EP0915544A1 - Elektrischer Apparat, insbesondere Ueberspannungsableiter, mit einer Vorrichtung zur Anzeige eines Fehlerstroms - Google Patents

Elektrischer Apparat, insbesondere Ueberspannungsableiter, mit einer Vorrichtung zur Anzeige eines Fehlerstroms Download PDF

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EP0915544A1
EP0915544A1 EP98811058A EP98811058A EP0915544A1 EP 0915544 A1 EP0915544 A1 EP 0915544A1 EP 98811058 A EP98811058 A EP 98811058A EP 98811058 A EP98811058 A EP 98811058A EP 0915544 A1 EP0915544 A1 EP 0915544A1
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housing
electrical apparatus
thermocolor
information carrier
fault current
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Werner Dr. Hofbauer
Walter Schmidt
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ABB Schweiz AG
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ABB Asea Brown Boveri Ltd
Asea Brown Boveri AB
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T1/00—Details of spark gaps
    • H01T1/12—Means structurally associated with spark gap for recording operation thereof

Definitions

  • the invention is based on an electrical apparatus, in particular a surge arrester, according to the generic term of Claim 1.
  • the invention takes on a state of the art of electrical apparatus Reference as specified in EP 0 564 334 A1.
  • One in this state of the art Electrical apparatus described which is preferably used as a surge arrester or is designed as an insulator for high or medium voltage networks, contains one of the monitoring of the electrical apparatus for a fault current serving detection and display device. This device has one Isolierstoffgeophuse with an easily breakable window.
  • the insulating housing is a power connection of the electrical apparatus guided.
  • the part of the power connection inside the housing is from surround a magnetic core, which the secondary winding of the Bears current connection as a primary winding current transformer.
  • the Secondary winding is connected to an ohmic resistor, which is in an im Explosive charge arranged inside the housing is embedded.
  • the object of the invention is as set out in the claims based on specifying an electrical apparatus of the type mentioned at which the faulty condition of the electrical apparatus with extremely simple Medium and can still be recognized with great certainty.
  • a fault current Incorrect operating state caused by an information carrier indicated which at least part of the outer surface of an insulating material housing of the apparatus contains.
  • This information carrier is provided by the Fault current heated to a limit temperature that is above the permissible Operating temperature of the device is. When the limit temperature is exceeded this information carrier gives an easy and safe to detect optical Signal off. Since such an information carrier is advantageously a Insulated housing contains provided thermal color (Thermocolor), can be can produce and can such apparatus in a simple and inexpensive manner existing equipment without much effort by applying the Thermocolors can be retrofitted to the housing.
  • Thermal color Thermocolor
  • the single figure shows a phase conductor of a high-voltage line, which with a surge arrester and a device to display fault currents containing electrical apparatus according to the Invention is electrically connected.
  • reference numeral 1 denotes a phase conductor on one grounded mast 2 electrically insulated high voltage line.
  • a surge arrester 3 is suspended.
  • the surge arrester 3 is galvanic with a current connection 4 with the phase conductor 1 connected and is attached to the mast 2 by means of a post insulator 6.
  • a second Power connection 5 of the surge arrester 3 is connected via a grounding cable 7 the mast 2 galvanically connected.
  • a high-voltage insulated housing 8 encloses a, not shown, between the power connections 4, 5 arranged stacks of non-linear resistance elements on the base of metal oxides and carries a device designed as an information carrier 9 for the visual display of a faulty one caused by a fault current State of the surge arrester.
  • the housing 8 is advantageously made of a porcelain or a filler-filled polymer, such as one in particular Silicone and / or an epoxy, and preferably has porcelain or silicone existing screens 10 on.
  • the information carrier 9 is on part of the outer surface of the insulating material housing 8 provided. This part of the outer surface of the insulating housing 8 is when a fault current carried in the resistance stack occurs to a Temperature heated, which is above an allowable operating temperature of the Apparatus. When a temperature above the permissible operating temperature is exceeded (e.g. 105 ° C) limit temperature of typically 150 up to 500 ° C, the information carrier 9 emits an optically detectable signal.
  • the information carrier 9 is advantageously on one of the temperature-increasing Effect of the fault current exposed and good from the outside recognizable part of the outer surface of the housing 8, in particular below or arranged above one of the screens 10.
  • the information carrier 9 preferably contains a thermocolor, for example [Co (NH 3 ) 6 ] ⁇ PO 4 , which is applied to the outer surface or at least part of the outer surface of the housing 9.
  • This thermocolor changes its color above the limit temperature, [Co (NH 3 ) 6 ] ⁇ PO 4, for example at 200 ° C. from yellow to blue, and retains this color even after the temperature has dropped below the limit temperature.
  • the color change permanently indicates that the surge arrester 3, which can be identified by the color change, is defective.
  • thermocolor can be used in the production of the housing-forming material material-forming raw materials are mixed.
  • the housing 8 formed then also represents the information carrier 9
  • Thermocolor can be used to retrofit an existing appliance but also in the form of a ribbon or a strip to form one heat-transferring contact surface at least on part of the outer surface of the Housing 8 are applied. This can be done in a particularly simple manner Thermocolor by spraying or brushing at least part of the Be applied to the outer surface of the housing 9.
  • the information carrier 9 In order to be able to recognize the information carrier 9 particularly well in the dark , it is advisable to make them luminous and / or reflective. In this can be achieved in a particularly advantageous manner by admixing a fluorescent color or reflective particles can be reached to the Thermocolor.
  • the information carrier can also be attached to one other electrical apparatus, for example an isolator of a switch or a transformer, or an insulator of a high-voltage system, for example, the post insulator 6.
  • one other electrical apparatus for example an isolator of a switch or a transformer, or an insulator of a high-voltage system, for example, the post insulator 6.

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  • Thermistors And Varistors (AREA)
  • Testing Electric Properties And Detecting Electric Faults (AREA)
  • Gas-Insulated Switchgears (AREA)

Abstract

Der insbesondere als Überspannungsableiter (3) ausgebildete elektrische Apparat weist ein mit Hochspannung belastbares Isolierstoffgehäuse (8) auf sowie eine Vorrichtung zur optischen Anzeige eines durch einen Fehlerstrom verursachten fehlerhaften Zustands. Die Anzeigevorrichtung ist als ein zumindest einen Teil der Aussenfläche des Isolierstoffgehäuses (8) enthaltender Informationsträger (9) ausgebildet ist. Dieser Informationsträger (9) gibt beim Aufheizen auf eine Grenztemperatur, die oberhalb einer zulässigen Betriebstemperatur des Apparates liegt, ein optisch detektierbares Signal ab. Mit Vorteil ist der Informationsträger (9) als Thermocolor ausgebildet. Ein fehlerbehafteter Apparat kann dann vom Wartungspersonal einer den elektrischen Apparat enthaltenden Anlage in einfacher und sicherer Weise durch einen Farbumschlag identifiziert werden. <IMAGE>

Description

TECHNISCHES GEBIET
Bei der Erfindung wird ausgegangen von einem elektrischen Apparat, insbesondere einem Überspannungsableiter, nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
STAND DER TECHNIK
Die Erfindung nimmt auf einen Stand der Technik von elektrischen Apparaten Bezug, wie er in EP 0 564 334 A1 angegeben ist. Ein in diesem Stand der Technik beschriebener elektrischer Apparat, welcher vorzugsweise als Überspannungsableiter oder als Isolator für Hoch- oder Mittelspannungsnetze ausgebildet ist, enthält eine der Überwachung des elektrischen Apparates auf einen Fehlerstrom dienende Erfassungs- und Anzeigevorrichtung. Diese Vorrichtung weist ein Isolierstoffgehäuse mit einem leicht zerbrechbaren Fenster auf. Durch das Isolierstoffgehäuse hindurch ist ein Stromanschluss des elektrischen Apparates geführt. Der im Gehäuseinneren befindliche Teil des Stromanschlusses ist von einem Magnetkern umgeben, welcher die Sekundärwicklung eines den Stromanschluss als Primärwicklung aufweisenden Stromwandlers trägt. Die Sekundärwicklung ist mit einem ohmschen Widerstand verbunden, der in eine im Gehäuseinneren angeordnete Sprengstoffladung eingebettet ist. Beim Auftreten eines Fehlerstroms erwärmt sich der vom Stromwandler kontinuierlich mit Strom gespeiste ohmsche Widerstand sehr stark. Der Widerstand zündet die Sprengstoffladung oberhalb einer kritischen Grenztemperatur. Das Fenster des Isolierstoffgehäuses wird hierbei aufgebrochen und ein als Anzeigelement dienendes farbiges Band aus dem Gehäuse ausgestossen. Nach dem Ansprechen und dem optischen Signalisieren des fehlerhaften Zustands werden der elektrische Apparat und die Erfassungs- und Anzeigevorrichtung ausgebaut und ersetzt.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Der Erfindung, wie sie in den Patentansprüchen angegeben ist, liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Apparat der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem der fehlerhafte Zustand des elektrischen Apparates mit äusserst einfachen Mitteln und dennoch mit grosser Sicherheit erkannt werden kann.
Beim elektrischen Apparat nach der Erfindung wird ein durch einen Fehlerstrom verursachter fehlerhafter Betriebszustand durch einen Informationsträger angezeigt, welcher zumindest einen Teil der Aussenfläche eines Isolierstoffgehäuses des Apparates enthält. Dieser Informationsträger wird durch den Fehlerstrom auf eine Grenztemperatur aufgeheizt, die oberhalb der zulässigen Betriebstemperatur des Apparates liegt. Beim Überschreiten der Grenztemperatur gibt dieser Informationsträger ein leicht und sicher zu detektierendes optisches Signal ab. Da ein derartiger Informationsträger mit Vorteil eine am Isolierstoffgehäuse vorgesehene Thermofarbe (Thermocolor) enthält, lässt sich ein solcher Apparat in einfacher und kostengünstiger Weise herstellen und können bereits bestehende Apparate ohne grossen Aufwand durch Aufbringen des Thermocolors auf das Gehäuse nachgerüstet werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung und die damit erzielbaren weiteren Vorteile werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigt die einzige Figur einen Phasenleiter einer Hochspannungsleitung, welcher mit einem als Überspannungsableiter ausgeführten und eine Vorrichtung zur Anzeige von Fehlerströmen enthaltenden elektrischen Apparat nach der Erfindung elektrisch leitend verbunden ist.
WEG ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
In der Figur bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen Phasenleiter einer an einem geerdeten Mast 2 elektrisch isoliert gehaltenen Hochspannungsleitung. Am Phasenleiter 1 ist ein Überspannungsableiter 3 aufgehängt. Der Überspannungsableiter 3 ist mit einem Stromanschluss 4 mit dem Phasenleiter 1 galvanisch verbunden und ist mit Hilfe eines Stützisolators 6 am Mast 2 befestigt. Ein zweiter Stromanschluss 5 des Überspannungsableiters 3 ist über ein Erdungskabel 7 mit dem Mast 2 galvanisch verbunden. Ein mit Hochspannung belastetes Isolierstoffgehäuse 8 umschliesst einen nicht dargestellten, zwischen den Stromanschlüssen 4, 5 angeordneten Stapel von nichtlinearen Widerstandselementen auf der Basis von Metalloxiden und trägt eine als Informationsträger 9 ausgebildete Vorrichtung zur optischen Anzeige eines durch einen Fehlerstrom verursachten, fehlerhaften Zustands des Überspannungsableiters. Das Gehäuse 8 besteht vorteilhafterweise aus einem Porzellan oder einem füllstoffgefüllten Polymer, wie insbesondere einem Silikon und/oder einem Epoxid, und weist vorzugsweise aus Porzellan oder Silikon bestehende Schirme 10 auf.
Der Informationsträger 9 ist auf einem Teil der Aussenfläche des Isolierstoffgehäuses 8 vorgesehen. Dieser Teil der Aussenfläche des Isolierstoffgehäuses 8 wird beim Auftreten eines im Widerstandsstapel geführten Fehlerstroms auf eine Temperatur aufgeheizt, welche oberhalb einer zulässigen Betriebstemperatur des Apparates liegt. Beim Überschreiten einer oberhalb der zulässigen Betriebstemperatur (beispielsweise 105°C) liegenden Grenztemperatur von typischerweise 150 bis 500°C gibt der Informationsträger 9 ein optisch detektierbares Signal ab.
Da das Isolierstoffgehäuse 8 im allgemeinen nicht gleichmässig vom Fehlerstrom erwärmt wird, ist der Informationsträger 9 mit Vorteil an einem der temperaturerhöhenden Wirkung des Fehlerstrom ausgesetzten und von aussen gut erkennbaren Teil der Aussenfläche des Gehäuses 8, insbesondere unterhalb oder oberhalb eines der Schirme 10, angeordnet.
Der Informationsträger 9 enthält vorzugsweise ein Thermocolor, beispielsweise [Co(NH3)6]·PO4, welches auf die Aussenfläche oder mindestens einen Teil der Aussenfläche des Gehäuses 9 aufgebracht ist. Dieses Thermocolor wechselt oberhalb der Grenztemperatur seine Farbe, [Co(NH3)6]·PO4 beispielsweise bei 200°C von gelb nach blau, und behält diese Farbe auch nach der Absenkung der Temperatur unter die Grenztemperatur bei. Es wird so in einfacher Weise durch den Farbwechsel permanent angezeigt, dass der durch den Farbwechsel identifizierbare Überspannungsableiter 3 defekt ist.
Das Thermocolor kann bei der Herstellung des gehäusebildenden Materials den materialbildenden Ausgangsstoffen zugemischt werden. Ein aus diesem Material gebildetes Gehäuse 8 stellt dann zugleich den Informationsträger 9 dar. Zu Zwecken der Nachrüstung eines bestehenden Apparates kann das Thermocolor aber auch in Form eines Bandes oder eines Streifens unter Bildung einer wärmeübertragenden Kontaktfläche zumindest auf ein Teil der Aussenfläche des Gehäuses 8 aufgebracht werden. In besonders einfacher Weise kann das Thermocolor durch Besprühen oder Bestreichen zumindest eines Teils der Aussenfläche des Gehäuses 9 aufgebracht werden.
Um insbesondere bei Dunkelheit den Informationsträger 9 gut erkennen zu können, empfiehlt es sich diesen leuchtend und/oder reflektierend auszubilden. In besonders vorteilhafter Weise kann dies durch Zumischen einer Leuchffarbe oder reflektierender Partikel zum Thermocolor erreicht werden.
Statt an einem Überspannungsableiter kann der Informationsträger auch an einem anderen elektrischen Apparat, beispielsweise einem Isolator eines Schalters oder eines Transformators, oder einem Isolator einer Hochspannungsanlage, beispielsweise dem Stützisolator 6, befestigt sein.
BEZUGSZEICHENLISTE
  • 1 Phasen leiter
  • 2 Mast
  • 3 Überspannungsableiter
  • 4, 5 Stromanschlüsse
  • 6 Stützisolator
  • 7 Erdungskabel
  • 8 Isolierstoffgehäuse
  • 9 Informationsträger
  • 10 Schime

    • Claims (11)

    1. Elektrischer Apparat, insbesondere Überspannungsableiter (3), mit einem mit Hochspannung belastbaren Isolierstoffgehäuse (8) und mit einer Vorrichtung zur optischen Anzeige eines durch einen Fehlerstrom verursachten fehlerhaften Zustands, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigevorrichtung als ein zumindest einen Teil der Aussenfläche des Isolierstoffgehäuses (8) enthaltender Informationsträger (9) ausgebildet ist, welcher beim Aufheizen auf eine Grenztemperatur, die oberhalb einer zulässigen Betriebstemperatur des Apparates liegt, ein optisch detektierbares Signal abgibt.
    2. Elektrischer Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenztemperatur zwischen 150 und 500°C liegt.
    3. Elektrischer Apparat nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Informationsträger (9) an einem der temperaturerhöhenden Wirkung des Fehlerstrom ausgesetzten Teil der Aussenfläche des Gehäuses (8) vorgesehen ist.
    4. Elektrischer Apparat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Informationsträger (9) unterhalb oder oberhalb eines der Schirme (10) eines als beschirmter Hohlisolator ausgebildeten Gehäuses (8) vorgesehen ist.
    5. Elektrischer Apparat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Informationsträger (9) ein Thermocolor enthält.
    6. Elektrischer Apparat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Thermocolor derart ausgewählt ist, dass es seine oberhalb der Grenztemperatur vorliegende Farbe auch nach Absenkung der Temperatur unter die Grenztemperatur beibehält.
    7. Elektrischer Apparat nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Thermocolor auf die Aussenfläche oder mindestens einen Teil der Aussenfläche des Gehäuses (8) aufgebracht ist.
    8. Elektrischer Apparat nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Thermocolor in das gehäusebildende Material eingelagert ist.
    9. Elektrischer Apparat nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Thermocolor in Form eines Bandes oder eines Streifens unter Bildung einer wärmeübertragenden Kontaktfläche zumindest auf ein Teil der Aussenfläche des Gehäuses (8) aufgebracht ist.
    10. Elektrischer Apparat nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Thermocolor zumindest auf ein Teil der Aussenfläche des Gehäuses (8) aufgestrichen oder aufgesprüht ist.
    11. Elektrischer Apparat nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Informationsträger (9) leuchtend und/oder reflektierend ausgebildet ist.
    EP98811058A 1997-11-08 1998-10-22 Überspannungsableiter mit einer Vorrichtung zur Anzeige eines Fehlerstroms Expired - Lifetime EP0915544B1 (de)

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    EP0915544A1 true EP0915544A1 (de) 1999-05-12
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