JPH05508021A - 高電位電流トランスフォーマー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 高電位電流トランスフォーマ− クレーム１に特定される本発明は、高電位電流トランスフォーマ−（ｃｕｒｒｅ ｎｔ　ｔｒａｎｓｒｏｒｉｅｒ　）に関するものである。 従来は、上記のタイプの電流トランスフォーマ−は、高電位システムにおいての 高電位を伝送するための配線において電流を検出することに用いられていた。　 ＤＥ−Ｏ５２゜５４６．６９４は、高電位線の電気的変化の測定センサーを有す る高電位線の伝送測定装置であり、このセンサーは、動作電位において、いわゆ る高電位である。測定値センサーの出力信号は、動作電位においてコンバーター ・デジタイザ一部に供給され、接地電位で例えば転送装置により転送される。 ＤＥ−ＯＳ　２，５４６，６９４は、この測定センサーがどの様に構成されるか は開示していない。 ＤＥ−Ｏ８３，７１２，１９０は、ロゴウスキー・コイルの形式で構成された測 定センサーによる従来タイプの電流トランスフォーマ−が開示されている。この ロゴウスキー・コイルは、電気配線の外周に巻きつけられるものである。電気信 号は、この場合、伝送路の内部にある測定ユニットに供給され、評価された信号 はグラスファイバー線の形態による信号線を通じて、絶縁体を介して、外部に出 方される。測定ユニットの出力は、接地電位がら高電位へと絶縁体を介してグラ スファイバー線を通じて供給される。この装置の構造は、特にこの特殊な測定セ ンサーのための電力供給のために、比較的複雑なものになる。電流トランスフォ ーマ−の他の例として、例えば、ＣＨ−ＰＳ　５１４，９２３に示される導電ｆ ｌＤ１定トラシトランスフォーマり、これは外部のカプセルに入れられ、一つか それ以上の環状のカドを有しており、それは同心円状に配線路を囲う構造となっ ている。これらの電流トランスデューサーは製造する上でも技術的に複雑である 。 ＪＰの要約　５８−１２４　９６０に開示されているｉＷＪ定装置は、内部の電 流路内に半円筒形の安全器が設けられている。センサーは光素子であり、安全器 の内部の電界を測定することにより測定を行う。この装置で重要なことは、電流 路の最大濃度のある箇所にうまくセンサーを設置することである。ＪＰ要約の実 施において、センサーが設置された安全器は、さらに二つの安全器の出力の内部 配線の側面の反対側に設置され、結果として、オメガ形状や曲がりくねった形状 の電流路が形成されてしまう。 本発明の目的は、製造するに容易な構造を持ち、正確なαＪ定が可能な電流トラ ンスフォーマ−を提供することである。 本発明の他の実施例はサブクレームで特定されている。 本発明について、測定素子は高電位の内部配線を窪ませた箇所内に設けられ：測 定素子から供給される光信号、この信号はクレーム２で特定される場合は光ビー ムのように通過するものとして与えられ、クレーム３で特定される場合は金属の カプセルに入れられて接地電位に対する絶縁体を介して光通路により正確さを期 して供給される。もし、接地電位において、光ビームを通じて光電圧システム内 に金属カプセルに封入された中で光信号を用いる予定であるならば、光線が通過 が可能なように、光線通路の穴を配線路の内部と外側の配線路の両方に設けなけ ればならない。この場合において、少なくとも外側の配線路は、透明なシールで 光線の穴を覆ってやらねばならない。さらに、光線の穴はもう一方の穴と位置を 合せて設けなければならないことは明らかである。 確かに、すでに述べたように、ＤＥ−Ｏ５３，７１２゜１９０は、高電位測定信 号が光信号として接地電位で伝達される測定装置を示している。しかし、重要な ことに、電力の供給と、光信号に変換される測定信号とは異なる信号である。 本発明の実施例は、実在するシステムに十分対応させることができる電流トラン スフォーマ−である。なぜなら、半円筒形のコイルカバーは、内部電流路の外径 と等しい外径を持つので、コイルの一部の内部配線と外部伝送路との誘電性の強 度は、光電圧システムの金属カプセルを用いた場合には変わることがない。 内部電流路か電流路（多流路実施例の場合において）は、絶縁層に支持された円 盤状の手段による金属カプセルにより固定されているならば、支持絶縁体の内部 で螺旋状態か曲りくねった状態かの好ましい方法により、クレーム３に特定され るように光通路が形成されている。こうすることで光路に沿った漏れ通路に関す る良好な実施例が得られる。 ＤＥ−ＯＳ　３，２０７，３０６は、どのように光通路が高電位から低電位に設 定されるかを明白に示している。しかし、この実施例の絶縁体は、ガス絶縁物の 中に設けた円盤状の支持体や金属カプセルシステムでなく、漏れ電流路に延びる 板をもつ磁器製の絶縁物である。さらに光通路は、外部表面上に設けられ、螺旋 的（ｓｐｉ　ｒａｌ　Ｉｙ）にではなく、ｈｅｌ　ｔｅａｌ　Ｉｙ（原文のまま ）に光通路が走る。 クレーム４に関する装置の特徴として、伝達回路装置に電力を供給するために、 キャパシターも同様に通路の外部表面の内側に設けられ、このキャパシターは、 窪み部分の土台がら距離を置いた箇所に絶縁された電極が配設される円周状の窪 み部分を持った配線路によって形成される。 測定変換器から受けた電流は、本質的にアナログ信号であり、伝達回路は、光伝 達器を持つアナログ／デジタルコンバーターの方法で構成されており、アナログ ／デジタルコンバータは、アナログ信号をデジタル光信号に変換し、光デジタル 信号は光ビームまたは光伝達器によって評価ユニットに伝達される。評価ユニッ トは接地電位でまたはカプセルの外に設けられる。 ａ１定値は、更にアナログ信号形式により外部の評価ユニットに転送され、さら に光ビーム路または光伝送路を用いて、正確に位相角を検出するために転送され る。 伝送回路は、内部電流路の中においては、高い電位を持っている。 技術的な理由により、例えば高い負荷電流または高い光放射においては、電流路 の内部の温度は、約８０’Ｃに至ることかある。温度が１３０℃になることは不 可能である。しかし、信頼できる伝送回路の働きと光電子工学はこの温度を制御 することを保証する；この制御値は、７５℃であり、特別の場合は、１２５℃で ある。 クレーム８の実施に関して、ベルティエ（Ｐｅｌｔｉｅｒ）素子は、温度を下げ ることができる。この基本理論は、一般に知られ、説明されており、例えば、Ｍ ｅｙｅｒｓ−Ｌｅｘｉｋｏｎ　ｄｅｒ　Ｔｅｃｈｎｉｋ　ｕｎｔ　ｄｅｒ　ｅｘ ａｋｔｅｎ　Ｎａｔｕｒｗｉｓｓｅｎｓｃｈａｆｔｅｎ、Ｂｏｌｕｍｅ　３（メ イアーの自然科学技術辞典の３春目）Ｂｉｂｌｉｏｇｒａｐｈｉｃａｌ　Ｉｎ５ ｔｉｔｕｔｅ、Ｍａｎｎｈｅｉｎ／Ｖｉ　ｉ　ｅｎｎａ／Ｚｕｒ　ｉｃｈ、１９ ７０に記載されている。 以下に、本発明を図面を用いてより詳細な実施例や変形例′を説明すると共に、 二つの模範的な実施例を示す。 図面については、 図１は、光通路を持った高電圧スイッチングシステムの中の実施例の概要を示し た図であり、 図２は、直接光ビームを持つ図１の電流トランスフォーマ−を示す図であり、 図３は、冷却器をもつ図１の電流トランスフォーマ−を示す図である。 図１に示す金属でカプセル化され、ガス絶縁された、高電圧回路は、外部カプセ ル１０を有しており、これは接地電位であり、このなかに窪みを持ち高電圧を転 送する内部配線１１が、同心円状に形成されている。 多相カプセルスイッチングシステムにおいて、多相の内部伝送路の実施は、一つ の伝送路の代りに、もちろん実現することは可能である。 合成された内部伝送路］１は、円周に窪み４０か形成されており、この窪み部分 ４０は、外部表面の方向へ窪みの端４１から突出しているシリンダ一部４２によ りギャップ４３を除いて覆われている。シリンダー４２と窪み４０との間の内部 空間４４には、コイル４５が形成されており、例えばＲ。 ｇｏｗｓ　ｋ　ｉコイルとその実施例は、配線路４６．４７を通じて内部配線１ １内に設けられた回路実施例２５に２１′Ｐｊ定信号を供給する。この回路実施 例において、配線路２３と２４とを通じて回路２５に供給されるアナログ信号は 、デジタル信号に変換される。回路２５は、このようにして、アナログ／デジタ ルコンバータを形成する。アナログ／デジタルコンバータ２５の隣に設けられた ものは、光変換器２６である：アナログ／デジタルコンバータと光変換器は、− 緒に伝送回路を形成し、光信号に変換した後に、光伝送装置または図面に示され るように螺旋的なまたは曲がりくねった形状の支持絶縁物１６内の光通路をつう じて、デジタル信号を外部に伝送する。光伝送装置２７のそれぞれの断面部分を 図面にみることができる。光伝送装置２７は、光信号を評価する評価回路２８に 接続されている。内部伝送路１１は、この伝送路１１と電極３３絶縁するための 絶縁網状素子３１．３２を形成するために、更に窪み３０をその円周に持ってい る。キャパシターまたはキャパシタンス３４は、こうして電極３３と金属カプセ ル１２との間に形成され、同様に電極３３と金属カプセル１２との間にもキャパ シタンス３５が形成され、キャパシター３４は、静電圧分割器を形成する。 コンバータ２５は、伝送路３６／３７を通じて、上記されたキャパシター３４／ ３５により電圧を供給される。 もちろん、追加された供給キャパシタンスによってではなく、この測定変換器自 身からコンバータ２５と光伝送装置２６とに電圧を供給することも可能である。 感応測定変換器４５に割り当てられ、評価回路にアナログ信号で測定変換器から 信号を供給するための追加されたそれぞれの光伝送路は、ここでは図示されてい ない。これらの追加された光伝送路は、同様に螺旋形状または曲がりくねった形 状で支持絶縁物２６内に形成される；測定された変化と同相のこれらのアナログ 信号を用いて、位相角度を正確に測定することができる。 この発明は、ガス絶縁物または液状絶縁物を用いた高い電圧のスイッチングシス テムに用いられ、全体的に、比較的小さいスペースしか要求されなく、更に、低 いコストで実現することができる。変形例として、オーブン・エアシステムの場 合にも適用が可能である。 図１は、金属カプセルの中の単一伝達路のみを示している；高電圧システムは、 もちろん、多相カプセルシステムに対しても適応させることができる。次に、電 極３３は各々の内部伝送路に電圧がそれぞれ供給されるように、円周の一部のみ に構成することができる。 図１の構成の結果として、測定変換装置と供給キャパシタンスの内部に、外部カ プセルの内側と同様の誘電体が形成されており、測定信号が第１近似値に対して 温度依存的（原文のまま）なものとなる。 図示される通り、シリンダー４２は、ギャップ４３が形成された結果として、こ の窪み４０の空洞の端から離れた位置で終わっている。このシリンダーの構造は 、回路ショートを発見するためのコイルの動作を、電磁波的な障害から防御する ために重要な構造である。シリンダー４２は、寄生的静電容量に由来する故障を 避けるために、正にコイル４５の防御として用いられている。コイル４５は、Ｒ ｏｇｏｗｓｋｉコイルと同様の構造を有している。 コンバーター２５に対する電源の供給は、電圧がいつも存在し、電圧が電流をリ ードしているので、電圧供給として与えられる。これは、コンバータ２５とそれ に関連した光転送装置２６の電源として働く。 上記信号は、接地電位により、先ビームとして直接に外部装置に転送させること ができる。この目的のため、内部伝送路１１と外部伝送路１０とのそれぞれの場 合について、放射、穴５０．５１が設けられており、放射穴５１は透明な材料か ら出来た窓５２により塞がれている。図２で示すように、評価ユニット２８は、 放射光が逆に評価ユニットの受光に悪影響を及ぼさぬように窓５２について施さ れている。 図３について、伝送回路の電子素子は、冷却されている。 ベルチェ素子は、完全に６１により設計されるものであり、伝送路１１の内側の 台６０の上に配設される。既知のとおり、Ｐｅ１ｔｉｅｒ素子は、例えば、Ｍｅ ｙｅｒｓ−Ｌｅｘｉｋｏｎ　ｄｅｒ　Ｔｅｃｈｎｉｋ　ｕｎｄ　ｄｅｒ　ｅｘａ ｋｔｅｎ　Ｎａｔｕｒｗｉｓｓｅｎｓｃｈａｆｔｅｎ　［メイアー自然科学技術 辞典］の３巻、１９１６ページに示されているので、ここでは詳しく述べる必要 はないだろう。 温度に関する操作を減らすために、伝送回路はペルティア素子６１の冷却表面に 温度接続されている。ペルティア素子６１は、十分な冷却効果か伝送回路２５／ ２６に与えられるように、内部伝送路１１に囲まれた適切な値の電流配給素子・ ６２によって、電流を配線６３．６４を通じて供給される。 パワーサプライ２９が用いられることは自明のことである。 またここで、整流器が用いられているのは自明であるので、図３にはそれ以上詳 しく述べられてはいない。 （，０ °す・３ 要約１ 本発明は、高電圧測定トランスフォーマ−であり、特に金属カプセル化されガス 絶縁され、高電位から接地電位へ導かれる信号を発生するスイッチング素子を持 つものであり、測定トランスフォーマ−は高電位出力ライン（１１）の構成の中 に形成されるものである。電気変換信号を光信号に変換する変換回路（２５，２ ６）は、出力ライン（１１）の窪みの中に形成され、光信号は、光ファイバーに より接地電位に導、かれる。変換回路（２５，２６）は、ベルティエ素子（６１ ）の上に冷却の目的で形成される。ベルティエ素子（６１）は、適切な電流供給 素子（６２）により、電力が供給される。 国際調査報告　灯／ＥＰ／９２１００１１２１崗−憧−＾−−−陶　Ｋπ／ＥＰ 　９２１００１１２：：；　：：＝＝；＝；：”ｑ：：、ｎ；：：、：：Ｉｌｙ 　：　？：＝：；；−＝＝：＃；；４７；７二；：、：’：”　“１ｍ　１ｍ　 撃■浴@ｍｌａａｍ　ｌ”ｉ＞ｔ”７４７４　ｎＮ＋を丁ｌＮｌ１ｖ−ｅｅ＋＋ Ｐｓ＋ｅ内ｌｍｎｍ１＋Ｉｓａｓｗａｖｌｌ＊ｊｌｓＩｗガｍｍＨ１ｅＷ＋倖ｎ ｗｅｌ＄ＭｗｍｙＩ１ｗｗ１ｍｍ＠高■|・曽ｍｄｌ内１・ｃ−−４＋Ｉ・−一

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．窪みをもち円筒型の断面部をもち高電圧を伝送する伝送部と、前記伝送部の 中に設けられこの測定トランスデューサーの測定された電気信号を光信号に変換 し、接地電位によって評価回路にこの光信号を供給する伝送回路と、を持つ高電 圧システムの高電位測定トランスデューサー（ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）において 、前記伝送部（１１）は、窪みの端部に電気的に導電可能に接続されもう一方の 端部から離れた箇所で終っており薄い壁厚と前記伝送部（１１）の外面円周に応 じた外部円周をもっているシリンダー部分（４２）により覆われている円周の窪 み（４０）を有し、前記窪みの土台と前記シリンダー部分（４２）の内部の壁の 間の内部空間（４４）に前記伝送回路（２５，２６）に供給される信号のコイル （４５）が配設されていることを特徴とする測定トランスデューサー。 ２．前記光信号は、接地電位によって、直接に又は光伝送路を通じて伝送される ことを特徴とする、クレーム１に従属する測定トランスデューサー。 ３．少なくとも一つの内部伝送路が、内部伝送路又は絶縁支持体により支持され る外部伝送路により覆われている、金属製カプセル状の、ガス絶縁された、高電 圧システムであるクレーム２に従属する測定トランスデューサーにおいて、前記 光伝送路（２７）は、外部カプセル（１０）の方向に向けて螺旋的に又は曲りく ねった形状によって、前記支持絶縁体（１６）を通じて接地電位に接続されてい ることを特徴とする測定トランスデューサー。 ４．前記伝送部（１１）の円周外面上に更なる窪み（３０）が形成され、この更 なる窪みは、前記伝送路とは絶縁され前記伝送路の縦方向に関するその長さは前 記窪み（３０）の長さよりも短くて前記伝送路の外部直径に等しい外部直径を持 つ電極（３３）を持ち、この更なる窪みにおいて、前記伝送回路（２５，２６） に電圧を供給するキャパシタンス（３４）が、前記電極（３３）と前記伝送部の 間に形成されることを特徴とした前記複数クレームの一つに従属する測定トラン スデューサー。 ５．絶縁材料により構成される網状素子（３１，３２）は前記窪み（３０）の土 台に適合し、前記電極（３３）は前記網状素子に適合することを特徴とする前記 複数クレームの一つに従属する測定トランスデューサー。 ６．前記伝送回路（２５，２６）は、アナログ／デジタルコンバータ又は電圧／ 周波数コンバーターであることを特徴とする前記複数クレームの一つに従属する 測定トランスデューサー。 ７．絶縁材料によって形成される前記網状素子（３１，３２）は、前記窪み（３ ０）の土台に適合し、前記電極（３３）は、前記網状素子に適合する。 ８．冷却素子として用いられ、温度的に前記伝送回路（２５／２６）に接続され 、もし必要なら、前記内部伝送路を取り囲む電流供給素子（６２）によって電流 を供給される、ペルティエ素子（６１）を、窪み構造を持つ前記内部伝送路（１ １）の内部に配設される前記複数クレームの一つに従属する測定トランスデュー サー。