WO1997028587A1 - Gekapselter rohrleiter - Google Patents

Gekapselter rohrleiter Download PDF

Info

Publication number
WO1997028587A1
WO1997028587A1 PCT/DE1997/000090 DE9700090W WO9728587A1 WO 1997028587 A1 WO1997028587 A1 WO 1997028587A1 DE 9700090 W DE9700090 W DE 9700090W WO 9728587 A1 WO9728587 A1 WO 9728587A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
encapsulation
interior
encapsulated
information
transmission
Prior art date
Application number
PCT/DE1997/000090
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Bauerschmidt
Ottmar Beierl
Wolf-Eckhart Bulst
Valentin Magori
Thomas Ostertag
Leonhard Reindl
Gerd Scholl
Oliver Sczesny
Dieter Lorenz
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Aktiengesellschaft filed Critical Siemens Aktiengesellschaft
Priority to JP9527226A priority Critical patent/JP2000504199A/ja
Priority to EP97904993A priority patent/EP0878039A1/de
Publication of WO1997028587A1 publication Critical patent/WO1997028587A1/de
Priority to US09/127,528 priority patent/US6081729A/en

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B13/00—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle
    • H02B13/02—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle with metal casing
    • H02B13/035—Gas-insulated switchgear
    • H02B13/065—Means for detecting or reacting to mechanical or electrical defects
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/16—Indicators for switching condition, e.g. "on" or "off"
    • H01H9/168—Indicators for switching condition, e.g. "on" or "off" making use of an electromagnetic wave communication

Definitions

  • the invention relates to an encapsulated pipeline for electrical energy.
  • a metal-encapsulated high-voltage switchgear assembly is known from German utility model 94 20 199, in which a surface acoustic wave element (SAW) is arranged in one of its gas spaces.
  • SAW surface acoustic wave element
  • An antenna is arranged on the outside of the encapsulation, which serves for wireless information transmission with an evaluation device.
  • DE 195 14 342 C1 describes the use of SAW sensors in a high-voltage cable.
  • the invention is based on the object of specifying a simple solution for an information transmission in an encapsulated pipeline for electrical energy, wherein, if possible, no additional transmission lines are to be used.
  • the solution is achieved with an encapsulated pipe conductor which has at least two antenna elements directed towards the interior of its encapsulation, between which a wireless information transmission takes place, with each antenna element being assigned a transceiver device arranged outside the encapsulation.
  • the pipe conductor itself serves as a transmission conductor, and there is no galvanic coupling to the pipe conductor itself.
  • the information can be transmitted by means of acoustic, optical or, preferably, electromagnetic waves. This allows any choice of the technology used, which is based in each case on the respective conditions of the pipeline.
  • the interior can be divided into several subspaces, the antenna elements being arranged on different subspaces. In this way, information transmission is possible even over long distances.
  • a signal amplifier can be provided to amplify a signal level over long distances in a subspace between the antenna elements. For this purpose, this can have two antennas, which are preferably separated from one another by at least one partition or bulkhead.
  • the antenna elements are each arranged at an assigned opening on the encapsulation. This provides simple accommodation which is suitable for existing and new systems.
  • the antenna elements can optionally be arranged advantageously inside or outside the interior of the encapsulation.
  • At least one sensor can be arranged in the interior, which can be remotely queried from at least one of the antenna elements.
  • the pipeline has a favorable combination of information transmission and monitoring.
  • At least one of the transceivers can have an interface for coupling a secondary or higher-level monitoring device. A comprehensive exchange of information with a wide variety of systems is thus possible.
  • the encapsulation is preferably metallic, which provides good shielding. At least one switching device or a conductor for high or medium voltage can be arranged in the encapsulation. This enables integration into extensive piping systems, e.g. a switchgear, possible.
  • the sensors are preferably designed as surface wave sensors, which provides space-saving accommodation in the pipeline.
  • an encapsulated system for electrical energy is provided with a plurality of sensors arranged with its antenna elements in the interior of the encapsulation, a monitoring device having an antenna element for exchanging information with the sensors being provided, the antenna element of the monitoring device being arranged on the encapsulation and is directed towards the interior, and wherein the sensors can be queried selectively.
  • This solution allows simple monitoring of many functions by means of remote interrogation without any wiring or mechanical effort being involved in the encapsulation. Only the desired sensors need to be installed. This solution is also suitable for existing systems and can be easily expanded, and it is possible to accommodate the sensors in the encapsulation of the system even under unfavorable space conditions.
  • the sensors are preferred as surface wave sensors
  • the sensors can have the size of a check card, the major part of this form advantageously serving as an antenna element.
  • the sensors can be designed, at least in part, for recording different measured variables, as a result of which a large number of different information and / or measured values can be recorded.
  • the sensors can be arranged in different subspaces, in particular gas spaces, of the system. Of course, this only applies insofar as an information transfer between two subspaces is possible due to their partitioning.
  • the sensors can be designed as active or preferably as passive components.
  • the respective conditions at the respective installation site can thus be taken into account.
  • a passive version has the advantage that no electronics have to be used. This is favorable for use at high voltage potential.
  • the sensors can advantageously be arranged at the potential of the encapsulation or at the potential of a conductor in the encapsulation. As a result, there is no restriction to specific detection values, potential relationships or installation locations.
  • the installation location can even be mobile (e.g. on a shift rod). Additional potential separators are not necessary.
  • the monitoring device advantageously has at least one additional interface for the exchange of information with further sensors, SAWs, sensors or detection devices.
  • the further interface or interfaces can be designed as a line-bound interface / s, in particular an electrical, acoustic or optical interface / s, or as a wireless interface, whereby a variety of information sources can be coupled.
  • an interface for coupling a secondary or higher-level monitoring device.
  • the interface can then preferably be designed as a bus interface, as a result of which a high data transmission rate is possible.
  • Coding is preferably provided for the selective interrogation. In this way, a distinction is made between the respective information and assignment to the respective sources or sensors.
  • the coding can be done by hardware or by a procedural measure, e.g. Software to be implemented.
  • Each sensor thus has its own information path or channel.
  • the coding can alternatively or additionally be carried out in connection with a frequency or time division multiplex method. This enables an inexpensive, multiple use of existing frequency channels.
  • the coding can be carried out by polarization, for example the electromagnetic wave used, optionally with an orientable antenna, or correlation.
  • This type of coding is favorable for use in metal encapsulations.
  • Correlation methods are known in principle from radar technology, with a response signal from the sensor being used to send back a signal pattern which in the monitoring device is transmitted by a signal. Comparison method, for example a correlation method, is recognized.
  • the coding can also be done by an identifier in the transmission or response signal when exchanging information. In any case, this ensures selective recognizability in the transmitting and receiving device.
  • the encapsulation can be metallic, with a preferred use of the system for high or medium voltage.
  • the information gathered there can thus be processed safely and easily.
  • this provides shielding inwards and outwards.
  • At least one switching device or a conductor is then arranged within the encapsulation.
  • the system is then designed as a switchgear or pipeline.
  • the antenna elements can optionally be designed for the transmission of optical, acoustic or electromagnetic waves, with the greatest possible depending on the application
  • Transfer rate an optimized solution with regard to high transmission security and low sensitivity to interference is possible.
  • the present solution is particularly simple and can be easily integrated into new and existing systems.
  • the antenna elements are attached without complex measures.
  • the term “encapsulated system” is understood to mean generally system parts of the electrical energy distribution, in particular for high or medium voltage, which have an encapsulation, a housing or a boiler, in which at least one electrical component is accommodated. Examples of this are: an encapsulated disconnector or circuit breaker, an encapsulated switchgear, an SF6-insulated transformer or an SF6 pipe.
  • FIG. 1 shows a first switchgear with SAWs in a longitudinal section
  • FIG. 2 shows a second switchgear assembly with further SAWs outside its encapsulation
  • FIG. 3 shows a third switchgear assembly with an optical information transmission
  • FIG. 4 shows a pipeline with a device for information transmission.
  • a switchgear assembly with a monitoring device is generally explained, information transmission with radio frequency being used. It goes without saying that the monitoring device described can also be used for other functions within the switchgear, e.g. can be used for detecting a switching position without sensors according to a radar principle, for additional control tasks or purely for information transmission.
  • Switchgear 1 shows an encapsulated, gas-insulated switchgear assembly 1, as is known, for example, from the prior art according to the above-mentioned German utility model 94 20 199.
  • Switchgear 1 is suitable for high, high or medium voltage.
  • Switchgear is also understood to mean an encapsulated pipeline without a switching element.
  • a bus bar 6 runs centrally in the encapsulation 5 as an electrical conductor.
  • SAW Surface wave sensors
  • SAW 7a for temperature detection
  • SAW 7b for current detection
  • SAW 7c for gas detection
  • SAW 7d for position detection
  • Each SAW has at least one antenna 9 for transmitting information, in particular for interrogation, as the receiving and transmitting means.
  • the information is transmitted from the SAWs 7a to 7d to a central transmitting and receiving antenna which is effective for all SAWs 7a to 7d and is referred to below as antenna element 11.
  • Antenna, transmitting and receiving antenna, antenna element or receiving and transmitting means are understood here to mean any radiation and receiving elements that allow radiation and / or reception of electromagnetic or optical waves, for example radio antennas, ultrasound or optical transmitting and Receiving elements (eg infrared elements), whereby a division in the sending and receiving direction can also be included.
  • radio antennas for example radio antennas, ultrasound or optical transmitting and Receiving elements (eg infrared elements), whereby a division in the sending and receiving direction can also be included.
  • the embodiment according to FIG. 1 relates, for example, to radio information transmission.
  • the antenna element 11 is connected to a control and monitoring device via suitable lines 13, for example a coaxial cable, optionally with the interposition of a matching element. direction (hereinafter referred to as monitoring device 15) connected.
  • monitoring device 15 This comprises a transmitting and receiving part 17 and a further device for signal evaluation (not shown in more detail), wherein a processor with a memory device can optionally be included.
  • the transmitting and receiving part 17 or at least parts thereof can also be arranged decentrally in the antenna element 11, so that only low-power data traffic takes place between the monitoring device 15 and the antenna element 11. The transmission power is then generated decentrally.
  • the antenna element 11 is connected to a decentralized device in a wired or wireless manner directly to a bus 19.
  • the monitoring device 15 can be connected to the transmitting and receiving part 17 and the connected antenna element 11 in the sense of the previous idea can also be referred to as a transceiver.
  • the monitoring device 15 can be, for example, a central unit in a switchgear or a branch or device-related device that is connected via a further data connection, e.g. is connected in terms of data technology via the bus 19 to a higher-order center 21.
  • This control center 21 can be a local control center, which in turn is connected to a higher-level network control center via a suitable interface 22.
  • control center 21 comprises suitable operating and display means, e.g. a keyboard and a screen, for the operation of the switchgear 1.
  • suitable operating and display means e.g. a keyboard and a screen, for the operation of the switchgear 1.
  • a portable device e.g. a portable computer or laptop, for
  • the data connections shown can be arbitrary, e.g. B. as a wired connection, in particular wire line or light guide, or wireless connection, e.g. Radio, sound or optical connection.
  • the antenna element 11 is arranged at an opening within the encapsulation 5.
  • the opening is formed by a flange 23 which is connected to a closure element 25, e.g. a cover and a pressure ring 27, is closed.
  • a closure element 25 e.g. a cover and a pressure ring 27
  • screw connections for the flange connection according to the prior art, which are not shown here, are to be provided.
  • the antenna element 11 thus lies within the encapsulation 5, so that the best conditions for problem-free information transmission to the SAWs 7a to 7d are given. Since the antenna element 11 is virtually inside a nozzle and does not protrude into the interior 4, electrical or field problems are avoided here. In addition, the antenna element 11 forms a structural unit with a component that can be detached from the encapsulation 5 anyway, so that it is easily accessible or can also be retrofitted.
  • the SAWs 7a to 7d are arranged partly on the encapsulation 5, partly on the busbar 6, on a movable part of the switching device 3 or also on or behind a first support 28, optionally in a separate gas space.
  • a plurality of sensors for different functions can be arranged collectively at one location and have a common antenna. It is also possible for a sensor to contain several measurement functions.
  • the sensors can have an areal size of approximately 5 to 100 cm 2 , the major part of the area forming the antenna element. It is essential for the function of the entire monitoring that there is a secure radio or data connection within the encapsulation 5.
  • the support 28 is made of a dielectric material ", so that the high-frequency transmission between the antenna element 11 and the SAW 7c located behind the support 28 is not impaired.
  • the material of the support must be provided accordingly (e.g. glass for an optical transmission).
  • the flange 23 or the opening required for coupling can be part of an existing maintenance opening, a gas filler neck, a casting resin filling opening, a viewing hole or an end flange, for example.
  • the embodiments described here, by way of example, can therefore be used analogously for any possible openings in switchgear assemblies, for example also for the end flange 29 shown.
  • a specially arranged opening can also be used.
  • the antenna element 11 it is also conceivable for the antenna element 11 to be arranged outside the encapsulation 5 and to radiate into the interior 4 via a dielectric window.
  • a filler neck in the region of a connecting flange of two encapsulation sections, for example, is suitable as an opening, the antenna element optionally being cast as a rod antenna being cast into the opening.
  • a further antenna (not shown in greater detail) is arranged in the gas space behind the further support 39, it is also possible to use the interior 4 of the encapsulation 5 as a transmission space, with protected data transmission over long distances being possible. This possibility can preferably be used with pipelines.
  • a combination with a simultaneous sensor query is conceivable.
  • the present idea essentially relates to the selective acquisition of the measured values, sizes or information acquired by the respective sensors, in particular the SAWs 7a to 7d. A distinction can first be made as to whether the SAWs are called selectively or not.
  • a selective call can be made, for example, using different frequencies (or channels). This would reserve a separate transmission channel for each SAW qua ⁇ i, the central-side call signal and the SAW-side response signal being on the same transmission channel in each case.
  • a further possibility is given in that a coding, identifier or another selection signal which is recognized in the SAW to be activated in each case is transmitted with a call signal which can be received by all SAWs and which then contains a response signal containing the corresponding information delivers. It is therefore possible that only the SAW (or SAW group) addressed responds.
  • all SAWs 7a to 7d can be activated with a common call signal from the antenna element 11, the selection being made subsequently after reception by the antenna element 11. This can be done, for example, by requesting the selected SAW with the call signal to provide an identifier, e.g. insert a pulse or signal pattern.
  • the signal mixture emitted by all SAWs is then analyzed with regard to the identifier, as a result of which the corresponding response signal can be filtered out and selected in the monitoring device 15.
  • a correlation method can be used here, for example.
  • a particularly simple selection can be given if the SAWs 7a to 7d emit response signals at different frequencies, which are only provided by different receiving antennas, which are provided by the common antenna element 11 of the Monitoring device 15 are formed, received and arrive at a separate receive evaluation in the transmitting and receiving part 17. It is important that only a common implementation for the antenna element 11 or a common opening is required.
  • All SAWs 7a to 7d are therefore called up by an antenna element 11, the selection of the respective response signals being carried out by means of a reception antenna which is matched or adjusted to the signal frequency of the response signal of the respective SAW.
  • the respective reception means can then also be connected to the common monitoring device 15, for example by means of a multiplex or switchover method.
  • OFW ⁇ 7a to 7d emit their response signal on the same frequency, one after the other, staggered in time.
  • the selection is then made only by selecting the response signal ⁇ of the respective SAW 7a to 7d located in a time window.
  • the respective SAWs 7a to 7d emit a differently polarized response signal, which makes it possible to distinguish between the respective response signals.
  • the distinction between the polarized electromagnetic waves then it could NEN Anten ⁇ by several or by an adjustable antenna element. 11
  • the use of this technique is conceivable especially for the limited propagation space of the waves, namely the encapsulation, which can be specifically described here. It is also possible that a special SAW only or " additional distinction" or
  • FIG. 2 shows the switchgear assembly 1, in which, in addition to the previous SAWs 7a to 7d, 5 further SAWs 7e to 7g are arranged outside the encapsulation. These are for example for recording an outside temperature (7e), a shift rod position (7f) or magnetic information (7g), e.g. trained by a position transmitter.
  • an additional interface 40 is assigned to the monitoring device 15, which is arranged outside the encapsulation 5. This is specifically responsible for the external SAWs 7e to 7g, which may also be used for other system parts or devices, e.g. an Freiluftschal ⁇ ter or its shift linkage can be assigned.
  • Monitoring device are carried out, which, however, is then connected in terms of data technology to a common higher-level device, for example the control center 21.
  • a common higher-level device for example the control center 21.
  • further interfaces 41 are also possible, via which other sensor devices, for example protective devices, optical current and voltage converters or similar sensors as listed above, can also be connected, but are different from the cables described above.
  • the sensor 42 is an example of this.
  • Wire lines or optical lines are possible as transmission lines.
  • 3 shows a further variant in which the information transmission between the monitoring device 15 and the external SAWs 7i and 7k takes place in an optical manner.
  • the monitoring device 15 has an infrared transmitting and receiving element 40a as the antenna element.
  • the antenna elements 9a of the SAWs 7i and 7k are accordingly designed as infrared means.
  • This type of information transfer can of course also be applied to the information transfer within the switchgear assembly 1 within a closed room.
  • the variant according to FIG. 3 is of course also with an acoustic information transmission, e.g. in the ultrasonic range, can be carried out appropriately.
  • the SAWs 7a to 7k can be designed as an active or as a passive component.
  • an additional energy supply is required. This can be provided, for example, by an energy store, in particular a battery, by an energy source available at the installation site or by an additional energy transmission. This transmission preferably takes place with the call signal emitted by the antenna element 11, which also transmits the corresponding power.
  • the additional energy in another way, e.g. is transmitted via light guide or by radio or optical means. If necessary, energy consumption is also possible at the installation location of the SAW.
  • the sensors described can preferably be arranged in field-free or field-reduced rooms of the system. This prevents cross-sensitivities.
  • the accommodation takes place at a location suitable for the respective measured variable, which can optionally be created by the shape of the encapsulation 5 or its internals.
  • 4 shows a pipeline 50 which is suitable for the transmission of electrical energy, for example for extremely high or medium voltage. If necessary, the pipeline 50 can also comprise switching devices or other electrical components in the interior of its encapsulation 5 in accordance with the above-described embodiments.
  • the present pipeline 50 can be an SF6 pipeline, for example, which is intended to enable energy transmission over longer distances, in particular several kilometers.
  • the pipe conductor 50 shown is shown interrupted to symbolize its long extension.
  • the interior 4 of the pipeline 50 is used here for information transmission. For this purpose, it has, similarly to the previously described designs, the antenna element 11 which is directed towards its inner wall 4.
  • the interior space 4 is divided into subspaces 49a, 49b, 49c, which are formed by partitions or supports 28, 39.
  • a further antenna element 51 is arranged in a subspace 49c as a counter station.
  • a transmitting and receiving device 53 is assigned to this via a connecting line 52.
  • the transmitting and receiving device 53 is constructed analogously to the monitoring device 15.
  • Information is now transmitted between the two antenna elements 11 and 51. This can serve a wide variety of tasks, e.g. for process control tasks, protective signal transmissions or voice signal transmissions. If necessary, information can also be exchanged with SAWs 7a to 7c. The differentiation of the respective information during the information transmission takes place analogously to the methods described above.
  • the information can be transmitted by means of acoustic, optical or electromagnetic waves.
  • the respective type of transmission is selected according to the Circumstances, for example, to what extent the transmission path interrupted by the supports 39 and 28 is suitable for the respective type of transmission.
  • the antenna elements 11 and 51 are preferably arranged at an assigned opening, their respective connecting lines being led out by means of suitable bushings.
  • the antenna elements 11, 51 can be arranged either inside or outside the interior 4.
  • the transmitting and receiving device 53 can include further interfaces 54 in the sense of the interfaces already described above.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Abstract

Bei einem gekapselten Rohrleiter (50) ist ein Antennenelement (11) einer Steuer- und Überwachungseinrichtung (15) an seiner Kapselung (5) angeordnet und auf seinen Innenraum (4) gerichtet. Der Innenraum (4) dient als Übertragungsraum für eine drahtlose Informationsübertragung zu einem weiteren Antennenelement (51). Damit ist eine geschützte Übertragung über lange Strecken möglich. Zusätzlich ist auch ein Informationsaustausch mit innerhalb der Kapselung (4) angeordneten Sensoren (7a bis 7k) möglich.

Description

Beschreibung
Gekapselter Rohrleiter
Die Erfindung betrifft einen gekapselten Rohrleiter für elek¬ trische Energie.
Aus dem deutschen Gebrauchsmuster 94 20 199 ist eine metall¬ gekapselte Hochspannungsschaltanlage bekannt, bei der in ei- nem ihrer Gasräume ein Oberflächenwellenelement (OFW) ange¬ ordnet ist. Das OFW dient zum Nachweis von Gasanteilen, die durch Lichtbogeneinwirkung auf das in der Kapselung enthal¬ tene Löschgas entstehen oder zur Detektion von Druckwellen. Dabei ist an der Außenseite der Kapselung eine Antenne ange- ordnet, die zur drahtlosen Informationsübertragung mit einer Auswerteeinrichtung dient. In der DE 195 14 342 Cl ist die Verwendung von OFW-Sensoren bei einem Hochspannungskabel be¬ schrieben.
Aus dem Aufsatz „Akustische Oberflächenwellen-Technologie für Innovationen" aus Siemens-Zeitschrift Spezial, FuE, Frühjahr 1994, ist prinzipiell die Anwendung von OFW-Sensoren in der Hochspannungstechnik bekannt. Dabei ist auch bereits vorge¬ sehen, den OFW-Sensor im Behälter und seine Antenne außen zu befestigen.
Zur Informationsübertragung bei Hochspannungsleitungen ist es beispielsweise bekannt, Informationen über Fernwirk- oder Te¬ lefonleitungen zu übertragen. Auch ist eine Einkopplung der zu übertragenden Informationen auf die Hochspannungsleitung selbst bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache Lö¬ sung für eine Informationsübertragung bei einem gekapselten Rohrleiter für elektrische Energie anzugeben, wobei möglichst keine zusätzlichen Übertragungsleitungen verwendet werden sollen. Die Lösung gelingt mit einem gekapselten Rohrleiter ,der zu¬ mindest zwei auf den Innenraum seiner Kapselung gerichtete Antennenelemente aufweist, zwischen denen eine drahtlose In¬ formationsübertragung stattfindet, wobei jedem Antennenele- ment eine außerhalb der Kapselung angeordnete Sende- Em¬ pfangseinrichtung zugeordnet ist. Der Rohrleiter dient somit selbst als Übertragungsleiter, wobei keinerlei galvanische Kopplung zum Rohrleiter selbst besteht.
Die Informationsübertragung kann mittels akustischer, opti¬ scher oder bevorzugt elektromagnetischer Wellen erfolgen. Da¬ mit ist eine beliebige Wahl der eingesetzten Technik möglich, die sich jeweils an den jeweiligen Bedingungen des Rohrlei¬ ters orientiert.
Der Innenraum kann in mehrere Teilräume unterteilt sein, wo¬ bei die Antenneneleinente an unterschiedlichen Teilräumen an¬ geordnet sind. Auf diese Weise ist eine Informationsübertra¬ gung auch über lange Strecken möglich. Gegebenenfalls kann zur Verstärkung eines Signalpegels über lange Strecken in ei¬ nem Teilraum zwischen den Antennenelementen ein Signalver¬ stärker vorgesehen sein. Dieser kann dazu zwei Antennen auf¬ weisen, die bevorzugt von zumindest einer Trenn- oder Schott- wand voneinander getrennt sind.
Die Antennenelemente sind jeweils an einer zugeordneten Öff¬ nung an der Kapselung angeordnet. Damit ist eine einfache Un¬ terbringung gegeben, die für bestehende und neue Anlagen ge¬ eignet ist. Die Antennenelemente können wahlweise mit Vorteil innerhalb oder außerhalb des Innenraumes der Kapselung ange¬ ordnet sein.
Im Innenraum kann zusätzlich zumindest ein Sensor angeordnet sein, der zumindest von einem der Antennenelemente fernab- fragbar ist. Auf diese einfache Weise ist bei dem Rohrleiter eine günstige Kombination von Informationsübertragung und Überwachung gegeben. Zumindest eine der Sende- Empfangseinrichtungen kann eine Schnittstelle zur Ankopplung einer neben- oder übergeordneten Überwachungseinrichtung aufweisen. Somit ist ein umfangrei¬ cher Informationsaustausch mit verschiedensten Systemen mög- lieh.
Die Kapselung ist bevorzugt metallisch, wodurch eine gute Ab¬ schirmung gegeben ist. In der Kapselung kann zumindest ein Schaltgerät oder ein Leiter für Hoch- oder Mittelspannung an- geordnet sein. Dadurch ist eine Einbindung in umfangreiche Rohrleitersysteme, z.B. eine Schaltanlage, möglich.
Die Sensoren sind bevorzugt als Oberflächenwellensensoren ausgebildet, wodurch eine platzsparende Unterbringung im Rohrleiter gegeben ist.
Weiterhin ist eine gekapselte Anlage für elektrische Energie mit mehreren mit ihren Antennenelementen im Innenraum der Kapselung angeordneten Sensoren vorgesehen, wobei eine Über- wachungseinrichtung mit einem Antennenelement zum Informati¬ onsaustausch mit den Sensoren vorgesehen ist, wobei das An¬ tennenelement der Überwachungseinrichtung an der Kapselung angeordnet und auf den Innenraum gerichtet ist, und wobei die Sensoren selektiv abfragbar sind.
Diese Lösung erlaubt mit einfachen Mitteln ein Überwachung vieler Funktionen mittels Fernabfrage, ohne daß innerhalb der Kapselung ein verdrahtungstechnischer oder mechanischer Auf¬ wand entsteht . Es brauchen nur die gewünschten Sensoren mon- tiert werden. Diese Lösung ist auch für bestehende Anlagen geeignet und leicht erweiterbar, wobei auch unter ungünstigen Platzbedingungen eine Unterbringung der Sensoren in der Kap¬ selung der Anlage möglich iεt.
Die Sensoren sind bevorzugt als Oberflächenwellensensoren
(OFW) ausgebildet. Diese weisen eine kleine Baugröße und eine hohe Zuverlässigkeit auf. Dadurch ist eine feldtechnisch gün- stige Unterbringung im Innenraum der Kapselung möglich, wobei eine hohe Betriebssicherheit gegeben ist. In einer Ausfüh¬ rungsform können die Sensoren die Größe etwa einer Scheck¬ karte aufweisen, wobei der wesentliche Teil dieser Form mit Vorteil als Antennenelement dient.
Die Sensoren können zumindest teilweise zum Erfassen unter¬ schiedlicher Meßgrößen ausgebildet sein, wodurch eine Viel¬ zahl an unterschiedlichen Informationen und /oder Meßwerten erfaßbar sind. Die Sensoren können dabei in unterschiedlichen Teilräumen, insbesondere Gasräumen, der Anlage angeordnet sein. Dies gilt selbstverständlich nur insofern eine In¬ formationsübertragung zwischen zwei Teilräumen durch ihre Ab¬ schottung möglich ist.
Die Sensoren können als aktive oder bevorzugt als passive Bauteile ausgebildet sein. Damit kann den jeweiligen Bedin¬ gungen am jeweiligen Einbauort Rechnung getragen werden. Eine passive Ausführung hat zum Vorteil, daß keinerlei Elektronik eingesetzt werden muß. Dies ist für einen Einsatz auf Hoch¬ spannungspotential günstig.
Die Sensoren können mit Vorteil auf dem Potential der Kapse¬ lung oder auf dem Potential eines Leiters in der Kapselung angeordnet sein. Dadurch ist keine Beschränkung auf bestimmte Erfassungswerte, Potentialverhältnisse oder Einbauorte gege¬ ben. Der Einbauort kann sogar beweglich sein (z.B. auf einer Schaltstange) . Zusätzliche Potentialtrennmittel sind nicht nötig.
Mit Vorteil weist die Überwachungseinrichtung zumindest eine zusätzliche Schnittstelle zum Informationsaustausch mit wei¬ teren Sensoren, OFWs, Meßfühlern oder Erfassungseinrichtungen auf. Damit ist eine Gesamteinbindung weiterer Informations- quellen - auch außerhalb der Kapselung - möglich, wodurch ein Multisensorkonzept gegeben ist. Die weitere Schnittstelle oder Schnittstellen kann/können als leitungsgebundene Schnittstelle/n , insbesondere elektrische, akustische oder optische Schnittstelle/n, oder als drahtlose Schnittstelle ausgebildet sein, wodurch eine Ankopplung ver- schiedenster Informationsquellen möglich ist.
Es ist günstig, wenn eine Schnittstelle zur Ankopplung einer neben- oder übergeordneten Überwachungseinrichtung vorgesehen ist. Die Schnittstelle kann dann bevorzugt als Busschnitt- stelle ausgebildet sein,' wodurch eine hohe Datenübertragungs¬ rate möglich ist.
Bevorzugt ist für die selektive Abfrage eine Codierung vorge¬ sehen. Auf diese Weise ist eine Unterscheidung der jeweiligen Informationen und Zuordnung zu den jeweiligen Quellen oder Sensoren gegeben. Die Codierung kann durch Hardware oder durch eine verfahrenstechnische Maßnahme, z.B. Software, rea¬ lisiert sein.
Dabei können für die Codierung den jeweiligen Sensoren unter¬ schiedliche Frequenzen für die Informationsübertragung zuge¬ ordnet sein. Jeder Sensor hat damit einen eigenen Informati¬ onsweg oder Kanal.
Die Codierung kann alternativ oder zusätzlich in Verbindung mit einem Frequenz- oder Zeitmultiplexverfahren erfolgen. Da¬ mit ist eine günstige, mehrfache Ausnutzung vorhandener Fe- quenzkanäle möglich.
Nach einer weiteren Alternative kann die Codierung durch Po¬ larisation, z.B. der verwendeten elektromagnetischen Welle gegebenenfalls mit einer ausrichtbaren Antenne, oder Korrela¬ tion erfolgen. Diese Art der Codierung ist günstig für die Anwendung in Metallkapselungen. Korrelationsverfahren sind prinzipiell aus der Radartechnik bekannt, wobei mit einem Antwortsignal des Sensors ein Signalmuster zurückgesendet wird, das in der Überwachungseinrichtung durch ein Signal- Vergleichsverfahren, z.B. ein Korrelationsverfahren, erkannt wird.
Die Codierung kann auch durch eine Kennung im Sende- oder Antwortsignal beim Informationsaustausch erfolgen. Dadurch ist in jedem Fall eine selektive Erkennbarkeit in der Sende- und Empfangseinrichtung gegeben.
Die Kapselung kann metallisch sein, wobei eine bevorzugte Verwendung der Anlage für Hoch- oder Mittelspannung gegeben ist. Die dort umfangreich anfallenden Informationen lassen sich somit sicher und einfach verarbeiten. Außerdem ist da¬ durch eine Abschirmung nach innen und außen gegeben. Inner¬ halb der Kapselung ist dann zumindest ein Schaltgerät oder ein Leiter angeordnet. Die Anlage ist dann somit als Schalt¬ anlage oder Rohrleiter ausgebildet.
Die Antennenelemente können wahlweise für die Übertragung op¬ tischer, akustischer oder elektromagnetischer Wellen ausge- bildet sein, wobei je nach Einsatzfall bei größtmöglicher
Übertragungsrate eine im Hinblick auf eine hohe Übertragungs- Sicherheit und geringe Störempfindlichkeit optimierte Lösung möglich ist. Die vorliegende Lösung ist besonders einfach und läßt sich bei neuen und bestehenden Anlagen problemlos inte- grieren. Die Anbringung der Antennenelemente erfolgt ohne aufwendige Maßnahmen.
Auf diese Weise ist eine umfangreiche Überwachung einer Schaltanlage, eines Rohrleiters oder eines gekapselten Bau- teils möglich, wobei eine Vielzahl von Sensoren, insbesondere OFWs, über ein Antennenelement selektiv fernabfragbar sind. Die Überwachung kann dabei gasraumgenau sein, wobei sich ins¬ besondere bei großen gasisolierten Schaltanlagen gegenüber einer leitungsgebundenen Überwachung eine erhebliche Kosten- und Aufwandsersparnis gegeben ist. Unter dem Begriff "gekapselte Anlage" werden vorliegend all¬ gemein Anlagenteile der elektrischen Energieverteilung, ins¬ besondere für Hoch- oder Mittelspannung, verstanden, die eine Kapselung, ein Gehäuse oder einen Kessel aufweisen, worin zu- mindest ein elektrisches Bauteil untergebracht ist. Beispiele hierzu sind: Ein gekapselter Trenn- oder Leistungsschalter, ein gekapseltes Schaltwerk, ein SF6-ιsolierter Transformator oder ein SF6-Rohrleiter.
Ein Ausführungsbeispiel, weitere Vorteile und Details der Er¬ findung werden nachfolgend anhand der Zeichnung naher erläu¬ tert . Eε zeigen:
FIG 1 eine erste Schaltanlage mit OFWs in einem Langs- schnitt,
FIG 2 eine zweite Schaltanlage mit weiteren OFWs außer¬ halb seiner Kapselung, FIG 3 eine dritte Schaltanlage mit einer optischen In¬ formationsübertragung und FIG 4 ein Rohrleiter mit einer Einrichtung zur Informa¬ tionsübertragung.
Zunächst wird allgemein eine Schaltanlage mit einer Uberwa¬ chungsemrichtung erläutert, wobei eine Informationsubertra- gung mit Hochfrequenz verwendet wird. Es versteht sich von selbst, daß die beschriebene Uberwachungseinπchtung auch fur andere Funktionen innerhalb der Schaltanlage, z.B. zur Erfas¬ sung einer Schaltstellung ohne Sensoren nach einem Radarprin- zip, fur zusätzliche Steuerungsaufgaben oder rein zur Infor- mationsubertragung, verwendbar ist.
FIG 1 zeigt eine gekapselte, gasisolierte Schaltanlage 1, wie sie beispielsweise aus dem Stand der Technik gemäß dem oben¬ genannten Deutschen Gebrauchsmuster 94 20 199 bekannt ist. Die Schaltanlage 1 ist fur Höchst-, Hoch- oder Mittelspannung geeignet. Unter Schaltanlage wird hier auch ein gekapselter Rohrleiter ohne Schaltelement verstanden. In diesem Längsschnitt durch einen Teil der Schaltanlage 1 ist ein Abzweig mit einem Schaltgerät 3, insbesondere einem Trenner oder einer Unterbrechereinheit, gezeigt. Zentral in der Kapselung 5 verläuft eine Stromschiene 6 als elektrischer Leiter. Zu näheren Details des Schaltgerätε 3 und dessen
Funktion wird auf das obengenannte Gebrauchsmuster verwiesen. Im Innenraum 4 der Kapselung 5 der Schaltanlage 1 sind als Sensoren Oberflächenwellensensoren (OFW) für verschiedenste Aufgaben, beispielsweise OFW 7a für eine Temperaturerfassung, OFW 7b für eine Stromerfassung, OFW 7c für eine Gaserkennung und OFW 7d für eine Stellungserkennung, angeordnet. Es sind dabei auch weitere OFWs für weitere Funktionen oder Aufgaben, z.B. Lichterkennung, Druckmessung usw., denkbar.
Jeder OFW weist als Empfangs- und Sendemittel zumindest eine Antenne 9 zur Informationsübertragung, insbesondere zur Ab¬ frage, auf. Die Informationsübertragung erfolgt dabei von den OFWs 7a bis 7d zu einer zentralen, für alle OFWs 7a bis 7d wirksamen Sende- und Empfangsantenne, die nachfolgend als Antennenelement 11 bezeichnet ist .
Unter Antenne, Sende- und Empfangsantenne, Antennenelement oder Empfangs- und Sendemittel werden hier jegliche Strah- lungs- und Empfangselemente verstanden, die eine Abstrahlung und/oder einen Empfang von elektromagnetischen oder optischen Wellen ermöglichen, beispielsweise Funkantennen, Ultraschall¬ oder optische Sende- und Empfangselemente (z. B. Infrarotele¬ mente) , wobei auch eine Aufteilung in Sende- und Empfangs¬ richtung umfaßt sein kann. Prinzipiell ist auch eine akusti- sehe Informationsübertragung mit entsprechend ausgebildeten Abstrahl- und Empfangsmittel denkbar. Die Ausführung gemäß FIG 1 bezieht sich beispielhaft auf eine Funk-Informations¬ übertragung.
Das Antennenelement 11 ist über geeignete Leitungen 13, z.B. einem Koaxialkabel, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Anpaßgliedes, mit einer Steuer- und Überwachungsein- richtung (nachfolgend als Uberwachungsemrichtung 15 bezeich¬ net) verbunden. Diese umfaßt ein Sende- und Empfangsteil 17 und eine weitere nicht näher gezeigte Einrichtung zur Signal¬ auswertung, wobei gegebenenfalls ein Prozessor mit Spei- chereinrichtung umfaßt sein kann.
Das Sende- und Empfangsteil 17 oder zumindest Teile hiervon können prinzipiell auch dezentral bei dem Antennenelement 11 angeordnet sein, so daß zwischen der Uberwachungseinrichtung 15 und dem Antennenelement 11 lediglich ein leistungsarmer Datenverkehr stattfindet. Die Sendeleistung wird dann dezen¬ tral erzeugt .
Es ist auch denkbar, daß" das Antennenelement 11 mit einer de- zentralen Einrichtung leitungsgebunden oder drahtlos direkt mit einem Bus 19 verbunden ist. Die Uberwachungseinrichtung 15 kann mit dem Sende- und Empfangsteil 17 und dem ange¬ schlossenen Antennenelement 11 im Sinne der vor] iegenden Idee auch als Sendeempfangseinrichtung oder Transceiver bezeichnet werden.
Die Uberwachungsemrichtung 15 kann beispielsweise eine zen¬ trale Einheit in einer Schaltanlage oder auch eine abzweig- oder gerätebezogene Einrichtung sein, die über eine weitere Datenverbindung, z.B. über den Bus 19 mit einer übergeordne¬ ten Zentrale 21 datentechnisch in Verbindung steht. Diese Zentrale 21 kann eine Nahsteuerzentrale sein, welche wiederum über eine geeignete Schnittstelle 22 mit einer übergeordneten Netzleitstelle in Verbindung steht.
Selbstverständlich umfaßt zumindest die Zentrale 21 geeignete Bedien- und Anzeigemittel, z.B. eine Tastatur und einen Bildschirm, für den Betrieb der Schaltanlage 1. Über geeig¬ nete nicht naher gezeigte Schnittstellen ist auch ein porta- bles Gerat, z.B. ein tragbarer Computer oder ein Laptop, zur
Bedienung oder fur sonstige Ein- und Ausgaben an verschieden- ste Stellen des in der Figur 1 gezeigten Systems, z.B. am Bus 19 oder an der Steuereinrichtung 15, anschließbar.
Die gezeigten Datenverbmdungen können beliebig, z. B. als leitungsgebundene Verbindung, insbesondere Drahtleitung oder Lichtleiter, oder drahtlose Verbindung, z.B. Funk-, Schall¬ oder optische Verbindung, ausgeführt sein.
Im vorliegenden Beispiel ist das Antennenelement 11 innerhalb der Kapselung 5 an einer Öffnung angeordnet. Die Öffnung ist dabei von einem Flansch 23 gebildet, der mit einem Verschlu߬ element 25, z.B. einem Deckel und einem Druckring 27, ver¬ schlossen ist. Selbstverständlich sind hier nicht näher ge¬ zeigte Verschraubungen fur die Flanschverbindung nach dem Stand der Technik vorzusehen.
Das Antennenelement 11 liegt somit innerhalb der Kapselung 5, so daß beste Bedingungen fur eine problemlose Informations¬ übertragung zu den OFWs 7a bis 7d gegeben ist. Da das Anten- nenelement 11 quasi innerhalb eines Stutzens liegt und nicht m den Innenraum 4 hineinragt, sind hier elektrische oder feldtechnische Probleme vermieden. Außerdem bildet das Anten¬ nenelement 11 mit einem ohnehin von der Kapselung 5 losbaren Bauteil eine Baueinheit, so daß es einfach zugänglich oder auch nachrüstbar ist.
Die OFWs 7a bis 7d sind dabei zum Teil an der Kapselung 5, zum Teil an der Stromschiene 6, auf einem beweglichen Teil des Schaltgeräts 3 oder auch an oder hinter einem ersten Stützer 28, gegebenenfalls in einem getrennten Gaεraum, ange¬ ordnet. Gegebenenfalls können mehrere Sensoren für unter¬ schiedliche Funktionen gesammelt an einem Ort angeordnet sein und eine gemeinsame Antenne aufweisen. Es ist auch möglich , daß ein Sensor mehrere Meßfunktionen beinhaltet. Vorteilhaf- terweise können die Sensoren eine flächenhafte Ausbildung in der Große von etwa 5 bis 100 cm2 haben, wobei der wesentliche Teil der Flache das Antennenelement bildet. Wesentlich für die Funktion der gesamten Überwachung ist , daß eine sichere Funk- oder Datenverbindung innerhalb der Kapse¬ lung 5 besteht . Dazu ist der Stützer 28 aus einem dielektri ¬ schen Material gefertigt", so daß die Hochfrequenzübertragung auch zwischen dem Antennenelement 11 und dem hinter dem Stüt¬ zer 28 liegenden OFW 7c nicht beeinträchtigt ist . Bei anderen Übertragungsmethoden ist das Material des Stützers entspre¬ chend vorzusehen ( z . B . Glas bei einer optischen Übertragung) .
Der Flansch 23 oder die benötigte Öf fnung zur Einkopplung kann beispielsweise Teil einer vorhandenen Wartungsöf fnung , eines Gasbefüllungsstutzens , einer Gießharzeinfüllöf fnung, eines Schaulochs oder auch eines Endflansches sein . Sinngemäß sind daher die hier beispielhaft beschriebenen Aus führungen für j egl iche mögliche Öf fnungen an Schaltanlagen , bei¬ spielsweise auch für den gezeigten Endf lansch 29 , anwendbar . Eε kann auch eine speziell angebrachte Öf fnung verwendet wer¬ den .
Es ist auch denkbar , daß das Antennenelement 11 außerhalb der Kapselung 5 angeordnet ist und über ein dielektrisches Fen¬ ster in den Innenraum 4 strahlt . Hierzu bietet sich bei¬ spielsweise als Öf fnung ein Einfüllstutzen im Bereich eines Verbindungsf lansches zweier Kapselungsabschnitte an, wobei das Anteπnenelement gegebenenfalls als Stabantenne ausgebil ¬ det in die Öf fnung eingegossen ist .
Bei Anordnung einer weiteren nicht näher gezeigten Antenne mit einer zugeordneten Steuereinrichtung im Gasraum hinter dem weiteren Stützer 39 ist auch eine Verwendung des Innen¬ raumes 4 der Kapselung 5 als Übertragungsraum möglich, wobei eine geschützte Datenübertragung über lange Strecken möglich ist . Diese Möglichkeit ist bevorzugt bei Rohrleitern einsetz¬ bar . Eine Kombination mit einer gleichzeitigen Sensorabf rage ist denkbar . Die vorliegende Idee bezieht εich im wesentlichen auf die se¬ lektive Erfassung der von den jeweiligen Sensoren, insbeson¬ dere der OFWs 7a bis 7d, erfaßten Meßwerte, Größen oder In¬ formationen. Dabei kann zunächst unterschieden werden, ob die OFWs selektiv aufgerufen werden oder nicht.
Ein selektiver Aufruf kann beispielsweise durch unterschied¬ liche Frequenzen (oder Kanäle) erfolgen. Damit wäre für jeden OFW quaεi ein getrennter Übertragungskanal reserviert, wobei das zentralenseitige Aufrufsignal und das OFW-seitige Λnt- wortεignal auf dem jeweils selben Übertragungskanal liegt.
Eine weitere Möglichkeit ist dadurch gegeben, daß mit einem von allen OFWs empfangbaren Aufrufsignal eine Codierung, Ken- nung oder ein sonstiges Selektionsεignal übertragen wird, das in dem jeweils zu aktivierenden OFW erkannt wird, und der dann ein mit der entsprechenden Information enthaltenes Ant¬ wortsignal abgibt. Es ist also möglich, daß nur der jeweils angesprochene OFW (oder auch OFW-Gruppe) antwortet.
Weiterhin ist es möglich, daß mit einem gemeinsamen Aufrufεi- gnal von dem Antennenelement 11 alle OFWs 7a bis 7d aktiviert werden, wobei die Selektion nachträglich nach dem Empfang durch das Antennenelement 11 erfolgt. Dies kann beispiels- weise dadurch erfolgen, daß mit dem Aufrufsignal der selek¬ tierte OFW aufgefordert wird, in seinem Antwortsignal eine Kennung, z.B. einen Impuls oder ein Signalmuster, einzufügen. Das von allen OFWs zusammen abgegebene Signalgemisch wird dann im Hinblick auf die Kennung analysiert, wodurch das ent- sprechende Antwortsignal in der Überwachungseinrichtung 15 herausgefiltert und selektiert werden kann. Hier ist bei¬ spielsweise ein Korrelationsverfahren anwendbar.
Eine besonders einfache Selektion kann dadurch gegeben sein, wenn die OFWs 7a bis 7d auf unterschiedlichen Frequenzen Ant¬ wortsignale abgeben, die lediglich durch unterschiedliche Empfangsantennen, die vom gemeinsamen Antennenelement 11 der Überwachungseinrichtung 15 gebildet sind, empfangen und zu einer jeweils getrennten Empfangsauswertung im Sende- und Empfangsteil 17 gelangen. Wichtig ist dabei, daß lediglich eine gemeinsame Durchführung zum Antennenelement 11 oder eine gemeinsame Öffnung benötigt wird.
Es werden also alle OFWs 7a bis 7d von einem Antennenelement 11 aufgerufen, wobei die Selektion der jeweiligen Antwortsi¬ gnale durch eine entsprechend auf die Signalfrequenz des Ant- wortsignalε des jeweiligen OFWε abgestimmte oder eingestellte Empfangsantenne erfolgt.• Dadurch ist keine aufwendige Selek¬ tion innerhalb der Überwachungseinrichtung 15 erforderlich. Gegebenenfalls können die jeweiligen Empfangsancennen dann auch beispielsweise mittels eines Multiplex- oder Umschalt- Verfahrens an die gemeinsame Überwachungεeinrichtung 15 ange¬ schlossen sein.
Eine weitere Möglichkeit ist die Verwendung eines Zeit-Multi- plex-Verfahrenε. Die aufgerufenen OFWε 7a bis 7d geben dabei zeitlich gestaffelt nacheinander ihr Antwortsignal auf der¬ selben Frequenz ab. In der Überwachungseinrichtung 15 erfolgt dann die Selektion lediglich durch Selektion des in einem Zeitfenster befindlichen Antwortsignalε des jeweiligen OFWs 7a bis 7d.
Eine weitere denkbare Möglichkeit ist, daß die jeweiligen OFWs 7a bis 7d ein unterschiedlich polarisiertes Antwortsi¬ gnal abgeben, wodurch eine Unterscheidung der jeweiligen Ant¬ wortsignale möglich ist.' Die Unterscheidung der polarisierten elektromagnetischen Wellen, könnte dann durch mehrere Anten¬ nen oder durch ein verstellbares Antennenelement 11 erfolgen. Die Anwendung dieser Technik iεt speziell für den hier kon¬ kret beschreibbaren, begrenzten Ausbreitungsraum der Wellen, nämlich der Kapselung, denkbar. Es ist auch möglich, daß ein spezielles OFW nur oder "zusätzlich Unterscheidungε- oder
Hilfεfunktionen umfaßt, die eines der hier aufgezeigten Se¬ lektionsverfahren unterstützt oder ergänzt. Gegebenenfalls sind auch weitere Selektions- oder Unterschei¬ dungsverfahren gemäß dem Stand der Technik möglich, die bei¬ spielεweiεe unter den folgenden Namen bekannt sind: Raum Di- verεity, Antennen-Diverεity, Winkel-Diversity, Feldkomponen- ten-Diversity oder Protokoll-Austauεch (Sekundärradar-Prin¬ zip) .
Figur 2 zeigt die Schaltanlage 1, bei der zuεätzlich zu den bisherigen OFWs 7a bis 7d außerhalb der Kapselung 5 weitere OFWs 7e bis 7g angeordnet sind. Diese sind beispielεweiεe zur Aufnahme einer Außentemperatur (7e) , einer Schaltstangen¬ stellung (7f) oder einer magnetischen Information (7g), z.B. von einem Stellungsgeber, ausgebildet.
Da das Antennenelemente 11 der Überwachungseinrichtung 15 in¬ nerhalb der Kapselung 5 einem abschirmenden Einfluß unter¬ liegt, ist der Überwachungseinrichtung 15 als zusätzliche Schnittstelle eine Antenne 40 zugeordnet, die außerhalb der Kapselung 5 angeordnet ist. Diese ist speziell für die außen- liegenden OFWs 7e bis 7g zuständig, die gegebenenfalls auch anderen Anlagenteilen oder Geräten, z.B. einem Freiluftschal¬ ter oder seinem Schaltgestänge, zugeordnet sein können.
Selbstverständlich kann die Abfrage der außenliegenden OFWs auch von einer weiteren nicht näher gezeigten Steuer- und
Überwachungseinrichtung erfolgen, die jedoch dann datentech¬ nisch mit einer gemeinsamen übergeordneten Einrichtung, z.B. der Zentrale 21, verbunden ist. Optional sind auch weitere Schnittstellen 41 möglich, über die auch sonstige Sensorein- richtungen, z.B. Schutzeinrichtungen, optiεche Strom- und Spannungswandler oder ähnliche wie oben bereitε aufgeführte Senεoren, angeεchloεsen werden können, die jedoch im Unter¬ schied zu den oben beschriebenen leitungsgebunden sind. Der Sensor 42 ist hierfür ein Beispiel. Als Übertragungsleitungen sind dabei beispielεweiεe Drahtleitungen oder optische Lei¬ tungen möglich. FIG 3 zeigt eine weitere Variante, bei der die Informati¬ onsübertragung zwischen der Uberwachungseinrichtung 15 und den außenliegenden OFWs 7i und 7k auf optische Weise erfolgt. Die Uberwachungseinrichtung 15 weist dazu als Antennenelement ein Infrarot-Sende- und Empfangselement 40a auf. Die Anten¬ nenelemente 9a der OFWs 7i und 7k sind dementsprechend als Infrarotmittel ausgebildet.
Diese Art der Informationsübertragung läßt sich selbstver- standlich auch auf die Informationsübertragung innerhalb der Schaltanlage 1 innerhalb eines geschlosεenen Gaεraumeε anwen¬ den. Die Variante gemäß FIG 3 ist εelbstverständlich auch mit einer akustischen Informationsübertragung, z.B. im Ultra- εchallbereich, εinngemäß auεführbar.
Die OFWs 7a biε 7k können als aktiveε oder auch als pasεiveε Bauteil auεgebildet sein. Bei Ausbildung als aktives Bauteil ist eine zusätzliche Energiezufuhr erforderlich. Diese kann beispielεweise durch einen Energiespeicher, insbesondere eine Batterie, durch eine am Einbauort vorhandene Energiequelle oder durch eine zusatzliche Energieübertragung bereitgestellt werden. Bevorzugt erfolgt diese Übertragung mit dem von dem Antennenelement 11 ausgeεandten Aufrufsignal, das die ent¬ sprechende Leistung mit übertragt. Es ist jedoch auch denk- bar, daß die Zusatzenergie auf anderem Wege, z.B. über Licht¬ leiter oder auf funk- oder optisch-technischem Wege, übertra¬ gen wird. Gegebenenfalls ist auch am Einbauort des OFWs eine Energieaufnahme möglich.
Die beschriebenen Sensoren können bevorzugt in feldfreien oder feldreduzierten Räumen der Anlage angeordnet werden. Da¬ mit sind Querempfindlichkeiten verhindert. Die Unterbringung erfolgt dabei an einer fur die jeweilige Meßgröße geeigneten Stelle, die gegebenenfalls durch die Formgebung der Kapselung 5 oder ihrer Einbauten geschaffen werden kann. FIG 4 zeigt einen Rohrleiter 50, der zur Übertragung elektri¬ scher Energie, beispielεweise für Höchst- Hoch- oder Mittels¬ pannung geeignet ist. Gegebenenfalls kann der Rohrleiter 50 auch entsprechend der bereits oben beschriebenen Ausführungen Schaltgeräte oder sonstige elektrische Bauteile im Innenraum seiner Kapselung 5 umfasεen.
Der vorliegende Rohrleiter 50 kann beiεpielsweise ein SF6- Rohrleiter sein, der eine Energieübertragung über längere Strecken, insbesondere mehrere Kilometer, ermöglichen soll. Der gezeigte Rohrleiter 50 ist dabei zur Symbolisierung sei¬ ner langen Ausdehnung unterbrochen dargestellt. Der Innenraum 4 des Rohrleiters 50 wird vorliegend zur Informationsübertra¬ gung genutzt. Er weist dazu analog zu den bisher beschriebe- nen Ausführungen das Antennenelement 11 auf, daß auf seinen Innenrauin 4 gerichtet ist.
Der Innenraum 4 ist dabei in Teilräume 49a,49b, 49c unter¬ teilt, die durch Abschottungen oder Stützer 28,39 gebildet sind. In einem Teilraum 49c ist quasi als Gegenstation ein weiteres Antennenelement 51 angeordnet. Diesem ist über eine Verbindungsleitung 52 eine Sende- und Empfangεeinrichtung 53 zugeordnet. Die Sende- und Empfangεeinrichtung 53 ist sinnge¬ mäß wie die Uberwachungseinrichtung 15 aufgebaut.
Zwischen den beiden Antennenelementen 11 und 51 findet nun eine Informationsübertragung statt. Diese kann den verschie¬ densten Aufgaben dienen, z.B. für leittechnische Aufgaben, Schutzsignalübertragungen oder Sprachsignalübertragungen. Ge- gebenenfalls kann auch zuεätzlich noch ein Informationεaus- tauεch mit den OFWε 7a bis 7c stattfinden. Die Unterscheidung der jeweiligen Informationen bei der Informationsübertragung erfolgt sinngemäß zu den oben beschriebenen Verfahren.
Die Informationsübertragung kann dabei mittels akustischer, optischer oder elektromagnetiεcher Wellen erfolgen. Die Auε- wahl der jeweiligen Übertragungsart erfolgt nach den gegebe- nen Umεtänden, z.B. danach, inwieweit der durch die Stützer 39 und 28 unterbrochene Ubertragungsweg für die jeweilige Übertragungsart geeignet ist.
Die Antennenelemente 11 und 51 sind bevorzugt an einer zuge¬ ordneten Öffnung angeordnet, wobei ihre jeweiligen Anschlu߬ leitungen mittels geeigneter Durchführungen herausgeführt sind. Die Anordnung der Antennenelemente 11,51 kann wahlweiεe innerhalb oder außerhalb deε Innenraums 4 erfolgen.
Selbstverständlich kann die Sende- und Empfangseinrichtung 53 weitere Schnittstellen 54 im Sinne der bereits oben beεchrie¬ benen Schnittstellen umfasεen.
Weεentlich für diese Ausführung ist, daß parallel zum Rohr¬ leiter 50 keine weiteren Übertragungswege für eine Informati¬ onsübertragung benötigt werden. Sein Innenraum dient quasi als Übertragungsmedium oder -kanal. Dadurch ist die Informa¬ tionsübertragung vor äußeren Störungen geschützt und im Ener- gieübertragungskanal integriert. Prinzipiell iεt die Anwen¬ dung der einer beschriebenen Technik auch bei anderen Rohr¬ leitungen, z.B. bei Rohren für Gas- oder Flüssigkeitsnetzen, denkbar.
Selbstverständlich sind die obengenannten einzelnen Merkmale und Ausführungen der vorliegenden neuen Idee im Rahmen deε fachmännischen Handelns miteinander oder mit Merkmalen aus dem Stand der Technik kombinierbar, ohne daß der Grundgedanke der Idee verlassen wird.

Claims

Patentansprüche
1. Gekapεelter Rohrleiter (50) mit zumindest zwei auf den In¬ nenraum (4) seiner Kapεelung (5) gerichteten Antennenelemen- ten (11,51), zwiεchen denen eine drahtlose Informationsüber¬ tragung stattfindet, und denen jeweilε eine außerhalb der Kapselung (5) angeordnete Sende-Empfangseinrichtung (15,53) zugeordnet ist.
2. Gekapselter Rohrleiter nach Anspruch 1, wobei die Informa¬ tionsübertragung mittels akustischer, optischer oder elek¬ tromagnetischer Wellen erfolgt.
3. Gekapselter Rohrleiter nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Innenraum (4) in mehrere Teilräume unterteilt ist und die
Antennenelemente (11,51) an unterschiedlichen Teilräumen angeordnet sind.
4. Gekapselter Rohrleiter nach einem der Ansprüche 1 biε 3, wobei die Antennenelemente (11,51) jeweils an einer zugeord¬ neten Öffnung angeordnet sind.
5. Gekapselter Rohrleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Antennenelemente (11,51) innerhalb oder außerhalb des Innenraumes (4) der Kapselung (5) angeordnet sind.
6. Gekapselter Rohrleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei im Innenraum (4) zusätzlich zumindest ein Sensor (7a bis 7c) angeordnet ist, der zumindest von einem der Antennen- elemente (11,51) fernabfragbar ist.
7. Gekapselter Rohrleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei zumindest eine der Sende- Empfangεeinrichtungen (53) eine Schnittεtelle (54) zur Ankopplung einer neben- oder übergeordneten Überwachungseinrichtung aufweist.
8. Gekapεelter Rohrleiter nach einem der Anεprüche 1 bis 7, wobei die Kapselung (5) metallisch ist.
9. Gekapselter Rohrleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei innerhalb der Kapselung (5) zumindest ein Schaltgerät
(3) oder ein Leiter (6) für Hoch- oder Mittelspannung ange¬ ordnet ist.
10. Gekapselter Rohrleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der/die Sensor/en als Oberflächenwellensensor/en (7a bis 7c) ausgebildet ist/sind.
PCT/DE1997/000090 1996-01-31 1997-01-20 Gekapselter rohrleiter WO1997028587A1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9527226A JP2000504199A (ja) 1996-01-31 1997-01-20 閉鎖管形導体
EP97904993A EP0878039A1 (de) 1996-01-31 1997-01-20 Gekapselter rohrleiter
US09/127,528 US6081729A (en) 1996-01-31 1998-07-31 Encapsulated tubular conductor

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19603463.9 1996-01-31
DE19603463 1996-01-31

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US09/127,528 Continuation US6081729A (en) 1996-01-31 1998-07-31 Encapsulated tubular conductor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO1997028587A1 true WO1997028587A1 (de) 1997-08-07

Family

ID=7784155

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE1997/000090 WO1997028587A1 (de) 1996-01-31 1997-01-20 Gekapselter rohrleiter

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6081729A (de)
EP (1) EP0878039A1 (de)
JP (1) JP2000504199A (de)
CN (1) CN1212085A (de)
WO (1) WO1997028587A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2775544A1 (fr) * 1998-02-27 1999-09-03 Siemens Ag Installation blindee de transport d'energie ayant un capteur dispose dans le blindage et une antenne associee au capteur
US6661234B2 (en) 2000-02-28 2003-12-09 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Failure determining apparatus of gas-insulated electrical appliance
DE102020203211A1 (de) 2020-03-12 2021-09-16 Siemens Aktiengesellschaft Elektrischer Schalter und Verfahren zum Bestimmen des Zustands eines elektrischen Schalters

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7283061B1 (en) * 1998-08-28 2007-10-16 Marathon Oil Company Method and system for performing operations and for improving production in wells
US20040239521A1 (en) 2001-12-21 2004-12-02 Zierolf Joseph A. Method and apparatus for determining position in a pipe
US7014100B2 (en) * 2001-04-27 2006-03-21 Marathon Oil Company Process and assembly for identifying and tracking assets
EP1420893A4 (de) * 2001-08-29 2005-09-28 Conagra Grocery Prod Co Einrichtung und verfahren zum entfernen von aufladungen auf messskalen
ATE518289T1 (de) * 2001-10-29 2011-08-15 Abb Research Ltd Gis-stützisolator mit integrierter barriere
US9374828B2 (en) * 2003-01-13 2016-06-21 Hamilton Sundstrand Corporation Channel allocation for a multi-device communication system
US20070176840A1 (en) * 2003-02-06 2007-08-02 James Pristas Multi-receiver communication system with distributed aperture antenna
US20060012491A1 (en) * 2004-07-14 2006-01-19 Mahowald Peter H Utility meter reading system
JP4908146B2 (ja) * 2006-10-12 2012-04-04 株式会社東芝 センサ付きｉｃタグ適用高電圧機器
CN103913178B (zh) 2007-03-23 2017-10-31 高通股份有限公司 多传感器数据采集和/或处理
US20090153412A1 (en) * 2007-12-18 2009-06-18 Bing Chiang Antenna slot windows for electronic device
US9194227B2 (en) * 2008-03-07 2015-11-24 Marathon Oil Company Systems, assemblies and processes for controlling tools in a wellbore
US10119377B2 (en) * 2008-03-07 2018-11-06 Weatherford Technology Holdings, Llc Systems, assemblies and processes for controlling tools in a well bore
US7804453B2 (en) * 2008-04-16 2010-09-28 Apple Inc. Antennas for wireless electronic devices
US8174452B2 (en) * 2008-09-25 2012-05-08 Apple Inc. Cavity antenna for wireless electronic devices
US8125394B2 (en) * 2009-01-20 2012-02-28 Apple Inc. Electronic device antenna with quartered rectangular cavity
US8102321B2 (en) 2009-03-10 2012-01-24 Apple Inc. Cavity antenna for an electronic device
US8587930B2 (en) * 2009-07-17 2013-11-19 Mitsubishi Electric Corporation Gas-insulated bus
US8963782B2 (en) * 2009-09-03 2015-02-24 Apple Inc. Cavity-backed antenna for tablet device
US8269677B2 (en) * 2009-09-03 2012-09-18 Apple Inc. Dual-band cavity-backed antenna for integrated desktop computer
CN102103176A (zh) * 2009-12-21 2011-06-22 上海莫克电子技术有限公司 Gis在线监测系统
CN102103175A (zh) * 2009-12-21 2011-06-22 上海莫克电子技术有限公司 一种gis在线监测系统
US8599089B2 (en) 2010-03-30 2013-12-03 Apple Inc. Cavity-backed slot antenna with near-field-coupled parasitic slot
US8773310B2 (en) 2010-03-30 2014-07-08 Apple Inc. Methods for forming cavity antennas
US8850899B2 (en) 2010-04-15 2014-10-07 Marathon Oil Company Production logging processes and systems
US9455489B2 (en) 2011-08-30 2016-09-27 Apple Inc. Cavity antennas
US9318793B2 (en) 2012-05-02 2016-04-19 Apple Inc. Corner bracket slot antennas
US9186828B2 (en) 2012-06-06 2015-11-17 Apple Inc. Methods for forming elongated antennas with plastic support structures for electronic devices
US9178268B2 (en) 2012-07-03 2015-11-03 Apple Inc. Antennas integrated with speakers and methods for suppressing cavity modes
US9450292B2 (en) 2013-06-05 2016-09-20 Apple Inc. Cavity antennas with flexible printed circuits

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4345471A (en) * 1979-05-21 1982-08-24 Hitachi, Ltd. Temperature measurement apparatus
US4369364A (en) * 1978-12-27 1983-01-18 Bbc Brown, Boveri & Company Limited Monitoring device with an optical sensor for the detection of interference arcs in electrical systems
US4719415A (en) * 1984-05-24 1988-01-12 Mitec Moderne Industrietechnik Gmbh Arrangement for the measurement of the electric voltage parameters of a high voltage conductor
EP0621489A2 (de) * 1993-03-24 1994-10-26 Schneider Electric Sa Teilentladungsdetektionseinrichtung für elektrische Hochspannungsanlage
DE9420199U1 (de) * 1994-12-07 1995-02-09 Siemens AG, 80333 München Metallgekapselte Hochspannungsschaltanlage

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4796027A (en) * 1983-04-13 1989-01-03 Niagara Mohawk Power Corporation Apparatus for data transmission from multiple sources on a single channel
US5029101A (en) * 1987-09-18 1991-07-02 Fernandes Roosevelt A High voltage conductor mounted line powered monitoring system
FR2658920B1 (fr) * 1990-02-26 1992-07-03 Merlin Gerin Dispositif de detection d'un arc interne a une installation electrique blindee.
US5608328A (en) * 1994-11-18 1997-03-04 Radar Engineers Method and apparatus for pin-pointing faults in electric power lines
US5656931A (en) * 1995-01-20 1997-08-12 Pacific Gas And Electric Company Fault current sensor device with radio transceiver
US5859590A (en) * 1996-05-08 1999-01-12 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Abnormality detection apparatus and abnormality detection method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4369364A (en) * 1978-12-27 1983-01-18 Bbc Brown, Boveri & Company Limited Monitoring device with an optical sensor for the detection of interference arcs in electrical systems
US4345471A (en) * 1979-05-21 1982-08-24 Hitachi, Ltd. Temperature measurement apparatus
US4719415A (en) * 1984-05-24 1988-01-12 Mitec Moderne Industrietechnik Gmbh Arrangement for the measurement of the electric voltage parameters of a high voltage conductor
EP0621489A2 (de) * 1993-03-24 1994-10-26 Schneider Electric Sa Teilentladungsdetektionseinrichtung für elektrische Hochspannungsanlage
DE9420199U1 (de) * 1994-12-07 1995-02-09 Siemens AG, 80333 München Metallgekapselte Hochspannungsschaltanlage

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2775544A1 (fr) * 1998-02-27 1999-09-03 Siemens Ag Installation blindee de transport d'energie ayant un capteur dispose dans le blindage et une antenne associee au capteur
US6661234B2 (en) 2000-02-28 2003-12-09 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Failure determining apparatus of gas-insulated electrical appliance
SG111012A1 (en) * 2000-02-28 2005-05-30 Mitsubishi Electric Corp Failure determining apparatus of gas-insulated electrical appliance
DE102020203211A1 (de) 2020-03-12 2021-09-16 Siemens Aktiengesellschaft Elektrischer Schalter und Verfahren zum Bestimmen des Zustands eines elektrischen Schalters

Also Published As

Publication number Publication date
US6081729A (en) 2000-06-27
EP0878039A1 (de) 1998-11-18
JP2000504199A (ja) 2000-04-04
CN1212085A (zh) 1999-03-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO1997028587A1 (de) Gekapselter rohrleiter
EP1574822B1 (de) Vorrichtung zur fernüberwachung des zustands von überlandleitungen
EP0878042B1 (de) Metallgekapselte schaltanlage mit teilentladungserfassung
EP0878043B1 (de) Verfahren zur stellungserfassung eines schaltgeräts
DE69802715T2 (de) Fernmessung
EP0878041B1 (de) Gekapselte anlage
DE10041160B4 (de) Containerstation
EP0878040B1 (de) Metallgekapselte schaltanlage
EP2096415B1 (de) Elektronischer Elektrizitätszähler für Haushaltsanwendungen (Haushaltszähler)
EP1798899B1 (de) Unterputz-Verteilerdose für Niederspannungs-Stromnetze
EP3766087B1 (de) Sensformer
DE19507866C2 (de) Mobilfunkübertragungssystem mit integrierter Meßeinrichtung zum Ausmessen des Funkversorgungsbereichs
EP0716489A2 (de) Metallgekapselte Hochspannungsschaltanlage
DE60131365T2 (de) Drahtloses Kommunikationssystem mit Wellenleiter
EP2555003A2 (de) Stromwandler sowie Lasttrenner mit einem solchen
DE202014100207U1 (de) Koppler für Mittelspannungs-Powerline-Communication
EP4248283A1 (de) Anzeige- und/oder bedienmodul
EP0731570A2 (de) Zweiwegkommunikationssystem für Energieversorgungsnetze
DE102012013037B3 (de) Überwachungssysteme fürGlasfaser-Netzverteiler
EP0966688B1 (de) Hochspannungsanlage mit einer vorrichtung zur übertragung von signalen
EP1282093A1 (de) System zur Fernüberwachung von Schächten, insbesondere von Schächten eines Fernwärmeleitungsnetzes
DE102018204207A1 (de) Drahtloskomponente einer Brandschutz-Feststellanlage oder einer Brandmeldeanlage
DE102014212363A1 (de) Tragbarer Koffer mit WLAN-Zugangspunkt
EP1037485A2 (de) Verfahren zur Ortung von mobilen Telefonen
DE102007039451A1 (de) System zur Ortung beweglicher Objekte

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 97192409.0

Country of ref document: CN

AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): CA CN JP US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE

DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1997904993

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 09127528

Country of ref document: US

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1997904993

Country of ref document: EP

WWR Wipo information: refused in national office

Ref document number: 1997904993

Country of ref document: EP

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Ref document number: 1997904993

Country of ref document: EP