DE2856354A1

DE2856354A1 - Verfahren zur messung von teilentladungen

Info

Publication number: DE2856354A1
Application number: DE19782856354
Authority: DE
Inventors: Dieter Dr Ing Koenig; Claus Dipl Ing Neumann
Original assignee: Calor Emag AG
Current assignee: Calor Emag AG
Priority date: 1978-12-27
Filing date: 1978-12-27
Publication date: 1980-07-31
Also published as: DE2856354C2

Description

Verfahren zur Messung von Teilentladungen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung von Teilentladungen in metallgekapselten Hochspannungsschaltanlagen, wobei die Metallkapselung als Meßabschirmung verwandt ist.
Ein solches Verfahren ist aus der DE-AS 1 591 853 bekannt. Hierbei wird die von einem Hochspannungstransformator erzeugte Prüfspannung über eine Hochspannungsprüfdurchführung in die Anlage eingeführt. Zur Vermeidung von leitungsgebundenen hochfrequenten Störimpulsen im Meßkreis wird ein Hochspannungshochfrequenzfilter vorgeschaltet.
Diese Lösung kann nicht befriedigen, da bei der Anordnung des Hochspannungsfrequenzfilters außerhalb der Schaltanlagenkapselung Hochspannung führende Leiter und Elemente verbleiben.
die Fremdstörungen aufnehmen können (Antennenwirkung). Die Anlagenkapselung schirmt in diesem Fall also nur einen Teil des Meßkreises ab.
Wird hingegen der Hochspannungsfrequenzfilter in die Anlagenkapselung einbezogen, so bringt dies - trotz des damit verbundenen hohen Aufwandes keinen vollen Schirmungserfolg, da der Filter wegen seiner räumlichen Ausdehnung beim Durchtritt der Hochspannungszuführung durch die Kapselung ein vollständiges hochfrequenzdichtes Schließen der Kapselung nicht zuläßt und das Eindringen draht gebundener Störungen über den Hochspannungsleiter in die Kapselung nicht ausgeschlossen werden kann.
Daneben ist das bekannte Verfahren sehr aufwendig. Die benötigten Hochspannungsgeräte, nämlich ein Hochspannungsprüftransformator, eine teilentladungsfreie Hochspannungsdurchführung sowie der teilentladungsfreie Hochspannungsfrequenzfilter sind sperrig, schwer und entsprechend teuer.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine vollständige Schirmung des gesamten Meßkreises zu erreichen, den Aufwand für die Teilentladungsmessung wesentlich zu verringern und dennoch eine hohe Meßempfindlichkeit sicherzustellen.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß zur Erzeugung der Prüfhochspannung mindestens ein innerhalb der Kapselung der Anlage vorhandener oder zu diesem Zwecke darin eingebauter induktiver Spannungswandler verwandt ist, dessen Niederspannungswicklung eine Erregerspannung über einen Niederspannungshochfrequenzfilter zugeführt wird.
Die Kapselung der Schaltanlage umschließt dabei sämtliche Elemente des Meßkreises in Form eines Faradayschen Käfigs.
Mit dem neuen Verfahren wird eine Meßempfindlichkeit erreicht, die im Bereich des Eigenrauschens der verwendeten Meßgeräte liegt, sofern die zur Spannungserzeugung verwendeten gekapselten Spannungswandler ausreichend teilentladungsfrei sind.
Zur Durchführung des Verfahrens ist nunmehr nur ein leicht transportierbarer Niederspannungsregeltransformator zur Prüfspannungserzeugung notwendig. Der Niederspannungshochfrequenzfilter hat ebenfalls nur kleine Abmessungen; er kann unmittelbar an die Metallkapselung des Spannungswandlers angeblockt sein oder mit diesem über ein gegen Hochfrequenzstörungen abgeschirmtes Niederspannungskabel verbunden sein. In den Meßkreis einstreuende Störimpulse aufgrund der räumlichen Ausdehnung der Hochspannungsdurchführung und des Hochspannungshochfrequenzfilters kommen nunmehr in Fortfall.
Mit dem neuen Verfahren können bereits komplett zusammengebaute Schaltanlagen an deren Aufstellungsort ohne weiteres und unaufwendig mit einer hohen Meßgenauigkeit auf Teilentladungsfreiheit überprüft werden. Bei einer aus mehreren Feldern zusammengesetzten Schaltanlage mit mehreren induktiven Spannungswandlern, kann es angezeigt sein, die Niederspannungswicklungen dieser Wandler gleichzeitig in Parallelschaltung zur Prüfspannungserzeugung zu erregen.
Es ist zwar allgemein bekannt (Druckschrift GUS/75, S. 2 von 1975 der Fa. Meßwandler-Bau GmbH Bamberg) einer metallgekapselten Schaltanlage einen induktiven Spannungswandler anzubauen, der von der Niederspannungsseite her für eine Hochspannungsprüfung erregt wird. Dies soll zu dem Zwecke geschehen, einen besonderen Hochspannungsprüferzeuger einzusparen, wobei in Kauf genommen wird, daß damit nur eine im Vergleich zu den Nennstehwechselspannungs-Prüfwerten verringerte Prüfspannung erzeugt werden kann. Die Schirmwirkung der Metallkapselung des Spannungswandlers hat für diesen Zweck keinerlei Bedeutung. Mit dieser Prüfmaßnahme sind nur sehr grobe Aussagen über den Isolationszustand der Anlage möglich, da die maximal erreichbare Prüfspannung die verkettete Netzspannung ist. Für Teilentladungsmessungen, mit denen auch das Langzeitverhalten der Isolation erfaßt werden kann, ist diese Maßnahme nicht gedacht.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, von vorn herein einen Teil der Anlagenkapselung, z.B. einen Teil der Sammelschiene, isoliert einzusetzen und für Meßzwecke zu benutzen. Die betriebsmäßig erforderliche Erdung der Kapselung wird durch eine lösbare Brücke in Form einer Verbindungslasche hergestellt. Nach Entfernen dieser Brücke stellt dieser Teil den niederspannungsseitigen Belag einer Meßkapazität dar, die sowohl als Koppelkondensator zum Auskoppeln der Teilentladungsimpulse als auch als Meßkondensator zur Spannungsmessung verwendet werden kann.
Steht ein solcher isolierter Abschnitt nicht zur Verfügung, so wird man den Meßkondensator und den Koppelkondensator koaxial ausführen und in einem besonderen Kapselungsabschnitt unterbringen, der an die Anlage anzuflanschen ist. Eine genaue Messung der Hochspannung ist über die Niederspannungsseite des Spannungswandlers wegen der kapazitiven Spannungsüberhöhung auf der Hochspannungsseite nicht möglich. Der Ein- satz eines separaten, ebenfalls voll geschirmten Hochspannungsmeßkondensators, z.B. in Form eines koaxial aufgebauten Zylinderkondensators geringer Kapazität, ist daher zweckmäßig.
Nachfolgend soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.
In den Figuren ist jeweils eine zweifeldrige metallgekapselte, gasisolierte Hochspannungsschaltanlage blocksohaltbildartig dargestellt.
1 bezeichnet den Hochspannungsleiter, der von der Metallkapselung 2 konzentrisch umgeben ist. Die Felder sind jeweils mit einem Trennschalter 3 versehen, mit dem sie mit der Sammelschiene 4 elektrisch verbindbar sind. Im Feldverlauf befindet sich weiterhin ein Leistungsschalter 5, Stromwandler 6, Abgangstrennschalter 7 sowie der Endverschluß 8.
Der Meßkondensator Cm für die Messung der Prüfspannung, sowie der Koppelkondensator Ck zur Auskopplung der Teilentladungsimpulse sind in einem besonderen Kapselungsabschnitt 9 innerhalb der geerdeten Metallkapselung untergebracht, der rechts an das Sammelschienengehäuse angeflanscht ist.
Der Koppelkondensator Ck ist niederspannungsseitig mit dem Ankoppelvierpol 10 verbunden, an dessen Ausgang das Teilentladungsmeßgerät 11 liegt. Ein Scheitelspannungsmeßgerät 12 zeigt die Prüfspannung an und ist mit dem Kondensator Cm verbunden. Sämtliche zum Meßkreis gehörende und außerhalb der Metallkapselung verlaufende Meßleitungen sind mit einer Hochfrequenzabschirmung versehen.
Eine weitere Meßmethode ergibt sich, wenn man, gemäß Fig. 2, einen Kapselungsabschnitt 9a an den Flanschstellen F mit einem Isolierstück versieht. Die galvanische Erdverbindung zwischen den einzelnen Kapselungsabschnitten kann mittels lösbarer Brücken B hergestellt sein. Im isolierten Zustand bildet der Kapselungsabschnitt 9a den niederspannungsseitigen Meßbelag eines Kondensators, der als Meß- und Koppelkondensator benutzt werden kann. An ihn sind die entsprechenden Meßgeräte 10, 11 anschließbar.
Zur Erzeugung der Prüfhochspannung wird ein im linken Feld der Schaltanlage vorhandener induktiver Spannungswandler 13 herangezogen. Seine niederspannungsseitige Wicklung 14 wird zu diesem Zwecke von einer geeigneten Wechselspannungsquelle 15 erregt. Zur Vermeidung von leitungsgebundenen Störimpulsen wird die Erregerspannung über einen Niederspannungshochfrequenzfilter 16 der Niederspannungswicklung 14 zugeführt. Die elektrische Verbindung vom Filter 16 zu der geerdeten Kapselung des Spannungswandlers 13 ist hochfrequenzdicht abgeschirmt.
Ein besonderer Vorteil des neuen Verfahrens besteht noch darin1 daß sämtliche Anlagenteile - einschließlich des die Prüfspannung erzeugenden Spannungswandlers - auf Teilentladungsfreiheit überprüfbar sind. Montagefehler oder Transportschäden werden dabei aufgedeckt.

Claims

Ansprüche 3 Verfahren zur Messung von Teilentladungen in inetallgekapselten Hochspannungsschaltanlagen, wobei die Metallkapselung als Meßabschirmung verwandt ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Prüfhochspannung mindestens ein innerhalb der Kapselung der Anlage vorhandener oder zu diesem Zwecke darin eingebauter induktiver Spannungswandler (13) verwandt ist, dessen Niederspannungswicklung (14) eine Erregerspannung über einen Niederspannungshochfrequenzfilter (16) zugeführt wird.
2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Niederspannungswicklung mehrerer in der Schaltanlage vorhandener induktiver Spannungswandler (13) parallel geschaltet sind und gemeinsam zur Erzeugung der Prüfspannung erregt werden.
3.) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil (9a) der Anlagenkapselung, insbesondere der die Sammelschiene (4) uingebende, an den Flanschen gegenüber der übrigen Kapselung isoliert ist und zu Meßzwecken verwandt ist.
4.) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein separater Kapselungsabschnitt (9) mit Meßkondensatoren (Cm, Ck) für die Scheitelspannungs- bzw. Teilentladungs erfassung an die Anlage angeflanscht ist.
5.) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Niederspannungshochfrequenzfilter (16) unmittelbar an die Metallkapselung des Spannungswandlers (13) angeblockt ist.