömmätande medel som också samtidigt utnyttjar både det första utförandet 42a, innefattande en mättransformator, och det andra utförandet 42b, innefattande en Rogowskispole, som utför strömmätning enligt känd teknik på det sätt på det sätt som ovan beskrivits, utförande för en dylik mätuppställning enligt figur 2B. Syftet är att erhålla en god mätnoggrannhet även för ett frekvensintervall innefattande högre ordningens komponenter. De avkända spänningsmätvärdena Vu, Vw och Va påförs i denna utföringsform tre olika kanaler på den digital/ optiska mätvärdesomvandlaren 43 och behandlas vidare på samma sätt som ovan beskrivits för mätvärden påförda den digital/ optiska mätvärdesomvandlaren vid kombinerad ström- och spänningsmätning, med den skillnaden att den digitala signalen S1 och den optiska signalen 01 och den digitala signalen S2 sekventiellt representerar samtliga signaler Vu, Va och Vw. Va och Vw representerar linjeströmmen I, grundtonskomponenten av strömmen uppmätt med strömtransformatorn och Q u unna u v u 10 15 20 25 30 35 » - u | nu 14 högre ordningens komponenter uppmätt med Rogowskispolen, med syfte att härmed erhålla en god mätnoggrannhet över ett större frekvensintervall än för vardera strömmätande medel för sig. Vu representerar ett spänningsmätvärde representerande strömmen Ic genom kopplingskondensatorn C och strömmen Ic för en given frekvens är såsom ovan nämnts proportionell mot växelspänningen U mellan den högspända ledaren 1 och jordpotential E.

Figur 3 visar ett fysiskt utförande av den ovan beskrivna och i figur 2B visade mätutrustningen för ett kombinerat avkännande av mätvärden för ström och spänning, med utnyttjande av det strömmätande medlet enligt det första utförandet42a, innefattande en mättransformator, och / eller med utnyttjande av det strömmätande medlet enligt det andra utförandet 42b, innefattande en Rogowskispole, och det spänningsmätande medlet i utförande enligt uppfinningen. Vid nämnda fysiska utförande av mätutrustningen innefattas kondensatorutrustningen i en stödisolator N, och det strömmätande medlet placeras med fördel ovanpå stödisolatorn, resistorn R41 är ansluten mellan den högspända ledaren 1 och kopplingskondensatorns C externa spänningsterminal B41 på högspänningsnivå. Den externa spänningsterminalen är åtskild från det strömmätande medlets elektriskt ledande hölje M med ett isolerande skikt L1 och den högspända ledaren är åtskild från det strömmätande medlets elektriskt ledande hölje M med ett isolerande skikt L2.

Mätsignalen, som representerar strömmen genom kopplingskondensatorn är utsatt för påverkan från kapacitiva parasitströmmar mellan kopplingskondensatorns högspänningsterrninal och närliggande faser, så väl som resistiva ytströmmar på isolatorn. Dessa strömmar inverkar på mätsignalens storlek och fasläge.

Genom att förse mätutrustningen enligt uppfinningen med en skärm PS av ett elektriskt ledande material, exempelvis metall, ledande polymermaterial eller ledande kompositmaterial, nämnda skärm omslutande kopplingskondensatorns externa spänningsterminal B41 såsom en elektromagnetisk skärm, så reduceras väsentligt denna felkälla härrörande från kapacitiva och resistiva strömmar i. 10 15 20 25 35 15 Skärmen är elektriskt isolerad från spänningsterrninalen B41. Den övre delen av skärmen är ansluten till de ledande delarna, exempelvis metalliska delarna, M av höljet runt det strömmätande medlet på hög potential och den nedre delen av skärmen är ansluten till isolatorns hölje N med ett elastiskt, ledande material, exempelvis ledande gummi eller fjädrande metall, vilket etablerar en kontrollerad förbikoppling mellan höljet och isolatorn för de resistiva ytströmmar som kan uppstå på isolatorns yta.

Mätutrustningen kan kalibreras genom att i parallellkoppling med resistorn R4 med ett enkelt montage inkoppla högohmiga kända resistorer.

Uppfinningen är inte begränsad till de visade utföringsexemplen utan fackmannen kan givetvis modifiera den på ett flertal sätt inom ramen för den av patentkraven definierade uppfinningen. Således kan resistorn R41 enkelt integreras som en del av det strömmätande medlet.

Ytterligare utföringsexempel är att ersätta den optiska transmissionslänken med en radiolänk eller en transmissionslänk med infrarött ljus (IR).

Den digital/ optiska konverteraren D/ O i mätvärdes omvandlaren byts då ut mot en digital/ radio signal konverterare och den optiska/ digital konverteraren O / D i kontrollutrustningen byts ut mot en radio/ digital signal konverterare om den optiska länken byts ut mot en radiolänk, eller den digital/ optiska konverteraren D / O i mätvärdesomvandlaren byts ut mot en digital / IR konverterare och den optisk/ digitala konverteraren O / D i kontrollutrustningen byts ut mot en IR/ digital konverterare om den optiska länken byts ut mot en transmissionslänk för infrarött ljus.

I kontrollutrustningen omvandlas den transmitterade signalen till lämplig form och nivå och bearbetas på lämpligt sätt på samma sätt som här beskrivits och som ovan beskrivits i beskrivningen till figur 2A och 2B.

Med en mätutrustning innefattande spänningsmätning enligt uppfinningen kan resistorn även inkopplas mellan kopplingskondensatorn och jordpotential.

Claims (14)

10 15 20 25 30 35 16 PATENTKRAV NYA

1. Mätutrustning (4) för att bilda ett spänningsmätvärde (Vu) representerande en växelspänning (U) på en högspänd ledare (1), mätutrustningen innefattande en kondensatorutrustriing (C41) med en känd kapacitans för inkoppling mellan den högspända ledaren ( 1) och jordpotential (E), k ä n n e t e c k n a d av att kondensatorutrustningen utgörs av en kopplingskondensator (C) med en extern spänningsterminal (B41), och kondensatorutrustningen är anordnad i en stödisolator, och att mätutrustningen innefattar en skärm (PS), av ett elektriskt ledande material, ornslutande nämnda externa spänningsterminal, och att nämnda elektriskt ledande skärm är elektriskt ledande ansluten till stödisolatorns hölje (N), och att mätutrustningen vidare innefattar strömmätande medel (41) för att avkänna en kondensatorström (Ic) som flyter genom kondensatorutrustningen och för att bilda spänningsmätvärdet i beroende av nämnda kondensatorström.

2. Mätutrustning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda strömmätande medel innefattar en resistor (R41) för inkoppling i serie med kondensatorutrustningen, varvid spänningsmätvärdet (Vu) bildas i beroende av en avkänd spänning över resistorn representerande kondensatorströmmen.

3. Mätutrustning enligt något av patentkraven 1 och 2, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda strömmätande medel innefattar en digital/ optisk mätvärdesomvandlare (43) för att omvandla spänningsmätvärdet till en serie av ljuspulser (01) representerande spänningsmätvärdet.

4. Mätutrustning enligt patentkrav 3, k ä n n e te c k n a d av att nämnda resistor inkopplad mellan den högspända ledaren och nämnda externa spänningsterrninal på kondensatorutrustningen och att den därutöver innefattar strömmätande medel (42a, 42b) för att bilda ett strömmätvärde (Va, Vw) representerande en linjeström (I) som flyter genom den högspända ledaren.

5. Mätutrustning enligt patentkrav 5, k ä n n e t e c k n a d av att strömmätvärdet påförs nämnda digital/ optiska mätvärdesomvandlare för att 10 15 20 25 30 35 i' OJ Cfl FO ,. u.. 17 omvandla strömmätvärdet till en serie av ljuspulser (O1) representerande strömmätvärdet.

6. Mätutrustning enligt patentkrav 5, k ä n n e t e c k n a d av att den digital/ optiska mätvärdesomvandlaren är anordnad att sekventiellt omvandla nämnda spänningsmätvärde och nämnda strömmätvärde till serier av ljuspulser för Sekventiell överföring till jordpotential på en gemensam optisk transmissionslänk.

7. Mätutrustning enligt något av patentkraven 4-6, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda strömmätande medel är monterade på toppen av nämnda stödisolator, och att nämnda elektriskt ledande skärm är elektriskt ledande ansluten dels till stödisolatorns hölje (N) och dels till en elektriskt ledande del (M) på det strömmätande medlet som befinner sig på den högspända ledarens potential men är elektriskt isolerad från kopplingskondensatorns externa spänningsterrninal.

8. Förfarande för att bilda åtminstone ett spänningsmätvärde (Vu) representerande en växelspänning (U) på en högspänd ledare (1), varvid en mätutrustningen innefattande en kondensatorutrustning (C41) med en känd kapacitans ansluts mellan den högspända ledaren (1) och jordpotential (E), k ä n n e t e c k n a t av att kondensatorutrustningen utgörs av en kopplingskondensator (C), och att kopplingskondensatorn förses med en extern spänningsterrninal (B41), och att kondensatorutrustningen anordnas i en stödisolator (N), och att nämnda mätutrustning förses med en skärm (PS) av ett elektriskt ledande material, omslutande nämnda externa spänningsterminal och elektriskt ledande ansluten till stödisolatorns hölje (N), och att en kondensatorström (Ic) som flyter genom kondensatorutrustningen avkännes och att nämnda spänningsmätvärde bildas i beroende av nämnda kondensatorström.

9. Förfarande enligt patentkrav 9, k ä n n e t e c k n a t av att en resistor (R41) inkopplas i serie med den högspända ledaren och kondensatorutrustningen och att nämnda kondensatorström (Ic) avkänns såsom ett spänningsmätvärde (Vu) över resistorn. 10 15 20 25 30 (H xjj? 18

10. Förfarande enligt något av patentkraven 8 och 9, k ä n n e t e c k n a t av att spänningsmätvärdet påförs en digital/ optiska mätvärdesomvandlare och att nämnda spänningsmätvärde omvandlas till en serie av ljuspulser (O1) representerande spänningsmätvärdet.

11. Förfarande enligt patentkrav 10, k ä n n e t e c k n a t av att nämnda resistor (R41) inkopplas mellan den högspända ledaren och nämnda externa spänningsterrninal på kondensatorutrustningen och att till mätutrustningen därutöver ett strömmätande medel strömmätande medel (42a, 42b) ansluts och att ett strömmätvärde (Va, Vw) representerande en linjeström (I) som flyter genom den högspända ledaren avkännes.

12. Förfarande enligt patentkrav 11, k ä n n e t e c k n a t av att strömmätvärdet påförs en digital/ optiska mätvärdesomvandlare och att i nämnda strömmätvärde omvandlas till en serie av ljuspulser (O1) representerande strömmätvärdet.

13. Förfarande enligt patentkrav 12, k ä n n e t e c k n a t av att nämnda spänningsmätvärde och nämnda strömmätvärde överförs sekventiellt till jordpotential på en gemensam optiskt transmissionslänk.

14. Förfarande enligt något av patentkraven 11-13, k ä n n e t e c k n a t av att nämnda strömmätande medel monteras på toppen av nämnda stödisolator, och att nämnda elektriskt ledande skärm elektriskt ledande ansluts dels till en elektriskt ledande del (M) på det strömmätande medlet som befinner sig på den högspända ledarens potential men är elektriskt isolerad från kopplingskondensatorns externa spänningsterrninal, och dels till stödisolatorns hölje (N).