WO1992013277A1 - Stromwandler - Google Patents

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WO1992013277A1
WO1992013277A1 PCT/EP1992/000113 EP9200113W WO9213277A1 WO 1992013277 A1 WO1992013277 A1 WO 1992013277A1 EP 9200113 W EP9200113 W EP 9200113W WO 9213277 A1 WO9213277 A1 WO 9213277A1
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WO
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conductor
current transformer
current
pipe section
transformer according
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PCT/EP1992/000113
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Inventor
Adolf Schwab
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Abb Patent Gmbh
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/146—Measuring arrangements for current not covered by other subgroups of G01R15/14, e.g. using current dividers, shunts, or measuring a voltage drop
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
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    • G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/18—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using inductive devices, e.g. transformers
    • G01R15/183—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using inductive devices, e.g. transformers using transformers with a magnetic core

Definitions

  • the invention relates to a current transformer according to the preamble of claim 1.
  • current transformers which have a toroidal core which comprises the conductor carrying the high voltage and on whose secondary winding the measuring signal is taken;
  • the core is located on the inside of the encapsulation and includes the inner conductor, as has already been described many times. This so-called conventional current transformers are normally used to measure currents whose frequency is in the range of the mains frequency.
  • Newer network protection systems can improve error detection because they can process measurement signals that have significantly higher frequencies.
  • the so-called conventional transducers have relatively inadequate high-frequency transmission properties and often also lack linearity, the advantages of the new network protection systems cannot be fully exploited, see Schwab, Hochhardsmeßtechnik, Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, 1981, 2nd edition, page 176, first paragraph. In this reference further problems are explained which can occur with the so-called conventional current transformers.
  • Non-conventional transducers have been developed, which are based on electro-optical and magneto-optical effects. For example, it has become known from DE-OS 39 24 369 to use a so-called Pockels cell which is penetrated by an electric field generated by the short-circuit current. With this arrangement, higher-frequency, transient short-circuit currents can also be detected.
  • DE-OS 39 24 369 it has become known from DE-OS 39 24 369 to use a so-called Pockels cell which is penetrated by an electric field generated by the short-circuit current. With this arrangement, higher-frequency, transient short-circuit currents can also be detected.
  • Pipe section is electrically conductively connected to the radial step walls of the circumferential depression.
  • the conductor carries the operating current in the inner region of the depression and, due to the so-called skin effect, a high-frequency current flows in the region of the outer circumference of the conductor and thus through the pipe piece, so that such transient and high-frequency overcurrents can be measured without problems .
  • the interior can be filled with the gas or the liquid that is used as the insulating medium within the encapsulation. If air is used, the depression can also be filled with air. There is also the possibility of filling the cavity with solid insulating material.
  • the pipe section can be formed as a thin film, the thickness of the film also being dependent on the frequencies occurring.
  • An advantageous embodiment of the invention can be gathered from the features of claim 5, whereby the analog measured voltage signals on the pipe section are preferably converted into digital signals which are transmitted from a light transmitter directly or onto a light guide and to the outside by means of the light guide Evaluation unit are emitted or executed.
  • the supply of the converter circuit arrangement takes place according to the characterizing features of claim 7 by means of a capacitive voltage converter.
  • the transmission circuit arrangement which is in the form of a converter circuit arrangement with a light transmitter, is at a high potential in the current-carrying inner conductor.
  • the temperature of the inner conductor can reach over 80 ° C. Temperature rises up to 130 C cannot be excluded.
  • microelectronics and the associated optoelectronics are, however, only guaranteed up to limit values of the operating temperature; these limit values are around 75 ° C, in special cases they can reach up to 125 ° C.
  • Cooling of the electronics can be achieved with the measures according to the characterizing features of patent claim 8.
  • a Peltier element is therefore used to cool the converter circuit arrangement with the light transmitter, that is to say the transmission circuit arrangement;
  • Peltier elements of this type are known per se, see, for example, Meyers Lexicon of Technology and the Exact Natural Sciences, Volume 3, 1970, bibliographisches Institut Mannheim / Vienna / Zurich.
  • FIG. 1 shows a sectional view through a pipe conductor of an encapsulated system with an embodiment of the invention
  • Figure 2 shows the arrangement of Figure 1 with a cooling element
  • a metal-encapsulated gas-insulated high-voltage system has an outer encapsulation 10 and an inner conductor 11.
  • the outer encapsulation 10 is composed of two encapsulation parts 12 and 13, the ends of which face one another and have flanges 14 and 15 between which a disk-shaped support insulator 16 for the inner conductor 11 is fastened.
  • the inner conductor 11 is provided with a recess 17, so that the inner conductor 11 is continuously carried on or through with a reduced wall thickness.
  • a thin-walled tube piece 22 is arranged on the inner conductor 11 above the recess 17, the outer diameter of which is approximately equal to the outer diameter of the inner conductor 11.
  • the length of the pipe section 22 depends on the desired current measurement sensitivity. At the end faces, the pipe section 22 is connected to the radially extending boundary walls of the recess 17, so that the high-frequency currents flow through the pipe section 22 due to the skin effect.
  • the voltage drop across the pipe section 22, measured along its jacket line, is a measure of the current flowing through the pipe section 22.
  • the pipe section 22 is expediently manufactured from the stand material typical of measuring resistors, for example manganin or Isaohm.
  • the voltage drop across the pipe section 22 is tapped by lines of the connecting conductors 23 and 24 and an i inside the inner conductor 11 located converter circuit voltage 25, in which the analog measurement signals are converted into digital signals.
  • the circuit arrangement 25 ha is accordingly an analog / digital converter.
  • At this converter 25 there is a light transmitter 26 which, after being converted into light signals, transmits the digital signals to a conductor arrangement 27 which, as shown schematically in FIG. 1, is led out spirally through the post insulator 16 to the outside.
  • the individual cross sections of the light guide arrangement 27 can be seen in FIG. 1.
  • the light guide arrangement 27 is included ner evaluation circuit 28 connected in which the light signals are evaluated.
  • the converter 25 is supplied with voltage from a capacitor arrangement or a capacitive voltage converter 29.
  • the inner conductor 11 has a depression 30, on the bottom of which webs 31 and 32 are applied, which in connection with an electrode 33 and the bottom of the depression 30 form a supply capacitor 34.
  • the capacitance located between the electrode 33 and the outer conductor 12 has the reference number 35.
  • the electrode 33 on the one hand and the inner conductor 11 on the other hand are connected to the converter 25 by means of electrical lines 36 and 37.
  • This embodiment of the invention takes advantage of the fact that higher-frequency currents only flow in the outermost circumferential region of a conductor due to the so-called skin effect. It is therefore sufficient to measure the voltage drop across the pipe section; the signals that are detected here correspond to the high-frequency short-circuit current components and short-circuit current peak values.
  • the depth of the recess 17 is smaller, the greater the frequency of the short-circuit current. The following applies:
  • d distance between the bottom surface of the recess and d opposite inner surface of the pipe piece 22
  • the depression or groove 17 is covered on the outside by the circumferential electrically conductive tube piece 22 made of resistance material, the ends of which are connected to the inner conductor 11 in an electrically conductive manner.
  • the between the pipe section 2 and the bottom of the groove can be filled with a solid insulating material in thin-walled pipe sections.
  • the depth of this depression, which is denoted by d, may be chosen to be smaller, the higher the frequency of a transient short-circuit current to be measured.
  • the voltage drop U en long of the pipe section 22 is measured; at the ends of the pipe section 22, the lines 23 and 24 are connected, which are connected to the value circuit 25, which further process the voltage signals U s, that they can be transmitted from the inner conductor 11 located at the high voltage potential by means of the light guide arrangement 2 to earth potential.
  • the voltage drop tapped with the two lines 23 and 24 can additionally be supplied to a photodiode, the analog light signal of which can then be transmitted to the evaluation unit 28 via a further light guide. This gives an exact phase-angle measurement.
  • the light guides are connected to a further evaluation circuit for display and further processing. This evaluation circuit can be used, for example, to generate switch-off signals for a circuit breaker located in the switchgear.
  • the signals which can be taken as voltage value U, are precisely analogous to the short-circuit currents.
  • the light signals that are received by the evaluation circuit 28 then also correspond precisely to the short-circuit currents to be measured.
  • the tube piece 22 can also be a part forming a partial arc segment; the recess is not circumferential on the outside, but is introduced over a partial area of the circumference into the inner conductor 11.
  • the material from which the pipe section is formed is a usual measuring resistor material.
  • the light signals can thus, as shown, be transmitted to the outside via the light conductors. However, they can also be emitted to the outside via a light beam.
  • the light path is designated by the reference number 40.
  • i are inner conductors 11 and in the outer conductors 12 or 13 radial bores 41 and 42 are provided through which the light is emitted from the inside out. That the bore 42 on the outer conductor 13 in particular must of course be sealed, for example by means of a suitable transparent mass, is self-evident.
  • the invention can also be used in high-voltage outdoor systems.
  • FIG. 2 shows an embodiment in which the electronic components are cooled.
  • the Peltier element 61 has, as is known, conductive materials of different electrical conductivity, as is known, for example, from Meyers Lexicon of Technology and the Exact Natural Sciences, volume 3, page 1916, so that the composition need not be discussed in more detail here.
  • the transmission circuit arrangements are or are thermally contacted with the cold surface of the pel element 61.
  • the Peltier element 61 is supplied with current by means of a suitably dimensioned current transformer 62 which provides the inner conductor 11 via lines 63 and 64, so that a sufficient cooling effect can be achieved for the transmission circuit arrangement 25/26.
  • a suitably dimensioned current transformer 62 which provides the inner conductor 11 via lines 63 and 64, so that a sufficient cooling effect can be achieved for the transmission circuit arrangement 25/26.
  • the power supply 29 could also be used. It goes without saying that a rectifier must be provided and is not shown in more detail in FIG. 2.

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Abstract

Ein Stromwandler zur Messung von transienten, schnell veränderlichen Kurzschlußströmen etc., vorzugsweise in einer gasisolierten, metallgekapselten Schaltanlage, ist in mindestens einem Leiter (11) angeordnet. Er besitzt ein dünnwandiges Rohrstück (22), das die transienten Kurzschlußströme des Leiters (11) führt und dessen Außendurchmesser dem Außendurchmesser des Leiters (11) gleicht. Zur Messung wird der Spannungsabfall entlang einer Mantellinie des Rohrstückes (22) verwendet. Dieser Spannungsabfall entlang dieser Mantellinie ist ein Maß für den transienten Kurzschlußstrom.

Description

Stromwandler
Beschreibung
Die Erfindung betrifft einen Stromwandler nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Zur Messung von Strömen in Hochspannungsanlagen dienen Strom¬ wandler, die einen Ringkern aufweisen, der den die Hochspannun führenden Leiter umfaßt und an dessen Sekundärwicklung das Meß signal abgenommen wird, siehe z. B. EP-PS 0 063 636. Bei metall gekapselten, gasisolierten Hochspannungsschaltanlagen befindet sich der Kern an der Innenseite der Kapselung und umfaßt den I nenleiter, wie vielfach schon beschrieben worden ist. Mit dies sog. konventionellen Stromwandlern werden normalerweise Ströme gemessen, deren Frequenz im Bereich der Netzfrequenz liegt.
Neuere Netzschutzanlagen können die Fehlererkennung verbessern, weil sie Meßsignale verarbeiten können, die deutlich höhere Fr quenzen aufweisen. Da aber die sog. konventionellen Meßwandler relativ unzureichende hochfrequente Übertragungseigenschaften und oft auch mangelnde Linearität aufweisen, können die Vortei der neuen Netzschutzanlagen nicht vollständig ausgenutzt werde siehe Schwab, Hochspannungsmeßtechnik, Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, 1981, 2. Auflage, Seite 176, erster Ab¬ satz. In dieser Literaturstelle werden weitere Probleme erläu¬ tert, die bei den sog. konventionellen Stromwandlern auftreten können.
Damit auch solche höherfrequenten Ströme gemessen und ausgewer tet werden können, sind sog. nicht konventionelle Meßwandler entwickelt worden, die auf elektrooptischen und magnetooptisch Effekten basieren. Beispielsweise ist aus der DE-OS 39 24 369 bekannt geworden, eine sog. Pockelszelle zu verwenden, die von einem durch den Kurzschlußstrom erzeugten elektrischen Feld durchsetzt wird. Mit dieser Anordnung können auch höherfre- quente, transiente Kurzschlußströme detektiert werden. DIESES BLATT WURDE MIT DER INTERNATIONALEN ANMELDUNG NICHT EINGEREICHT
Rohrstück elektrisch-leitend mit den radialen Stufenwänden der umlaufenden Vertiefung verbunden ist. Mit der erfindungsgemäßen Lösung führt der Leiter im inneren Bereich der Vertiefung den Betriebsstrom und aufgrund des sog. Skin-Effektes fließt ein hochfrequenter Strom im Bereich des Außenumfangs des Leiters un damit durch das Rohrstück, so daß derartige transiente und hoch frequente Überströme problemlos gemessen werden können.
Wenn der Leiter der Innenleiter einer gas- oder flüssig¬ keitsisolierten Schaltanlage ist, kann in besonders vor¬ teilhafter Ausgestaltung der Innenraum mit dem Gas oder der Flüssigkeit gefüllt sein, das bzw. die als Isoliermedium inner¬ halb der Kapselung benutzt wird. Wird Luft benutzt, dann kann die Vertiefung auch mit Luft gefüllt sein. Es besteht auch die Möglichkeit den Vertiefungsraum mit festem Isolierstoff zu fül¬ len.
Das Rohrstück kann als dünne Folie ausgebildet werden, wobei di Dicke der Folie ebenfalls abhängig ist von den auftretenden Fre quenzen.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist den Merkmalen des Anspruches 5 zu entnehmen, wodurch die analog gemessenen Spannungssignale am Rohrstück in bevorzugter Weise umgewandelt werden in digitale Signale, die von einem Lichtsender direkt oder auf einen Lichtleiter aufgegeben und mittels des Lichtlei¬ ters nach außen zu einer Auswerteeinheit abgestrahlt bzw. her¬ ausgeführt werden.
Die Versorgung der Wandlerschaltungsanordnung erfolgt gemäß kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 7 mittels eines kapazi tiven Spannungswandlers.
Nachzutragen ist, daß die am Rohrstück abgenommene Spannung prä zise analog den Kurzschlußströmen ist. Dieses analoge Signal wird mittels der Wandleranorodnung, die eine Analog-Digital- Wandlerschaltungsanordnung ist, in digitale Signale umgewandelt Es besteht natürlich auch die Möglichkeit, zusätzlich zu den di gitalen Signalen die analogen Signale zur Auswerteeinheit her¬ auszuführen, wodurch eine genaue Festlegung des Phasenwinkels ermöglicht wird.
Die Übertragungsschaltungsanordnung, die ja als Wandlerschaltungsanordnung mit einem Lichtsender ausgebildet ist, befindet sich auf hohem Potential im stromführenden Innen¬ leiter. Aus technischen Gründen, beispielsweise bei hohen Last¬ strömen oder bei Sonneneinstrahlung, kann die Temperatur des In nenleiters über 80° C annehmen. Auch Temperaturanstiege bis 130 C können nicht ausgeschlossen werden.
Die sichere Funktion der Mikroelektronik und die zugehörige Op¬ toelektronik ist allerdings nur bis zu Grenzwerten der Einsatz¬ temperatur gewährleistet; diese Grenzwerte liegen bei 75° C, in speziellen Fällen können sie bis 125° C annehmen.
Mit den Maßnahmen nach den kennzeichnenden Merkmalen des Pa¬ tentanspruches 8 kann eine Kühlung der Elektronik erreicht wer¬ den.
Erfindungsgemäß also wird zur Kühlung der Wandlerschal¬ tungsanordnung mit dem Lichtsender, also der Übertra- gungsschaltungsanordnung ein Peltier-Element benutzt; derartige Peltier-Elemente sind an sich bekannt, siehe beispielsweise Meyers-Lexikon der Technik und der exakten Naturwissenschaften, 3. Band, 1970, Bibliographisches Institut Mannheim/Wien/Zürich.
Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfin¬ dung dargestellt ist, soll die Erfindung sowie weitere vorteil¬ hafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung näher er läutert und beschreiben werden.
Es zeigen:
Figur 1 eine Schnittansicht durch einen Rohrleiter einer gekapselten Anlage mit einer Ausführungsform der Erfindung, Figur 2 die Anordnung nach Figur 1 mit einem Kühlelemen
Eine metallgekapselte gasisolierte Hochspannungsanlage besitzt eine Außenkapselung 10 und einen Innenleiter 11. Die Außenkaps lung 10 setzt sich aus zwei Kapselungsteilen 12 und 13 zusamme deren aufeinanderzuweisenden Enden Flansche 14 und 15 besitzen zwischen denen ein scheibenförmiger Stützisolator 16 für den I nenleiter 11 befestigt ist. Um nun die hochfrequenten Anteile eines Überstromes messen zu können, ist der Innenleiter 11 mit einer Vertiefung 17 versehen, so daß der Innenleiter 11 mit reduzierter Wandstärke ununterbrochen weiter- bzw. durchgeführ wird. Am Innenleiter 11 ist über der Vertiefung 17 ein dünnwan diges Rohrstück 22 angeordnet, dessen Außendurchmesser dem Au¬ ßendurchmesser des Innenleiters 11 in etwa gleicht. Die Länge des Rohrstückes 22 richtet sich nach der gewünschten Stromme߬ empfindlichkeit. An den Stirnseiten ist das Rohrstück 22 mit d radial verlaufenden Begrenzungswänden der Vertiefung 17 verbun den, so daß die hochfrequenten Ströme aufgrund des Skin-Effekt durch das Rohrstück 22 hindurch fließen.
Der Spannungsabfall an dem Rohrstück 22, entlang dessen Mantel linie gemessen, ist ein Maß für den durch das Rohrstück 22 fli ßenden Strom. Zur Vermeidung einer Temperaturabhängigkeit wir das Rohrstück 22 zweckmäßig aus für Meßwiderstände typischem derStandsmaterial gefertigt, beispielsweise Manganin oder Isaohm. Der Spannungsabfall über dem Rohrstück 22 wird durch Leitungen der Anschlußleiter 23 und 24 abgegriffen und einer i Inneren des Innenleiters 11 befindlichen Wandlerschaltungsano nung 25 zugeführt, in der die analogen Meßsignale in digitale Signale umgewandelt werden. Bei der Schaltungsanordnung 25 ha delt es sich demgemäß um einen Analog/Digital-Wandler. An dies Wandler 25 befindet sich ein Lichtsender 26, der die digitale Signale nach Umwandlung in Lichtsignale auf eine Leiteranordn 27 überträgt, die - wie in der Figur 1 schematisch dargestell spiralförmig durch den Stützisolator 16 nach außen herausgefü ist. Man erkennt in der Figur 1 die einzelnen Querschnitte de Lichtleiteranordnung 27. Die Lichtleiteranordnung 27 ist mit ner Auswerteschaltung 28 verbunden, in der die Lichtsignale aus gewertet werden.
Der Wandler 25 wird mit Spannung aus einer Kondensatoranordnun oder einem kapazitiven Spannungswandler 29 versorgt. Zu diesem Zweck besitzt der Innenleiter 11 eine Vertiefung 30, auf deren Boden Stege 31 und 32 aufgebracht sind, die in Verbindung mit einer Elektrode 33 und dem Boden der Vertiefung 30 einen Ver¬ sorgungskondensator 34 bilden. Die zwischen der Elektrode 33 un dem Außenleiter 12 befindliche Kapazität besitzt die Bezugszif¬ fer 35. Die Elektrode 33 einerseits und der Innenleiter 11 ande rerseits sind mittels elektrischer Leitungen 36 und 37 mit dem Wandler 25 verbunden.
Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung macht man sich zu Nutze, daß hδherfrequente Ströme aufgrund des sog. Skin-Effektes nur i äußersten Umfangsbereich eines Leiters fließen. Dadurch genügt es, den Spannungsabfall am Rohrstück zu messen; die Signale, di hierbei detektiert werden, entsprechen den hochfrequenten Kurzschlußstromanteilen und Kurzschlußstrommscheitelwerten.
Die Tiefe der Vertiefung 17 ist, ausgehend von dem Außen¬ durchmesser des Innenleiters, um so kleiner, je größer die Fre¬ quenz des Kurzschlußstromes. Es gilt:
d = k/Funktion (f(hz) )
mit
d = Abstand zwischen der Bodenfläche der Vertiefung und d gegenüberliegenden Innenfläche des RohrStückes 22 k = Konstante f = Frequenz (gemessen in Hz).
Die Vertiefung oder Nut 17 ist, mit anderen Worten, nach außen abgedeckt von dem umlaufenden elektrisch-leitenden Rohrstück 22 aus Widerstandsmaterial, dessen Enden mit dem Innenleiter 11 elektrisch-leitend verbunden sind. Der zwischen dem Rohrstück 2 und dem Boden der Nut befindliche Innenraum kann bei dünnwandi gen Rohrstücken mit einem festen Isolierstoff ausgefüllt werde Die Tiefe dieser Vertiefung, die mit d bezeichnet ist, darf um so kleiner gewählt werden, je höher die zu messenden Frequenze eines transienten Kurzschlußstromes sind.
Zur Messung der Kurzschlußströme wird der Spannungsabfall U en lang des Rohrstückes 22 gemessen; an die Enden des Rohrstückes 22 sind die Leitungen 23 und 24 angeschlossen, die mit der Aus werteschaltung 25 verbunden sind, die die Spannungssignale U s weiterverarbeiten, daß sie von auf dem Hochspannungspotential befindlichen Innenleiter 11 mittels der Lichtleiteranordnung 2 auf Erdpotential übertragen werden können. Der mit den-beiden Leitungen 23 und 24 abgegriffene Spannungsabfall kann zusätzli einer Fotodiode zugeführt werden, deren analoges Lichtsignal dann über einen weiteren Lichtleiter nach außen zur Aus¬ werteeinheit 28 übertragen werden kann. Dies ergibt eine genau Phasen-Winkel-Messung. Die Lichtleiter sind außerhalb der Kaps lung mit einer weiteren Auswerteschaltung zur Anzeige und Wei¬ terverarbeitung verbunden. Mit dieser Auswerteschaltung können beispielsweise Ausschaltsignale für einen in der Schaltanlage befindlichen Leistungsschalter erzeugt werden.
Die Signale, die als Spannungswert U abgenommen werden können, sind präzise analog den Kurzschlußströmen.
Die Lichtsignale, die von der Auswerteschaltung 28 aufgenommen werden, entsprechen dann ebenfalls präzise den zu messenden Kurzschlußströmen.
Das Rohrstück 22 kann auch ein ein Teilbogensegment bildendes Teil sein; dabei ist die Vertiefung außen nicht umlaufend, son dern über einen Teilbereich des Umfangs in den Innenleiter 11 eingebracht.
Das Material, aus dem das Rohrstück gebildet ist, ist ein übli ches Meßwiderstandsmaterial. Die Lichtsignale können also, wie dargestellt, über die Licht- " leiter nach außen übertragen werden. Sie können aber auch über einen Lichtstrahl nach außen abgestrahlt werden. Der Lichtstra ist mit der Bezugsziffer 40 bezeichnet. Zu diesem Zweck sind i Innenleiter 11 und im Außenleiter 12 bzw. 13 radiale Bohrungen 41 und 42 vorgesehen, durch die das Licht von innen nach außen abgestrahlt wird. Daß natürlich insbesondere die Bohrung 42 am Außenleiter 13 abgedichtet sein muß, beispielsweise durch eine geeignete transparente Masse, ist selbstverständlich.
Selbstverständlich ist die Erfindung auch bei Freiluft- hochspannungsanlagen anwendbar.
Eine Ausführungsform, bei der eine Kühlung der elektronischen Bauteile bewirkt wird, zeigt die Figur 2.
Auf einem Absatz 60 im Inneren des Innenleiters 11 ist ein Pel tier-Element, das in seiner Gesamtheit mit 61 bezeichnet ist, aufgesetzt. Das Peltier-Element 61 besitzt, wie bekannt, Leite materialien unterschiedlicher elektrischer Leitfähigkeit, wie beispielsweise aus Meyers-Lexikon der Technik und der exakten Naturwissenschaften, Band 3, Seite 1916 bekannt, so daß hier nicht näher auf die Zusammensetzung eingegangen werden muß.
Zur Verringerung der Betriebstemperaturen wird bzw. werden die Übertragungsschaltungsanordnungen mit der kalten Fläche des Pel tier-Elementes 61 thermisch kontaktiert.
Das Peltier-Element 61 wird mittels eines den Innenleiter 11 um gebenden geeignet bemessenen Stromwandlers 62 über Leitungen 63 und 64 mit Strom versorgt, so daß für die Übertragungsschal¬ tungsanordnung 25/26 ein ausreichender Kühleffekt erzielt werde kann. Selbstverständlich könnte auch die Spannungsversorgung 29 benutzt werden. Daß ein Gleichrichter vorgesehen sein muß, ist selbstverständlich und in Figur 2 nicht näher dargestellt.

Claims

Patentansprüche
1. Stromwandler zur Messung von Über- oder Kurz¬ schlußströmen, vorzugsweise in einer gasisolierten, me¬ tallgekapselten Schaltanlage, mit mindestens einem auf Hochspan nungspotential befindlichen Leiter (11), um den herum der Strom wandler angeordnet ist, wobei der Leiter (11) einen als im Ver¬ gleich zum Leiter dünnwandiges Rohrstück (22) ausgebildeten, stromführenden Bereich aufweist, welcher am Außenumfang des Lei ters (11) angeordnet ist, wobei der Außendurchmesser des Rohr¬ stückes (22) dem Außendurchmesser des Leiters (11) im wesentli¬ chen gleicht, und wobei der Spannungsabfall entlang einer Man¬ tellinie des Rohrstückes (22) ein Maß für den Kurzschlußstrom ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung hochfrequenter, transienter Anteile der Leiter (11) eine am Außenumfang umlau¬ fende Vertiefung (17) aufweist, die von dem Rohrstück (22), des sen Außendurchmesser dem Außendurchmesser des Innenleiters (11) im wesentlichen gleicht, abgedeckt ist und daß das Rohrstück (22) im Bereich des Außendurchmessers des Leiters (11) mit dem Leiter (11) beidseitig elektrisch-leitend verbunden ist.
2. Stromwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, d der Raum zwischen dem Rohrstück (22) und der Vertiefung (17) mi festem Isolierstoff ausgefüllt ist.
3. Stromwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, d der Zwischenraum zwischen dem Rohrstück (22) und dem Boden der Vertiefung (17) mit dem Gas ausgefüllt ist, das den Leiter (10) umgibt.
4. Stromwandler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, d das Rohrstück (22) als Folie ausgebildet ist, die auf dem feste Isolierstoff aufgelegt ist.
5. Stromwandler nach einem der vorherigen Ansprüche dadurc gekennzeichnet, daß an den Enden der Mantellinie des Rohrstücke (22) Anschlußleiter (23, 24) angeschlossen sind, die einer im Inneren des Leiters (11) angeordneten Wandlerschaltungsanordnun (25) , vorzugsweise einer Analog-Digital-Wandlerschaltungsanord- nung (25), zugeführt ist, deren Ausgangssignale elektrisch iso¬ liert zu einer auf Erdpotential befindlichen Auswerteschaltung
(28) geführt sind.
6. Stromwandler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, d die Wandleranordnung (25) mit einem Lichtsender (26) verbunden ist und daß die Lichtsignale als Lichtstrahl direkt oder mittels einer Lichtleiteranordnung (27) zur Auswerteschaltung' -(28) her¬ ausgeführt sind, wobei der Lichtstrahl bei einer metallgekapsel¬ ten Hochspannungsanlage durch je eine Radialbohrung (41, 42) im Leiter (11) und im Außenleiter (10/13) oder vorzugsweise durch einen scheibenförmigen, den Außenleiter gegen den Leiter ab¬ stützenden Stützisolator (16) spiral- oder mäanderförmig nach außen geführt sind.
7. Stromwandler nach einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgung der Analog-Digital-Umwand- lungsschaltungsanordnung (25) mittels eines am Innenleiter vor¬ gesehenen kapazitiven Spannungswandlers (29) vorgenommen ist.
8. Stromwandler nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurc gekennzeichnet, daß innerhalb des hohl ausgebildeten Innenlei¬ ters (11) ein als Kühlelement dienendes Peltier-Element (61) vorgesehen ist, das mit der Wandlerschaltungsanordnung (25, 26) in thermisch engem Kontakt steht und ggf. mittels eines den In¬ nenleiter umgebenden Stromwandlers (62) mit Strom versorgt wird.
PCT/EP1992/000113 1991-01-23 1992-01-21 Stromwandler WO1992013277A1 (de)

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