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Title:
ELECTRICAL HIGH-VOLTAGE SWITCHGEAR WITH AT LEAST ONE SENSOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1993/024942
Kind Code:
A1
Abstract:
The enclosed high-voltage switchgear (1) described has transducers, in particular current transducers (4), designed to measure the voltage or current. The transducers are connected by lines (5) to measurement instruments (6) which feed the measured values to e.g. a switchgear-control unit, In order to avoid faulty operation of, or damage to, the measurement and control system by transient overvoltages, the invention proposes that the connection lines (5) are fitted with insulation made of plastic (8) which heavily damps high frequencies. The connection line thus acts as a low-pass filter and damps the high frequency part of the steep-sided pulses produced by transient overvoltages.

Inventors:
KOCH HERMANN (DE)
Application Number:
PCT/DE1993/000352
Publication Date:
December 09, 1993
Filing Date:
April 19, 1993
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
KOCH HERMANN (DE)
International Classes:
G01R31/327; H01B11/10; H02B13/065; (IPC1-7): H01B11/10
Foreign References:
US3309633A1967-03-14
EP0258028A21988-03-02
EP0053036A11982-06-02
EP0190939A21986-08-13
FR2437686A11980-04-25
FR2410343A11979-06-22
Other References:
KIRSCHVINK M.: "VERBESSERTE ABSCHIRMTECHNIK LOST EMV-PROBLEME.", ELEKTRONIK, W E K A FACHZEITSCHRIFTEN-VERLAG GMBH, DE, vol. 38., no. 13., 23 June 1989 (1989-06-23), DE, pages 114 - 116 + 118, XP000082638, ISSN: 0013-5658
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Description:
Elektrische Hochspannungs-Schaltanlage mit wenigstens einem Sensor

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Hoch- spannungs-Schaltanlage mit wenigstens einer Meßvor¬ richtung, insbesondere einem Strom- oder Spannungswandler, die über eine isolierte Meßleitung mit einem Meßgerät verbunden ist.

Elektrische Hochspannungs-Schaltanlagen weisen zur Kontrolle von Strom und Spannung Stromwandler und Spannungswandler auf, die in die Anlage integriert sind und normalerweise Meßleitungen aufweisen, durch die die Meßwerte für Strom und Spannung vom Hochspannungspo- tential abgekoppelt abgreifbar sind. Entsprechende

Meßgeräte, die über die Meßleitungen mit den Wandlern verbunden sind, sind entweder in einem nahegelegenen Schaltschrank oder einer Meßstatioπ bzw. in einer Warte untergebracht.

Beim Betätigen von Hochspannungsschaltern in einer Schalt¬ anlage oder bei verschiedenartigen Störungen können transiente Überspannungen entstehen, d. h. hohe und sehr steile Spannungsimpulse mit einem sehr hohen Anteil an hohen Frequenzen (typisch bis 200 MHz).

Diese hochfrequenten Störungen werden über die Strom¬ wandler und Spannungswandler kapazitiv ausgekoppelt und liegen an den Meßleitungen der Wandler an.

Um eine Zerstörung der Meßgeräte und eine Verfälschung der übertragenen Meßwerte zu verhindern, müssen die hoch¬ frequenten Impulse gedämpft werden.

Bisher bekannte Lösungen dieses Problems bestehen z. B. darin, daß ein Teil der Meßleitungen auf einen Ferrit¬ kern gewickelt wird oder daß eine Meßleitung mit Über¬ länge eingesetzt wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Meßkabel für eine Schaltanlage die Übertragung transienter Überspannungen möglichst einfach und wirkungs¬ voll zu dämpfen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Isolation der Meßleitung wenigstens zum Teil aus einem Kunststoff besteht, der entweder durch Beimengungen von ferromagnetischen Partikeln ferromagnetisch ist oder der eine relative Dielektrizitätskonstante oberhalb von 8 aufweist oder der schwach elektrisch leitend ausgebildet ist.

Durch die Umhüllung der Meßleitung mit einem ferro- magnetischen Material wird die Eigeninduktivität der

Leitung stark erhöht, so daß diese als Tiefpaß wirkt. Die Leitungsisolation ist so gewählt, die Frequenzen, bei denen in dem jeweils vorliegenden Fall Anteile der Teilentladungen auftreten, beispielsweise oberhalb von 1 MHz stark gedämpft sind. Das Frequenzverhalten ist durch die Gestaltung der Kunststoffmischung wählbar.

Es ist mit der erfindungsgemäßen Meßleitung eine starke Dämpfung der transienteπ Überspannungen auch auf kurzen Leitungsstücken möglich.

Eine Leitungsisolation, die aus einem ferromagnetischen

Kunststoff besteht, ist an sich schon aus der

DE-OS 28 55 134 bekannt. Dort ist eine flexible Über-

tragungsleitung mit einer IsolierstoffUmhüllung mit in einer Harzmatrix eingelagertem ferromagnetischen Teilchen bekannt. Durch diese Leitungsumhüllung soll dort die Ab- strahlung und die Einstrahlung von elektromagnetischen Wellen bzw. Störsignalen auf die Übertragungsleitung verhindert werden. Insofern ist die dort angestrebte Wirkung nicht eine Beeinflussung des auf der Über¬ tragungsleitung übertragenen elektrischen Signals, sondern eine verbesserte Abschirmung. Bei der vorliegenden Er- fiπdung besteht dagegen die primäre Absicht, auf das

Frequenzspektrum der durch die Meßleitung transportierten Signale durch die Wahl der Leiterisolation Einfluß zu nehmen. Zu diesem Zweck können beispielsweise Ferrit¬ teilchen in die Kunststoffmischung einer Meßleiteriso- lation eingelagert werden.

Eine starke Dämpfung hoher Frequenzen kann auch dadurch erreicht werden, daß dem Kunststoff der Leiterisolation leitende Partikel in einer solchen Menge beigefügt werden, daß die Mischung schwach elektrisch leitend ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungs¬ beispiels in einer Zeichnung gezeigt und anschließend be¬ schrieben.

Dabei zeigt Figur 1 schematisch eine Hochspanπungs-Schalt- anlage mit einem Stromwandler, einer Meßleitung und einem Meßgerät.

Figur 2 zeigt eine Meßleitung im Querschnitt

In Figur 1 ist ein Teil einer Kapselung 1 einer Hochspan¬ nungsschaltanlage mit einem Leiter 2 dargestellt. Der Leiter 2 ist an mehreren Stellen durch Isolierstutzer 3 in der Kapselung 1 gestützt.

In der Schaltanlage ist ein Stromwandler 4 vorgesehen, der den Leiter 2 koaxial umgibt. Der Stromwandler 4 ist über eine Meßleitung 5 mit einem Strommeßgerät 6 verbunden.

Die Meßleitung 5 besteht aus einem gut leitenden metallischen Leiter 7, der beispielsweise aus Kupfer be¬ steht und aus einer den Leiter 7 umgebenden Schicht aus einem ferromagnetischen Kunststoff 8. Der Kunststoff, beispielsweise Polyäthylen ist durch Einlagerung von ferromagnetischen Partikeln, beispielsweise Ferrit¬ partikeln, ferromagnetisch. Der ferromagnetische Teil 8 der Isolation ist von einer weiteren Isolation 9 umgeben, die die ferromagnetische Isolation 8 schützt.