WO2020007574A1 - Anordnung und verfahren zum monitoring von äusseren oberflächen einer hochspannungseinrichtung - Google Patents

Anordnung und verfahren zum monitoring von äusseren oberflächen einer hochspannungseinrichtung Download PDF

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voltage
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Thomas Chyla
Oliver Dohnke
Stefan Giere
Rudolf GROTH
Prosper Hartig
Stefan Lecheler
Jörg Teichmann
Claudia Wiesinger
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Siemens Aktiengesellschaft
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Definitions

  • the invention relates to an arrangement and a method for monitoring elements of a high-voltage device, with at least one outer surface of an element of the high-voltage device and with at least one measuring device.
  • insulators are used to mechanically connect two electrical potentials and electrically to separate. These are e.g. designed as a housing for electrical equipment such as surge arresters, circuit breakers and / or measuring transformers, such as. B. is known from DE 10 2016 205 673 Al. The materi al, from which the insulators are made or which comprise these is z. B. porcelain, plastic and / or
  • Elastomeric material such as B. silicone.
  • the surfaces of the insulators ie the outer surface, which is in contact with the ambient air and z. B. in outdoor systems environmental influences such. B. wind, rain, sun radiation and / or suspended particles, can be shaped such that a particularly long, so-called creepage distance for any current forms.
  • the creepage distance is extended by a shield, which z. B. umbrella or brim-shaped, extending around the circumference of a particular hollow cylindrical insulator, laterally protruding parts of the insulator. These are e.g. B. at regular intervals from each other, along the longitudinal axis of the insulator.
  • the leakage current the undesirable way between the two potentials, for. B.
  • the direction of the longitudinal axis of the insulator, over which the surface of the insulator can flow, must lie below a threshold. Above the threshold, the leakage current can lead to an electrical flashover between the ends of the isolator with different potentials, and can result in damage and / or destruction of electrical equipment.
  • the amount of unwanted current i. H. the amount of
  • Leakage current depends directly on the aging condition of the insulator and its degree of contamination. Humidity,
  • the operator of a resource that includes such insulators must avoid flashovers by z. B. heavily soiled surfaces are cleaned or in the event of severe aging, the insulator is replaced.
  • a condition check of the isolator is necessary to determine the time at which cleaning and / or replacement must take place. Such condition checks have so far been carried out during maintenance tours in the form of visual inspections. Such visual inspections are associated with expenditure and costs, require short maintenance intervals and only allow indirect and inaccurate conclusions to be drawn about the insulation behavior of the surface of insulators.
  • the object of the present invention is to provide an arrangement and a method for monitoring elements of a high-voltage voltage device.
  • it is an object to determine the condition, in particular the aging condition and / or degree of contamination of elements of the high-voltage device, ie the outer surface of the element, with little effort, in a time-saving, cost-effective manner and / or with high accuracy with regard in particular to the insulation behavior of the surface.
  • che to determine z. B. in short time intervals and / or continuously, especially online.
  • An arrangement according to the invention for monitoring elements of a high-voltage device with at least one outer surface of an element of the high-voltage device and with at least one measuring device comprises that the measuring device is designed to measure at least one property of the surface.
  • the measuring device which is designed to measure properties of the surface, makes it possible to determine the condition, in particular the aging condition and / or degree of contamination of elements of the high-voltage device. It is possible to monitor the outer surface of the element or to determine its state with little effort, time-saving, inexpensively and / or with high accuracy, in particular with regard to the insulation behavior of the surface, in particular in short time intervals and / or continuously.
  • the measurement data or results from the evaluation of measurement data can be transmitted online and online monitoring of elements of the high-voltage device is continuously possible at any point in time or made possible at defined times.
  • critical states such as B. the aging or pollution, and a notice or alarm can be given to z. B.
  • B. can be done by reduced insulation, in particular re when the leakage current exceeds critical values.
  • Maintenance, cleaning and / or replacement of the element of the high-voltage device can be carried out in order to prevent flashovers and to avoid malfunction or destruction of the high-voltage device.
  • the at least one outer surface of an element of the high-voltage device can be the surface of an insulator, in particular a hollow and / or support insulator, which surface can in particular be in the form of a shield.
  • the shielding extends the leakage current path between two potentials, which are separated by the insulator. With increasing pollution, the leakage current can increase until z. B. there is an electrical flashover, which can lead to egg ner damage or destruction of the high voltage device.
  • the measuring device can determine the degree of contamination or z. B. measure the degree of aging of the insulation or an outer surface of the insulation, which can lead to a decreasing insulation effect with increasing pollution or aging. The degree can be determined by maintenance personnel e.g. B. be monitored online or a signal, z.
  • the at least one outer surface of the element of the high-voltage device can be a ceramic, a silicone and / or a composite material surface, in particular in contact with the ambient air of an outdoor high-voltage device. Ceramic, silicone and / or composite materials are good electrical insulators. Their surfaces can attract moisture and dirt or particles due to their hydrophilic properties, which, as described above, reduce the electrical insulating effect.
  • the measuring device can be designed to measure at least one leakage current over regions of the outer surface of the element of the high-voltage device.
  • the measurement of leakage currents is well suited to a deterioration of
  • the measuring device can be designed to measure at least one optical property of the outer surface of the element of the high-voltage device, in particular via reflection on the surface.
  • the measuring device can comprise at least one camera, in particular a CCD camera.
  • the measuring device can have at least one optical radiation source, in particular a laser, and comprise at least one optical detector.
  • a wavelength-dependent measurement of the intensity of reflected radiation and / or angle-dependent and / or time-dependent analyzes of the reflection can provide information about properties or the state of the outer surface of an element of the high-voltage device.
  • material analyzes of the surface provide information about the condition, in particular isolator properties of the surface. Wavelengths such. B. in the thermal imaging area can provide information that the need for. B. a cleaning or an exchange be.
  • the measuring device can be designed to measure at least one acoustic property of the outer surface of the element of the high-voltage device, in particular via reflection on the surface.
  • the measuring device can comprise at least one sound source, in particular a loudspeaker, and at least one microphone.
  • the measurement of reflected sound in particular, is well suited to register any deterioration in surface properties in good time, in particular with regard to weathering, contamination and / or aging, with the advantages described above.
  • the measurement can e.g. B. Frequency dependent or with a fixed frequency. Necessary measures can be taken in good time and electrical flashovers can be reliably avoided.
  • the measuring device can be designed to measure the state of aging and / or the degree of contamination of the at least one outer surface of the element of the high-voltage device. Due to environmental influences such. B. light, UV radiation and / or moisture can chemically change surfaces, z. B. plastics are decomposed. This changes the electrical properties of the surfaces. Particles and moisture from the environment can settle on the surfaces and also change them electrical properties of the surfaces. So z. B. moisture and / or soot particles lead to an increase in the electrical conductivity on the surface, which can lead to increased leakage currents. The insulator effect decreases and sudden flashovers with high currents can occur between two potentials, especially in the high-voltage range.
  • the associated heating of the surface can lead to irreversible damage and the high currents can damage or destroy the high-voltage device.
  • Timely replacement of aged elements of the high-voltage device, in particular insulators, and / or timely cleaning if surfaces are contaminated can reliably lead to flashovers and destruction avoid.
  • Maintenance intervals can be extended by monitoring the surfaces of the elements of high-voltage devices, by measuring properties of the surfaces with at least one measuring device.
  • a transmission device can be included, which is designed to transmit an alarm when exceeding and / or falling below predefined values, in particular for maintenance, replacement and / or cleaning of the surface.
  • signals / alarms and / or measured values can be transmitted via the Internet, mobile radio or other transmission devices.
  • a data processing unit and / or a data memory can be provided on site to store or process measurement data, in particular to transmit signals when predefined values are exceeded and / or undershot, in particular to maintenance personnel and / or a central control center. Data processing and / or data storage can also take place in the cloud or at a remote location.
  • a method according to the invention for monitoring elements of a high-voltage device comprises that at least one measuring device measures at least one property of at least one outer surface of an element of the high-voltage device.
  • the measuring device can measure continuously and / or at time intervals, in particular at regular time intervals.
  • the measuring device can measure the aging state and / or the degree of contamination of the at least one outer surface of the element of the high-voltage device, in particular electrically, and / or optically, and / or acoustically.
  • an alarm can be transmitted via a transmission device, as described above, in particular to maintenance personnel.
  • FIGS. 1 to 4 exemplary embodiments of the invention are shown schematically in FIGS. 1 to 4 and described in more detail below.
  • the show Figure 1 shows schematically in section an element of a
  • High-voltage device 1 in the form of a cylindrical hollow insulator 2 with shield 4 viewed from egg ner side and with a pollution 6 of the shield 4, and
  • Figure 2 shows schematically a sectional view of an inventive
  • Figure 3 shows schematically a sectional view of an inventive
  • Figure 4 shows schematically a sectional view of an inventive
  • Sound source 12 and a microphone 13 as a measuring device 8 for measuring aging and / or contamination of the surface of the element 1.
  • an element egg ner high-voltage device 1 in the form of a cylindrical hollow insulator 2 with shielding 4 is shown schematically in a sectional view viewed from one side. Contamination 6 of the shield 4 is in the form of particles which lie on the outer surface 5.
  • the insulator 2 is e.g. B. an element 1 of a high-voltage implementation, a high-voltage circuit breaker and / or an instrument transformer.
  • the insulator 2 is designed as an element or part of a Hochwoodsein device 1 hollow cylindrical, each with a Flange 3 at the ends of the hollow cylinder.
  • electrical connections can be hen for a high voltage.
  • On one side lies e.g. B. earth potential and z. B.
  • a carrier can be arranged for the high voltage device.
  • the insulator 2 is e.g. B. made of ceramic, silicone or a composite material. A high mechanical strength with good electrical insulation enables the use z. B. as
  • brim or umbrella-like shapes are formed in planes perpendicular to the longitudinal axis of the insulator 2, which are arranged in particular at regular intervals from one another and form a shield 4.
  • the shield 4 leads to an extension of the path for a leakage current between the ends of the insulator 2 or between the flanges 3 at the ends of the insulator 2, to which a different potential can be connected.
  • the outer surface 5 of the element 1 is essentially formed by the surface of the shield 4 and the outer surface of the hollow cylinder between the shield 4.
  • the surface 5 may have aged in particular due to environmental influences, e.g. B. by acid rain or sunlight.
  • the surface 5 of the insulator 2 is chemically and / or mechanically changed, for. B.
  • silicone decomposes and / or roughened.
  • the changed chemical and / or mechanical properties of the surface due to aging and / or contamination 6 can lead to increased conductivity over the surface and thus to higher leakage currents between the flanges 3 when high voltage potential is applied. Flashovers, which can flow in the form of electric shock in a flash over the surface, are more likely with higher conductivity and from a certain leakage current value can hardly be avoided, whereby the high-voltage device can be damaged and / or destroyed.
  • FIG 2 is a schematic sectional view of an arrangement 1 according to the Invention with an element of a Hochnapssein device 1 according to Figure 1 and with a current / voltage measuring device 9 as a measuring device 8 for measuring leakage currents.
  • the measuring device 8 is designed as at least one property of the outer surface 5 of an insulator 2 as an element of the high-voltage device 1
  • the measurement of the leakage current enables the condition of the outer surface 5 of the insulator 2 to be monitored, in particular with regard to contamination and / or aging of the surface 5, with the advantages described above.
  • a certain, e.g. B. predefined leakage current value or range service and / or maintenance personnel can be informed and z.
  • the current / voltage measuring device 9 as a measuring device 8 for measuring leakage currents is electrically z. B. via electrical Cables, in particular made of copper, aluminum and / or steel and connections, in particular on the flanges 3, with the insulator 2 as an element of the high-voltage device 1, and together with the element of the high-voltage device 1 form the arrangement according to the invention 7.
  • a current and / or voltage measurement via the measuring device 8, which electrical z. B. is connected in parallel to the outer surface 5 of the Iso lators 2, allows the determination of leakage currents across the surface 5.
  • the leakage currents are dependent on the contamination and aging of the surface 5, and de ren value is dependent on the potential difference between the flanges 3, a degree for the contamination and aging, ie the condition of the surface 5 or the insulator 2.
  • a measurement with the current / voltage measuring device 9 can alternatively take place only over a small area of the surface 5 instead of between the flanges 5.
  • the measuring device can also be in series, eg. B. between a region of the surface 5 and a flange 3, in particular for a current measurement.
  • the electrical connection of the current / voltage measuring device 9 or of electrical lines on the flanges 3 or directly on the insulator 2 or the surface 5 can be electrically conductive, for. B. via screw, clamp, plug, and / or solder connections.
  • FIG. 2 shows contamination 6 in the form of particles randomly distributed over the entire outer surface 5. Soiling and / or aging can also be local, e.g. B. only occur in certain areas. A current-voltage measurement measures over the entire area 5 between the connections of the current / voltage measuring device 9. A local resolution in several areas requires several current / voltage measuring devices 9 and a connection only over areas to be examined. This can increase costs and effort. The simple and inexpensive basic structure of current / voltage measuring devices 9 is advantageous when using current / voltage measuring devices. An alternative or additional possibility of determining the state of the outer surface 5, in particular the contamination and / or the aging, is shown in FIG. 3.
  • Figure 3 shows schematically in sectional view an inventive arrangement 1 with an element of a high-voltage device 1 according to Figure 1 and with an optical radiation source 10 and an optical detector 11 as Messein device 8 for measuring the state of the surface 5 of the element 1 analog 2.
  • the measuring device 8 is designed to measure the optical reflection on the surface 5 as at least one property of the outer surface 5 of the insulator 2 as an element of the high-voltage device 1. In contrast to measuring the
  • an optical measurement can easily be carried out locally, in particular with a laser as radiation source 10 and an optical detector 11 for measurement. Large areas or the entire outer surface 5 viewed from one side z. B. be monitored via a camera, in particular via a CCD camera.
  • the optical measurement enables the condition of the outer surface 5 of the insulator 2 to be monitored, in particular with regard to contamination and / or aging of the surface 5, with the advantages described above.
  • a certain, e.g. B. predefined degree of reflection or Ausse service and / or maintenance personnel can be informed of who and z.
  • B. cleaning and / or an exchange of the Iso lators 2 take place.
  • An analysis of the surface can also be done spectrally resolved.
  • the state of the surface 5 can be measured in terms of time and / or space, and the type of measures required, in particular Which areas are to be cleaned or whether an exchange has to be carried out can be planned or carried out depending on the result.
  • FIG. 4 shows schematically a sectional view of an arrangement 1 according to the invention with an element of a high-voltage device 1 according to FIG. 1 and with a sound source 12 and a microphone 13 as a measuring device 8 for measuring the state of the surface 5 of the element 1 analogously to the exemplary embodiment in FIG Figure 3.
  • the measuring device 8 is formed as at least one property of the outer surface 5 of the insulator 2 as an element of the high-voltage device 1 to measure the acoustic reflection on the surface 5.
  • an acoustic measurement analog to an optical measurement can take place locally or globally, e.g. B. viewed over a directional microphone close to the surface or with sufficient distance for large areas or the entire outer surface 5 from one side.
  • the acoustic measurement like the electrical and / or optical measurement, enables monitoring of the state of the outer surface 5 of the insulator 2, in particular with regard to soiling and / or aging of the surface 5, with the advantages described above.
  • z. B predefined degree of reflection in the form of sound attenuation or frequency-dependent tone signal from the refection, service and / or maintenance personnel can be informed and z. B. cleaning and / or replacement of the insulator 2.
  • electrical flashovers can be reliably avoided, or at least the probability of flashovers can be minimized or reduced.
  • a measurement of the state of the surface 5 can be done as in the optical measurement takes place temporally and / or spatially resolved, and the type of measures required, in particular which areas are to be cleaned or whether an exchange must take place, can be planned or carried out depending on the result.
  • So z. B. data storage, processing and / or transmission devices can be used to store threshold values for triggering signals / alarms, to compare them with measured values and / or to maintenance personnel, for. B. to be transmitted in a maintenance center.
  • a transmission can e.g. B. online via the Internet or mobile radio.
  • the measurement results can also be continuously transmitted and / or monitored, or only depending on certain, predefined values and / or at predefined times. Measures can also be taken automatically. For example, when a certain degree of contamination is reached, the high-voltage device can be switched off automatically and / or automatic cleaning, eg. B. by hosing with water or other cleaning agents via controlled nozzles, or with the help of a robot.
  • the element of a high-voltage device 1 can be an isolator 2 with or without shielding 4, or another element.
  • a shield 4 may include the same screens at regular or irregular intervals, or screens with different sizes and / or shapes, for. B. alternately large and small umbrellas, as shown in the figures. Aging and / or soiling can occur locally or evenly on the surface 5 and increase and decrease in time.
  • a cylindrical hollow insulator 2 shows ge as an element of a high-voltage device 1.
  • the Iso lator 2 can, for. B. also have other shapes, e.g. B. be designed as a support insulator without a cavity and / or instead of cylindrical, columnar with z. B. square or rectangular cross section or z. B.
  • Optical and / or acoustic measurements can follow with a wavelength or spectrally resolved, electrical measurements can include the measurement of current, voltage and / or resistances or conductivities.
  • optical radiation source in particular laser

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung (7) und ein Verfahren zum Monitoring von Elementen einer Hochspannungseinrichtung (1), mit wenigstens einer äußeren Oberfläche (5) eines Elements der Hochspannungseinrichtung (1) und mit wenigstens einer Messeinrichtung (8). Die Messeinrichtung (8) ist ausgebildet zum Messen wenigstens einer Eigenschaft der Oberfläche (5).

Description

Beschreibung
Anordnung und Verfahren zum Monitoring von äußeren Oberflä chen einer Hochspannungseinrichtung
Die Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zum Monitoring von Elementen einer Hochspannungseinrichtung, mit wenigstens einer äußeren Oberfläche eines Elements der Hoch spannungseinrichtung und mit wenigstens einer Messeinrich tung .
In der Übertragung und Verteilung von elektrischer Energie, insbesondere in der Hochspannungstechnik mit Spannungen im Bereich von bis zu 1300 kV und/oder mit Strömen im Bereich von bis zu einigen hundert Ampere, werden Isolatoren einge setzt, um zwei elektrische Potenziale mechanisch zu verbinden und elektrisch zu trennen. Diese sind z.B. als Gehäuse von elektrischen Betriebsmitteln wie Überspannungsableitern, Leistungsschaltern und/oder Messwandlern ausgebildet, wie z. B. aus der DE 10 2016 205 673 Al bekannt ist. Das Materi al, aus dem die Isolatoren bestehen bzw. welches diese umfas sen ist z. B. Porzellan, Kunststoff und/oder
Elastomermaterial wie z. B. Silikon.
Die Oberflächen der Isolatoren, d. h. die äußere Oberfläche, welche mit der Umgebungsluft in Kontakt steht und z. B. bei Freiluftanlagen Umwelteinflüssen wie z. B. Wind, Regen, Son neneinstrahlung und/oder Schwebepartikeln ausgesetzt ist, kann derart geformt sein, dass sich ein besonders langer, so genannter Kriechweg für einen etwaigen Strom ausbildet. Der Kriechweg wird durch eine Beschirmung verlängert, welche z. B. schirm- bzw. krempenförmige, um den Umfang eines insbe sondere hohlzylinderförmigen Isolators verlaufende, seitlich vom Isolator abstehende Teile des Isolators umfasst. Diese sind z. B. in regelmäßigen Abständen voneinander, entlang der Längsachse des Isolators angeordnet. Der Kriechstrom, der un erwünschter weise zwischen den beiden Potenzialen, z. B. in Richtung der Längsachse des Isolators, über die Oberfläche des Isolators fließen kann, muss unterhalb einer Schwellgren ze liegen. Oberhalb der Schwellgrenze kann der Kriechstrom zu einem elektrischen Überschlag zwischen den Enden des Isola tors mit unterschiedlichen Potentialen führen, und eine Be schädigung und/oder Zerstörung von elektrischen Betriebsmit teln ergeben.
Die Höhe des unerwünschten Stromes, d. h. die Höhe des
Kriechstroms hängt direkt ab vom Alterungszustand des Isola tors sowie von dessen Verschmutzungsgrad. Feuchtigkeit,
Schmutzpartikel wie z. B. Ruß, Verwitterung, insbesondere durch Sonneneinstrahlung und/oder z. B. durch sauren Regen, können zu einem erhöhten Kriechstrom verglichen mit sauberen, unverwitterten Oberflächen führen. Der Betreiber eines Be triebsmittels, welches derartige Isolatoren umfasst, muss Überschläge vermeiden, indem z. B. stark verschmutzte Ober flächen gereinigt werden oder bei starker Alterung ein Aus tausch des Isolators erfolgt. Zur Bestimmung des Zeitpunktes, an welchem eine Reinigung und/oder ein Austausch erfolgen müssen, ist eine Zustandskontrolle des Isolators notwendig. Derartige Zustandskontrollen erfolgen bisher bei Wartungs rundgängen in Form von Sichtprüfungen. Derartige Sichtprüfun gen sind mit Aufwand und Kosten verbunden, erfordern kurze Wartungsintervalle und ermöglichen nur indirekt und ungenau Rückschlüsse auf das Isolationsverhalten der Oberfläche von Isolatoren .
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anordnung und ein Verfahren zum Monitoring von Elementen einer Hochspan nungseinrichtung anzugeben. Insbesondere ist es Aufgabe, den Zustand, insbesondere den Alterungszustand und/oder Ver schmutzungsgrad von Elementen der Hochspannungseinrichtung, d. h. der äußeren Oberfläche des Elements mit wenig Aufwand, zeitsparend, kostengünstig, und/oder mit hoher Genauigkeit bezüglich insbesondere des Isolationsverhaltens der Oberflä- che zu ermitteln, z. B. in kurzen zeitlichen Intervallen und/oder kontinuierlich, insbesondere online übertragbar.
Die angegebene Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Anord nung zum Monitoring von Elementen einer Hochspannungseinrich tung mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 und/oder durch ein Verfahren zum Monitoring von Elementen einer Hochspan nungseinrichtung, insbesondere unter Verwendung der zuvor be schriebenen Anordnung, gemäß Patentanspruch 11 gelöst. Vor teilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Anordnung zum Monitoring von Elementen einer Hochspannungseinrichtung und/oder des Verfahrens zum Monitoring von Elementen einer Hochspannungseinrichtung, insbesondere unter Verwendung der zuvor beschriebenen Anordnung, sind in den Unteransprüchen angegeben. Dabei sind Gegenstände der Hauptansprüche unterei nander und mit Merkmalen von Unteransprüchen sowie Merkmale der Unteransprüche untereinander kombinierbar.
Eine erfindungsgemäße Anordnung zum Monitoring von Elementen einer Hochspannungseinrichtung mit wenigstens einer äußeren Oberfläche eines Elements der Hochspannungseinrichtung und mit wenigstens einer Messeinrichtung umfasst, dass die Mess einrichtung ausgebildet ist zum Messen wenigstens einer Ei genschaft der Oberfläche.
Durch die Messeinrichtung, welche ausgebildet ist zum Messen von Eigenschaften der Oberfläche, ist es möglich den Zustand, insbesondere den Alterungszustand und/oder Verschmutzungsgrad von Elementen der Hochspannungseinrichtung zu bestimmen. Es ist möglich mit wenig Aufwand, zeitsparend, kostengünstig, und/oder mit hoher Genauigkeit bezüglich insbesondere des Isolationsverhaltens der Oberfläche, die äußere Oberfläche des Elements zu monitoren bzw. deren Zustand zu ermitteln, insbesondere in kurzen zeitlichen Intervallen und/oder konti nuierlich. Dabei können die Messdaten oder Ergebnisse aus der Auswertung von Messdaten online übertragen werden und ein on line Monitoring von Elementen der Hochspannungseinrichtung ist zu jedem Zeitpunkt kontinuierlich möglich oder zu ge wünschten, definierten Zeitpunkten ermöglich. Es können auch abhängig von Messdaten und vorbelegten Daten kritische Zu stände z. B. der Alterung oder Verschmutzung erkannt werden, und ein Hinweis oder Alarm kann gegeben werden, um z. B. elektrische Überschläge über die Oberfläche zu vermeiden, welche bei verschmutzten oder gealterten Oberflächen z. B. durch reduzierte Isolationswirkung erfolgen kann, insbesonde re wenn der Kriechstrom kritische Werte überschreitet. Eine Wartung, Reinigung und/oder ein Austausch des Elements der Hochspannungseinrichtung kann erfolgen, um Überschläge zu verhindern und eine Störung oder Zerstörung der Hochspan nungseinrichtung zu vermeiden.
Die wenigstens eine äußere Oberfläche eines Elements der Hochspannungseinrichtung kann die Oberfläche eines Isolators sein, insbesondere eines Hohl- und/oder Stützisolators, wel che insbesondere in Form einer Beschirmung ausgebildet sein kann. Die Beschirmung verlängert den Kriechstromweg zwischen zwei Potentialen, welche durch den Isolator getrennt werden. Bei zunehmender Verschmutzung kann der Kriechstrom zunehmen, bis z. B. ein elektrischer Überschlag erfolgt, welcher zu ei ner Beschädigung oder zu einer Zerstörung der Hochspannungs einrichtung führen kann. Die Messeinrichtung kann den Grad der Verschmutzung oder z. B. den Grad einer Alterung der Iso lierung bzw. einer äußeren Oberfläche der Isolierung messen, welcher bei zunehmender Verschmutzung oder Alterung zu einer abnehmenden Isolierwirkung führen kann. Der Grad kann von Wartungspersonal z. B. online gemonitort werden oder ein Sig nal, z. B. ein Alarm kann bei Überschreitung eines vordefi nierten Grads ausgelöst werden bzw. an das Wartungspersonal übermittelt werden, und das Wartungspersonal kann z. B. Maß nahmen auslösen, insbesondere abhängig vom Grad, wie z. B. eine Reinigung der äußeren Oberfläche des Isolators oder den Austausch des Isolators beauftragen. Die wenigstens eine äußere Oberfläche des Elements der Hoch spannungseinrichtung kann eine Keramik-, eine Silikon- und/ oder eine Kompositwerkstoff-Oberfläche sein, insbesondere in Kontakt mit der Umgebungsluft einer Freiluft-Hochspannungs einrichtung. Keramik-, Silikon- und/oder Kompositwerkstoffe sind gute elektrische Isolatoren. Deren Oberflächen können durch hydrophile Eigenschaften Feuchtigkeit und Schmutz bzw. Partikel anziehen, welche wie zuvor beschrieben die elektri sche Isolierwirkung verringern. Auch ohne hydrophile Eigen schaften kann sich Feuchtigkeit und/oder Schmutz bzw. Parti kel auf der äußeren Oberfläche aus der Umgebungsluft insbe sondere bei Freiluft-Hochspannungseinrichtungen absetzen. Um welteinflüsse wie z. B. Sonneneinstrahlung, Regen, insbeson dere saurer Regen, Luftfeuchtigkeit, und/oder chemische Sub stanzen aus der Luft können zu einer beschleunigten Alterung von Isolatoroberflächen führen. Bei derartigen Oberflächen ist ein Monitoring von Eigenschaften der Oberfläche durch ei ne Messeinrichtung besonders vorteilhaft, insbesondere um ei ne Verschlechterung von Isolatoreigenschaften rechtzeitig zu registrieren.
Die Messeinrichtung kann ausgebildet sein zum Messen wenigs tens eines Leckstroms über Bereiche der äußeren Oberfläche des Elements der Hochspannungseinrichtung. Die Messung von Leckströmen ist gut geeignet, eine Verschlechterung von
Isolatoreigenschaften auf Oberflächen rechtzeitig zu regist rieren, mit den zuvor beschriebenen Vorteilen. Notwendige Maßnahmen können so rechtzeitig ergriffen werden und elektri sche Überschläge können so zuverlässig vermieden werden.
Die Messeinrichtung kann ausgebildet sein zum Messen wenigs tens einer optischen Eigenschaft der äußeren Oberfläche des Elements der Hochspannungseinrichtung, insbesondere über Ref- lektion an der Oberfläche. Die Messeinrichtung kann wenigs tens eine Kamera, insbesondere eine CCD Kamera umfassen. Al ternativ oder zusätzlich kann die Messeinrichtung wenigstens eine optische Strahlenquelle, insbesondere einen Laser, und wenigstens einen optischen Detektor umfassen. Insbesondere eine Wellenlängenabhängige Messung der Intensität reflektier ter Strahlung und/oder winkelabhängige und/oder zeitabhängige Analysen der Reflektion können Aufschluss über Eigeneschaften bzw. den Zustand der äußeren Oberfläche eines Elements der Hochspannungseinrichtung geben. Nicht nur der Grad von z. B. Alterung und/oder Verschmutzung, auch stoffliche Analysen der Oberfläche geben Aufschluss über den Zustand, insbesondere Isolatoreigenschaften der Oberfläche. Auch Wellenlängen z. B. im Wärmebildbereich können Informationen ergeben, welche die Notwendigkeit z. B. einer Reinigung oder eines Austauschs be stimmen .
Die Messeinrichtung kann ausgebildet sein zum Messen wenigs tens einer akustischen Eigenschaft der äußeren Oberfläche des Elements der Hochspannungseinrichtung, insbesondere über Ref lektion an der Oberfläche. Die Messeinrichtung kann wenigs tens eine Schallquelle, insbesondere einen Lautsprecher, und wenigstens ein Mikrofon umfassen. Die Messung von insbesonde re reflektiertem Schall ist gut geeignet, eine Verschlechte rung von Oberflächeneigenschaften insbesondere in Hinblick auf Verwitterung, Verschmutzung und/oder Alterung rechtzeitig zu registrieren, mit den zuvor beschriebenen Vorteilen. Die Messung kann z. B. Frequenzabhängig oder mit einer festen Frequenz erfolgen. Notwendige Maßnahmen können so rechtzeitig ergriffen werden und elektrische Überschläge können zuverläs sig vermieden werden.
Die Messeinrichtung kann wie zuvor beschrieben ausgebildet sein zum Messen des Alterungszustands und/oder des Verschmut zungsgrads der wenigstens einen äußeren Oberfläche des Ele ments der Hochspannungseinrichtung. Durch Umwelteinflüsse wie z. B. Licht, UV-Strahlung und/oder Feuchtigkeit können Ober flächen chemisch verändert werden, z. B. Kunststoffe zersetzt werden. Damit ändern sich die elektrischen Eigenschaften der Oberflächen. Partikel und Feuchtigkeit aus der Umwelt können sich auf den Oberflächen absetzen und ändern ebenfalls die elektrischen Eigenschaften der Oberflächen. So können z. B. Feuchtigkeit und/oder Rußpartikel zu einer Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit an der Oberfläche führen, was zu erhöhten Leckströmen führen kann. Die Isolatorwirkung nimmt ab und schlagartige Überschläge mit hohen Strömen können zwi schen zwei Potentialen erfolgen, insbesondere im Hochspan nungsbereich. Die damit verbundene Erwärmung der Oberfläche kann zu irreversiblen Schäden führen und die hohen Ströme können die Hochspannungseinrichtung beschädigen oder zerstö ren. Ein rechtzeitiger Austausch gealterter Elemente der Hochspannungseinrichtung, insbesondere von Isolatoren, und/oder eine rechtzeitige Reinigung bei Verschmutzung von Oberflächen können zuverlässig Überschläge und Zerstörungen vermeiden. Wartungsintervalle können verlängert werden durch ein Monitoring der Oberflächen der Elemente von Hochspan nungseinrichtungen, durch Messen von Eigenschaften der Ober flächen mit wenigstens einer Messeinrichtung.
Eine Übermittlungseinrichtung kann umfasst sein, welche aus gebildet ist einen Alarm bei Überschreitung und/oder Unter- schreitung von vordefinierten Werten zu übermitteln, insbe sondere für eine Wartung, Austausch und/oder Reinigung der Oberfläche. Z. B. kann eine Übermittlung von Signalen/Alarm und/oder Messwerten über das Internet, Mobilfunk oder andere Übermittlungseinrichtungen erfolgen. Eine Datenverarbeitungs einheit und/oder ein Datenspeicher können vor Ort vorgesehen sein um Messdaten zu speichern oder zu verarbeiten, insbeson dere um Signale bei Überschreitung und/oder Unterschreitung von vordefinierten Werten zu übermitteln, insbesondere an Wartungspersonal und/oder eine zentrale Leitstelle. Eine Da tenverarbeitung und/oder eine Datenspeicherung kann auch in der Cloud oder an einem entfernten Ort erfolgen. Durch, wie zuvor beschrieben, eingesparte Wartung vor Ort mit Wartungs personal und/oder durch Vermeidung von Schäden an Hochspan nungseinrichtungen, können Kosten und Aufwand eingespart wer den, eine zuverlässige Funktion der Hochspannungseinrichtung gewährleistet werden, und Gefahren durch elektrische Über schläge vermieden werden.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Monitoring von Elementen einer Hochspannungseinrichtung, insbesondere mit einer zuvor beschriebenen Anordnung, umfasst, dass wenigstens eine Mess einrichtung wenigstens eine Eigenschaft wenigstens einer äu ßeren Oberfläche eines Elements der Hochspannungseinrichtung misst .
Die Messeinrichtung kann kontinuierlich und/oder in zeitli chen Intervallen, insbesondere in regelmäßigen zeitlichen In tervallen messen.
Die Messeinrichtung kann den Alterungszustand und/oder den Verschmutzungsgrad der wenigstens einen äußeren Oberfläche des Elements der Hochspannungseinrichtung messen, insbesonde re elektrisch, und/oder optisch, und/oder akustisch.
Bei Überschreitung und/oder Unterschreitung von Messwerten im Vergleich zu vordefinierten Werten kann, wie zuvor beschrie ben, ein Alarm über eine Übermittlungseinrichtung übermittelt werden, insbesondere an Wartungspersonal.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Monitoring von Elementen einer Hochspannungseinrichtung, insbesondere mit einer zuvor beschriebenen Anordnung, gemäß Anspruch 11 sind analog den zuvor beschriebenen Vorteilen der erfindungs gemäßen Anordnung zum Monitoring von Elementen einer Hoch spannungseinrichtung gemäß Anspruch 1 und umgekehrt.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung sche matisch in den Figuren 1 bis 4 dargestellt und nachfolgend näher beschrieben.
Dabei zeigen die Figur 1 schematisch in Schnittansicht ein Element einer
Hochspannungseinrichtung 1 in Form eines zylinder förmigen Hohlisolators 2 mit Beschirmung 4 von ei ner Seite betrachtet und mit einer Verschmutzung 6 der Beschirmung 4, und
Figur 2 schematisch in Schnittansicht eine erfindungsgemäße
Anordnung 1 mit einem Element einer Hochspannungs einrichtung 1 gemäß der Figur 1 und mit einem
Strom-/Spannungs-Messgerät 9 als Messeinrichtung 8 zur Messung von Leckströmen, und
Figur 3 schematisch in Schnittansicht eine erfindungsgemäße
Anordnung 1 mit einem Element einer Hochspannungs einrichtung 1 gemäß der Figur 1 und mit einer opti schen Strahlenquelle 10 sowie einem optischen De tektor 11 als Messeinrichtung 8 zur Messung von Al terung und/oder Verschmutzungen der Oberfläche des Elements 1, und
Figur 4 schematisch in Schnittansicht eine erfindungsgemäße
Anordnung 1 mit einem Element einer Hochspannungs einrichtung 1 gemäß der Figur 1 und mit einer
Schallquelle 12 sowie einem Mikrofon 13 als Mess einrichtung 8 zur Messung von Alterung und/oder Verschmutzungen der Oberfläche des Elements 1.
In Figur 1 ist schematisch in Schnittansicht ein Element ei ner Hochspannungseinrichtung 1 in Form eines zylinderförmigen Hohlisolators 2 mit Beschirmung 4 von einer Seite betrachtet dargestellt. Eine Verschmutzung 6 der Beschirmung 4 liegt in Form von Partikeln vor, welche auf der äußeren Oberfläche 5 aufliegen. Der Isolator 2 ist z. B. ein Element 1 einer Hoch spannungs-Durchführung, eines Hochspannungs-Leistungsschal ters und/oder eines Instrument Transformers. Beispielhaft ist der Isolator 2 als Element bzw. Teil einer Hochspannungsein richtung 1 hohlzylindrisch ausgebildet, jeweils mit einem Flansch 3 an den Enden des Hohlzylinders. An dem Flansch 3 können elektrische Anschlüsse für eine Hochspannung vorgese hen sein. Auf einer Seite liegt z. B. Erdpotential an und kann z. B. ein Träger angeordnet sein für die Hochspannungs einrichtung. Auf der gegenüberliegenden Seite des Hohlzylin ders liegt z. B. ein Potential von bis zu 1300 kV an und ist z. B. ein Gehäuse mit Spulen eines Instrument Transformers angeordnet, ein Gehäuse mit Kontakten eines Hochspannungs leistungsschalters angeordnet und/oder eine Wandung angeord net, durch welche ein elektrischer Leiter über das Innere des Hohlisolators geführt ist.
Der Isolator 2 ist z. B. aus Keramik, Silikon oder einem Kompositmaterial . Eine hohe mechanische Festigkeit bei guter elektrischer Isolation ermöglicht den Einsatz z. B. als
Stützisolator. Am äußeren Umfang sind in Ebenen senkrecht zur Längsachse des Isolators 2 krempen- bzw. schirmartige Formen ausgebildet, welche insbesondere in regelmäßigen Abständen voneinander angeordnet sind und eine Beschirmung 4 bilden.
Die Beschirmung 4 führt zu einer Verlängerung des Weges für einen Kriechstrom zwischen den Enden des Isolators 2 bzw. zwischen den Flanschen 3 an den Enden des Isolators 2, an welchen ein unterschiedliches Potential angeschlossen werden kann. Die äußere Oberfläche 5 des Elements 1 wird im Wesent lichen durch die Oberfläche der Beschirmung 4 und der äußeren Oberfläche des Hohlzylinders zwischen der Beschirmung 4 ge bildet .
Verschmutzungen 6, welche beispielhaft in der Fig. 1 durch Punkte auf der Oberfläche 5 dargestellt sind, können in Form von Partikeln, z. B. Staub und/oder Rußpartikeln, Flüssig keit, z. B. Kondens- und/oder Regenwasser, gleichmäßig ver teilt oder nur punktuell auf der Oberfläche 5 vorliegen. Ins besondere bei Freiluft-Hochspannungseinrichtungen, bei wel chen die Oberfläche 5 mit Luft der Umgebung in Verbindung steht und Umwelteinflüssen insbesondere ungeschützt ausge setzt ist, führen Umwelteinflüsse zu einer Verschmutzung 6 der Oberfläche 5. Nicht dargestellt in den Figuren, kann die Oberfläche 5 insbesondere durch Umwelteinflüsse gealtert sein, z. B. durch sauren Regen oder Sonneneinstrahlung. Dabei ist die Oberfläche 5 des Isolators 2 chemisch und/oder mecha nisch verändert, z. B. Silikon zersetzt und/oder aufgeraut. Die veränderten chemischen und/oder mechanischen Eigenschaf ten der Oberfläche durch Alterung und/oder Verschmutzungen 6 können zu einer erhöhten Leitfähigkeit über die Oberfläche und somit zu höheren Leckströmen zwischen den Flanschen 3 bei angelegtem Hochspannungspotential führen. Überschläge, welche in Form von Stromschlägen blitzartig über die Oberfläche fließen können, sind mit höherer Leitfähigkeit wahrscheinli cher und ab einem bestimmten Leckstromwert kaum zu vermeiden, wodurch die Hochspannungseinrichtung beschädigt und/oder zer stört werden kann.
In Figur 2 ist schematisch in Schnittansicht eine erfindungs gemäße Anordnung 1 mit einem Element einer Hochspannungsein richtung 1 gemäß der Figur 1 und mit einem Strom-/Spannungs- Messgerät 9 als Messeinrichtung 8 zur Messung von Leckströmen dargestellt. Die Messeinrichtung 8 ist ausgebildet, als we nigstens eine Eigenschaft der äußeren Oberfläche 5 eines Iso lators 2 als Element der Hochspannungseinrichtung 1 den
Leckstrom über die Oberfläche 5 zu messen. Die Messung des Leckstroms ermöglicht ein Monitoring des Zustands der äußeren Oberfläche 5 des Isolators 2, insbesondere in Hinblick auf Verschmutzung und/oder Alterung der Oberfläche 5, mit den zu vor beschriebenen Vorteilen. Bei Erreichen eines bestimmten, z. B. vordefinierten Leckstromwertes oder -Bereichs, können Service- und/oder Wartungspersonal informiert werden und z.
B. eine Reinigung und/oder ein Austausch des Isolators 2 er folgen. Dadurch können elektrische Überschläge zuverlässig vermieden werden oder zumindest kann die Wahrscheinlichkeit für Überschläge minimiert bzw. reduziert werden.
Das Strom-/Spannungs-Messgerät 9 als Messeinrichtung 8 zur Messung von Leckströmen ist elektrisch z. B. über elektrische Leitungen insbesondere aus Kupfer, Aluminium und/oder Stahl und Anschlüssen, insbesondere an den Flanschen 3, mit dem Isolator 2 als Element der Hochspannungseinrichtung 1 verbun den und bildet zusammen mit dem Element der Hochspannungsein richtung 1 die erfindungsgemäße Anordnung 7. Eine Strom- und/oder Spannungsmessung über die Messeinrichtung 8, welche elektrische z. B. parallel zur äußeren Oberfläche 5 des Iso lators 2 geschaltet ist, ermöglicht die Bestimmung von Leck strömen über die Oberfläche 5. Die Leckströme sind abhängig von der Verschmutzung und Alterung der Oberfläche 5, und de ren Wert ist, abhängig vom Potentialunterschied zwischen den Flanschen 3, ein Grad für die Verschmutzung und Alterung, d. h. den Zustand der Oberfläche 5 bzw. des Isolators 2.
Eine Messung mit dem Strom-/Spannungs-Messgerät 9 kann alter nativ auch nur über einen kleinen Bereich der Oberfläche 5 erfolgen statt zwischen den Flanschen 5. Das Messgerät kann auch in Reihe, z. B. zwischen einem Bereich der Oberfläche 5 und einem Flansch 3 geschaltet sein, insbesondere für eine Strommessung. Die elektrische Verbindung des Strom-/Span- nungs-Messgeräts 9 bzw. von elektrischen Leitungen an den Flanschen 3 oder direkt am Isolator 2 bzw. der Oberfläche 5, kann elektrisch leitend z. B. über Schraub-, Klemm-, Steck-, und/oder Lötverbindungen erfolgen.
In Figur 2 ist eine Verschmutzung 6 in Form von zufällig auf der gesamten äußeren Oberfläche 5 verteilten Partikeln darge stellt. Eine Verschmutzung und/oder Alterung kann aber auch lokal, z. B. nur auf bestimmten Bereichen auftreten. Eine Strom-Spannungsmessung misst über die gesamte Fläche 5 zwi schen den Anschlüssen des Strom-/Spannungs-Messgeräts 9. Eine lokale Auflösung an mehreren Bereichen erfordert mehrere Strom-/Spannungs-Messgeräte 9 und einen Anschluss nur über zu untersuchende Bereiche. Dies kann Kosten und Aufwand erhöhen. Vorteilhaft am Einsatz von Strom-/Spannungs-Messgeräten ist der einfache und kostengünstige Grundaufbau von Strom-/Span- nungs-Messgeräten 9. Eine alternative oder zusätzliche Möglichkeit der Bestimmung des Zustands der äußeren Oberfläche 5, insbesondere der Ver schmutzung und/oder der Alterung, ist in Figur 3 dargestellt. Figur 3 zeigt schematisch in Schnittansicht eine erfindungs gemäße Anordnung 1 mit einem Element einer Hochspannungsein richtung 1 gemäß der Figur 1 und mit einer optischen Strah lenquelle 10 sowie einem optischen Detektor 11 als Messein richtung 8 zur Messung des Zustands der Oberfläche 5 des Ele ments 1 analog dem Ausführungsbeispiel der Figur 2. Die Mess einrichtung 8 ist ausgebildet, als wenigstens eine Eigen schaft der äußeren Oberfläche 5 des Isolators 2 als Element der Hochspannungseinrichtung 1 die optische Reflektion an der Oberfläche 5 zu messen. Im Unterschied zur Messung des
Leckstromes kann eine optische Messung einfach lokal erfol gen, insbesondere mit einem Laser als Strahlenquelle 10 und einem optischen Detektor 11 zur Messung. Große Flächen bzw. die gesamte äußere Oberfläche 5 von einer Seite betrachtet können z. B. über eine Kamera, insbesondere über eine CCD Ka mera gemonitort werden.
Die optische Messung ermöglicht ein Monitoring des Zustands der äußeren Oberfläche 5 des Isolators 2, insbesondere in Hinblick auf Verschmutzung und/oder Alterung der Oberfläche 5, mit den zuvor beschriebenen Vorteilen. Bei Erreichen eines bestimmten, z. B. vordefinierten Reflektionsgrads oder Ausse hens, kann Service- und/oder Wartungspersonal informiert wer den und z. B. eine Reinigung und/oder ein Austausch des Iso lators 2 erfolgen. Dadurch können elektrische Überschläge zu verlässig vermieden werden oder zumindest kann die Wahr scheinlichkeit für Überschläge minimiert bzw. reduziert wer den. Eine Analyse der Oberfläche kann auch spektral aufgelöst erfolgen, womit Informationen z. B. bezüglich der Art von Verschmutzungen oder der Form der Alterung, insbesondere der Ursache, gewonnen werden können. Eine Messung des Zustandes der Oberfläche 5 kann zeitlich und/oder räumlich aufgelöst erfolgen, und die Art der erforderlichen Maßnahmen, insbeson- dere welche Bereiche zu reinigen sind oder ob ein Austausch erfolgen muss, kann abhängig von dem Ergebnis geplant bzw. durchgeführt werden.
Weiterhin ist eine alternative oder zusätzliche Möglichkeit einer Bestimmung des Zustands der äußeren Oberfläche 5, ins besondere der Verschmutzung und/oder der Alterung, über akus tische Messungen möglich, wie in Figur 4 dargestellt ist. Fi gur 4 zeigt schematisch in Schnittansicht eine erfindungsge mäße Anordnung 1 mit einem Element einer Hochspannungsein richtung 1 gemäß der Figur 1 und mit einer Schallquelle 12 sowie einem Mikrofon 13 als Messeinrichtung 8 zur Messung des Zustands der Oberfläche 5 des Elements 1 analog dem Ausfüh rungsbeispiel der Figur 3. Die Messeinrichtung 8 ist ausge bildet, als wenigstens eine Eigenschaft der äußeren Oberflä che 5 des Isolators 2 als Element der Hochspannungseinrich tung 1 die akustische Reflektion an der Oberfläche 5 zu mes sen. Im Unterschied zur Messung des Leckstromes kann eine akustische Messung analog einer optischen Messung berührungs los lokal oder global erfolgen, z. B. über ein Richtmikrofon nahe an der Oberfläche oder mit ausreichender Entfernung für große Flächen bzw. die gesamte äußere Oberfläche 5 von einer Seite betrachtet.
Die akustische Messung ermöglicht, wie die elektrische und/ oder optische Messung, ein Monitoring des Zustands der äuße ren Oberfläche 5 des Isolators 2, insbesondere in Hinblick auf Verschmutzung und/oder Alterung der Oberfläche 5, mit den zuvor beschriebenen Vorteilen. Bei Erreichen eines bestimm ten, z. B. vordefinierten Reflektionsgrads in Form von Laut stärkedämpfung oder frequenzabhängigen Tonsignal aus der Ref lektion, können Service- und/oder Wartungspersonal informiert werden und z. B. eine Reinigung und/oder ein Austausch des Isolators 2 erfolgen. Dadurch können elektrische Überschläge zuverlässig vermieden werden oder zumindest kann die Wahr scheinlichkeit für Überschläge minimiert bzw. reduziert wer den. Eine Messung des Zustandes der Oberfläche 5 kann wie bei der optischen Messung zeitlich und/oder räumlich aufgelöst erfolgen, und die Art der erforderlichen Maßnahmen, insbeson dere welche Bereiche zu reinigen sind oder ob ein Austausch erfolgen muss, kann abhängig dem Ergebnis geplant bzw. durch geführt werden.
Die zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele können unterei nander kombiniert werden und/oder können mit dem Stand der Technik kombiniert werden. So können z. B. Daten-Speicher- , - Verarbeitungs- und/oder -Übermittlungseinrichtungen verwendet werden, um Schwellwerte für das Auslösen von Signalen/Alarmen zu speichern, mit Messwerten zu vergleichen und/oder an War tungspersonal z. B. in einer Wartungszentrale zu übermitteln. Eine Übermittlung kann z. B. online per Internet oder Mobil- funk erfolgen. Die Messergebnisse können auch kontinuierlich übermittelt und/oder gemonitort werden, oder nur abhängig von bestimmten, vordefinierten Werten und/oder zu vordefinierten Zeiten. Es können auch automatisch Maßnahmen erfolgen. Z. B. kann bei Erreichen eines bestimmten Verschmutzungsgrads eine automatische Abschaltung der Hochspannungseinrichtung erfol gen und/oder es kann eine automatische Reinigung, z. B. durch Abspritzen mit insbesondere Wasser oder anderen Reinigungs mitteln über gesteuerte Düsen, oder mit Hilfe eines Roboters erfolgen .
Das Element einer Hochspannungseinrichtung 1 kann ein Isola tor 2 mit oder ohne Beschirmung 4 sein, oder ein anderes Ele ment. Eine Beschirmung 4 kann gleiche Schirme in regelmäßigem oder unregelmäßigem Abstand umfassen, oder Schirme mit unter schiedlichen Größen und/oder Formen, z. B. abwechselnd große und kleinere Schirme, wie in den Figuren dargestellt ist. Al terung und/oder Verschmutzungen können lokal oder gleichmäßig auf der Oberfläche 5 auftreten, und zeitlich zu und abnehmen. In den Figuren ist ein zylinderförmiger Hohlisolator 2 ge zeigt als Element einer Hochspannungseinrichtung 1. Der Iso lator 2 kann z. B. auch andere Formen aufweisen, z. B. als Stützisolator massiv, ohne Hohlraum ausgebildet sein und/oder statt zylinderförmig, säulenförmig mit z. B. quadratischen oder rechteckigen Querschnitt oder z. B. kugelförmig ausge bildet sein. Statt reflektieren akustischen oder optischen Wellen können auch Wellen in Transmission, z. B. im Wellen- längenbereich von Röntgenstrahlen oder Ultraschall für die Messung genutzt werden. Optische und/oder akustische Messun gen können mit einer Wellenlänge oder spektral aufgelöst er folgen, elektrische Messungen können die Messung von Strom, Spannung und/oder Widerständen bzw. Leitfähigkeiten umfassen.
Bezugszeichenliste
1 Element einer Hochspannungseinrichtung
2 Isolator
3 Flansch
4 Beschirmung
5 Äußere Oberfläche des Elements
6 Verschmutzung, insbesondere Partikel aus der Luft
7 Anordnung
8 Messeinrichtung
9 Strom-/Spannungs-Messgerät
10 optische Strahlenquelle, insbesondere Laser
11 optischer Detektor
12 Schallquelle, insbesondere Lautsprecher
13 Mikrofon
14 Akustische Welle vom Lautsprecher
15 Reflektierte akustische Welle

Claims

Patentansprüche
1. Anordnung (7) zum Monitoring von Elementen einer Hochspan nungseinrichtung (1), mit wenigstens einer äußeren Oberfläche (5) eines Elements der Hochspannungseinrichtung (1) und mit wenigstens einer Messeinrichtung (8),
dadurch gekennzeichnet, dass
die Messeinrichtung (8) ausgebildet ist zum Messen wenigstens einer Eigenschaft der Oberfläche (5) .
2. Anordnung (7) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die wenigstens eine äußere Oberfläche (5) eines Elements der Hochspannungseinrichtung (1) die Oberfläche eines Isolators (2), insbesondere eines Hohl- und/oder Stützisolators ist, welche insbesondere in Form einer Beschirmung (4) ausgebildet ist .
3. Anordnung (7) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die wenigstens eine äußere Oberfläche (5) des Elements der Hochspannungseinrichtung (1) eine Keramik-, eine Silikon- und/oder eine Kompositwerkstoff-Oberfläche ist, insbesondere in Kontakt mit der Umgebungsluft einer Freiluft-Hochspan nungseinrichtung .
4. Anordnung (7) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Messeinrichtung (8) ausgebildet ist zum Messen wenigstens eines Leckstroms über Bereiche der äußeren Oberfläche (5) des Elements der Hochspannungseinrichtung (1).
5. Anordnung (7) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Messeinrichtung (8) ausgebildet ist zum Messen wenigstens einer optischen Eigenschaft der äußeren Oberfläche (5) des Elements der Hochspannungseinrichtung (1), insbesondere über Reflektion an der Oberfläche (5) .
6. Anordnung (7) nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Messeinrichtung (8) wenigstens eine Kamera, insbesondere eine CCD Kamera umfasst, und/oder dass die Messeinrichtung (8) wenigstens eine optische Strahlenquelle (10), insbesonde re einen Laser, und wenigstens einen optischen Detektor (11) umfasst .
7. Anordnung (7) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Messeinrichtung (8) ausgebildet ist zum Messen wenigstens einer akustischen Eigenschaft der äußeren Oberfläche (5) des Elements der Hochspannungseinrichtung (1), insbesondere über Reflektion an der Oberfläche (5) .
8. Anordnung (7) nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Messeinrichtung (8) wenigstens eine Schallquelle (12), insbesondere einen Lautsprecher, und wenigstens ein Mikrofon (13) umfasst.
9. Anordnung (7) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Messeinrichtung (8) ausgebildet ist zum Messen des Alte rungszustands und/oder des Verschmutzungsgrads der wenigstens einen äußeren Oberfläche (5) des Elements der Hochspannungs einrichtung (1) .
10. Anordnung (7) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
eine Übermittlungseinrichtung umfasst ist, welche ausgebildet ist einen Alarm bei Überschreitung und/oder Unterschreitung von vordefinierten Werten zu übermitteln, insbesondere für eine Wartung, Austausch und/oder Reinigung der Oberfläche.
11. Verfahren zum Monitoring von Elementen einer Hochspan nungseinrichtung (1), insbesondere mit einer Anordnung (7) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens eine Messeinrichtung (8) wenigstens eine Eigen schaft wenigstens einer äußeren Oberfläche (5) eines Elements der Hochspannungseinrichtung (1) misst.
12. Verfahren nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Messeinrichtung (8) kontinuierlich und/oder in zeitlichen Intervallen, insbesondere in regelmäßigen zeitlichen Inter vallen misst.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
bei Überschreitung und/oder Unterschreitung von Messwerten im Vergleich zu vordefinierten Werten ein Alarm über eine Über mittlungseinrichtung übermittelt wird, insbesondere an War tungspersonal .
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Messeinrichtung (8) den Alterungszustand und/oder den Verschmutzungsgrad der wenigstens einen äußeren Oberfläche (5) des Elements der Hochspannungseinrichtung (1) misst, ins besondere elektrisch, und/oder optisch, und/oder akustisch misst .
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