DE19832707A1 - Kombinierter Strom- und Spannungswandler für Freiluftschaltanlagen - Google Patents

Abstract

Bei einem kombinierten Strom- und Spannungswandler für Freiluftschaltanlagen ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß ein konventioneller Spannungswandler (3) mit einem Isoliergehäuse (4) vorgesehen ist, der an seinem oberen Ende einen Stromwandler (9) aufweist. Der Stromwandlerteil (9) ist mittels einer Lichtwellenleiterverbindung mit einer gemeinsamen Auswerteeinrichtung (8) verbunden, wobei die Lichtwellenleiter (11) innerhalb eines flexiblen Isolierkörpers (21) verlaufen, der selbst keine tragende Funktion hat.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen kombinierten Strom- und Spannungswandler für Freiluftschaltanlagen mit einem Span­ nungswandler für Freiluftschaltanlagen mit einem Spannungs­ wandler, der in einem sich zwischen Erdpotential und Hoch­ spannungspotential erstreckenden Isoliergehäuse angeordnet ist und mit einem auf Hochspannungspotential am hoch­ spannungsseitigen Ende des Isoliergehäuses angeordneten Stromwandler.

Ein derartiger kombinierter Strom- und Spannungswandler ist beispielsweise aus dem Prospekt der Firma ABB "Optische Sen­ soren und Meßwandler", ABB Calor Emag Schaltanlagen AG, be­ kannt.

Dort ist ein Wandler beschrieben, der einen in einem Isolier­ gehäuse angeordneten Spannungswandlerteil und einen von die­ sem an seinem oberen Ende getragenen Stromwandlerteil auf­ weist. Beide Wandlerteile sind dort durch optische Wandler verwirklicht. Ein Problem beim Einsatz von optischen oder hybridoptischen Wandlern, bei denen Meßwerte durch optische Datenübertragungsstrecken übertragen werden, ist beim Einsatz im Hochspannungsbereich der von den Lichtwellenleitern zu überwindende Potentialunterschied und die Vermeidung von Kriechströmen.

Es ist bekannt, zur Überwindung solcher Potentialunterschiede Lichtwellenleiter im Inneren von isoliergasgefüllten Kapse­ lungsgehäusen oder in deren Wänden zu führen. Dies bringt je­ doch bei der Herstellung der Isoliergehäuse einen großen Fer­ tigungsaufwand mit sich, insbesondere dort, wo die Lichtwel­ lenleiter aus einem Gehäuse aus- oder in dieses eintreten.

Bei der Herstellung von Isoliergehäusen, in deren Wände Lichtwellenleiter integriert werden sollen, muß die Endlänge des Gehäuses vor der Herstellung festgelegt werden, während sie im Normalfall durch Kürzen eines Gehäuses angepaßt werden kann. Nach Integrieren eines Lichtwellenleiters kann eine derartige Kürzung des Gehäuses nicht ohne weiteres stattfin­ den.

Der vorliegenden Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zu­ grunde, einen kombinierten Strom- und Spannungswandler der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem eine kostengün­ stige und einfach zu montierende Führung von Lichtwellenlei­ tern sowie eine insgesamt möglichst einfache und kostengün­ stige Konstruktion verwirklicht ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Stromwandler mittels eines Lichtwellenleiters mit einer auf Erdpotential liegenden Wandlerauswerteeinrichtung verbunden ist, wobei der Lichtwellenleiter außerhalb des Isoliergehäu­ ses innerhalb eines, mit Schirmen versehenen und direkt oder indirekt durch das Isoliergehäuse gestützten Isolierkörpers verläuft.

Besonders kostengünstig und einfach kalibrierbar ist der Wandler, wenn ein semi-konventioneller Spannungswandler in Form eines CC-, RR- oder RC-Teilers eingesetzt wird.

Ein solcher Spannungswandler ist für sich bekannt und weist ein Isoliergehäuse, insbesondere aus Verbundwerkstoff auf, das zwischen dem Erdpotential und einem Hochspannungsleiter in einer Freiluftschaltanlage angeordnet werden kann.

Ein zugehöriger Stromwandler wird üblicherweise auf Hochspan­ nungspotential am Hochspannungsleiter direkt eingesetzt. Er­ findungsgemäß kann ein solcher Stromwandler am hochspannungs­ seitigen Ende des Isoliergehäuses des Spannungswandlers ange­ ordnet sein. Ein Lichtwellenleiter, der diesen Stromwandler mit einer auf Erdpotential liegenden Wandlerauswerteeinrich­ tung verbindet, kann dann außerhalb des Isoliergehäuses in­ nerhalb eines flexiblen Isolierkörpers verlaufen. In diesem Fall sind keine Spleiße, Steckverbindungen oder gas- bzw. öldichte Durchführungen notwendig.

Es ist somit bei der Montage des Stromwandlers kein Eingriff in den Spannungswandlerteil notwendig. Der Stromwandler kann an den Spannungswandlerteil beispielsweise angeschraubt wer­ den.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der Spannungswandler als in dem Isoliergehäuse angeordneter Spannungsteiler ausgebildet ist.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der Stromwandler von dem Isoliergehäuse getragen ist. In diesem Fall kann der kombinierte Strom- und Span­ nungswandler als bauliche Einheit montiert bzw. vor der Auf­ stellung vormontiert werden.

Für die Aufstellung des Stromwandlers ist kein eigener Stützer bzw. keine gesonderte Tragekonstruktion notwendig.

Die Erfindung kann außerdem dadurch vorteilhaft ausgestaltet sein, daß eine gemeinsame Wandlerauswerteeinrichtung für den Stromwandler und den Spannungswandler vorgesehen ist.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß eine gemeinsame Stützplatte zur Abstützung des Iso­ liergehäuses und des Isolierkörpers vorgesehen ist. Ein solcher Isolierkörper ist besonders kostengünstig her­ stellbar und flexibel einsetzbar.

Die Erfindung kann außerdem dadurch vorteilhaft ausgestaltet sein, daß der Isolierkörper ein von Silikonschirmen umgebenes Lichtwellenleiterkabel aufweist.

Außerdem kann vorteilhaft vorgesehen sein, daß der Isolier­ körper an seinen Enden Armaturkörper aufweist, die mittels zugfester Elemente miteinander verbunden sind.

Durch diese Ausgestaltung wird dem Isolierkörper die notwen­ dige mechanische Festigkeit in Längsrichtung unter Beibehal­ tung der notwendigen Flexibilität verliehen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei­ spiels in einer Zeichnung gezeigt und nachfolgend beschrie­ ben:

Dabei zeigt

Fig. 1 schematisch den Aufbau eines erfindungsgemäßen kom­ binierten Wandlers in einer Seitenansicht,

Fig. 2 schematisch die Funktionsweise des kombinierten Strom- und Spannungswandlers.

An einen Hochspannungsleiter 1 ist ein kombinierter Strom- und Spannungswandler 2 angeschlossen. Der Spannungswandler 3 weist ein Isoliergehäuse 4 auf, in dessen Innerem ein Span­ nungsteiler resistiver oder kapazitiver Art angeordnet ist. Der Spannungsteiler ist einerseits hochspannungsseitig mit dem Hochspannungsleiter 1, andererseits erdpotentialseitig mit der auf Erdpotential liegenden Stützplatte 5 verbunden.

Es ist ein Spannungsabgriff 6 zur Spannungsmessung vorgese­ hen, an dem ein Anschluß liegt, der mit einer Auswerteein­ richtung 8 verbunden ist.

Am oberen Ende des Spannungswandlers ist ein Stromwandler 9 angeordnet, der von dem Isoliergehäuse 4 getragen und an die­ sem befestigt ist. Der Stromwandler 9 ist beispielsweise als rein optischer Stromwandler in Form einer den Hochspannungs­ leiter 1 umgebenden Lichtwellenleiterschleife 10 ausgebildet. Dieser optischer Stromwandler funktioniert in an sich bekann­ ter Weise unter Ausnutzung des Faraday-Effektes. Der Strom­ wandler 9 ist mittels eines oder mehrerer Lichtwellenleiter 11 mit der auf Erdpotential liegenden Auswerteeinrichtung 8 verbunden.

Auf diese Weise können bei der Auswertung der Signale von dem Spannungswandlerteil und dem Stromwandlerteil die Meßgrößen der einzelnen Phasen einander zugeordnet werden, und es kann eine phasensynchrone Messung der einzelnen Phasen stattfin­ den.

Der oder die Lichtwellenleiter 11 sind beispielsweise Be­ standteil eines Lichtwellenleiterkabels, das innerhalb von auf dieses aufgespritzten oder aufgeschobenen Silikonelasto­ merschirmen 12, 13 verläuft. Außerdem können zugfeste Ele­ mente vorgesehen sein, die entweder innerhalb des Lichtwel­ lenleiterkabels oder im Strunk der Silikonelastomerschirme 12, 13 verlaufen und die in Endarmaturen 14, 15 des flexiblen Isolierkörpers 21 abgefangen sind.

Solche zugfesten Elemente können beispielsweise aus GFK- Stäben oder zugfesten Fasern bestehen.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen kombinierten Strom- und Spannungswandlers liegt darin, daß nur ein einziges Fundament 16 für zwei Wandler notwendig ist und daß sowohl der Platzbe­ darf als auch der konstruktive Aufwand gegenüber Einzelwand­ lern erheblich reduziert ist. Außerdem wird das für einen konventionellen Spannungswandler ohnehin notwendige Isolier­ gehäuse 3 gleichzeitig zur Stützung des Stromwandlerteils 9 verwendet. Hierbei wird das Problem beim Schaffen einer Lichtwellenleiterverbindung des Stromwandlerteils 9 zu der Auswerteeinrichtung 8 auf einfache Weise gelöst. Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Konstruktion liegt darin, daß Strom- und Spannungswandler trennbar sind, d. h. einzeln gewartet, repariert und ersetzt werden können. Bei einem vorhandenen Spannungswandler kann ein Stromwandler in einfacher Weise nachgerüstet werden.

Die Fig. 2 zeigt schematisch die Funktion des kombinierten Strom- und Spannungswandlers, wobei zwei Kapazitäten 17, 18 einen kapazitiven Spannungswandler bilden, wobei fakultativ zur Ergänzung zwei Widerstände 19, 20 vorgesehen sind. Der Spannungsabgriff ist in Fig. 1 mit "6" bezeichnet.

Der Stromwandlerteil weist eine Lichtwellenleiterschleife 10 auf, die mittels zweier Lichtwellenleiter mit der gemeinsamen Auswerteeinrichtung 8 verbunden ist. In der Auswerteeinrich­ tung 8 ist auch die Sendeeinrichtung für polarisiertes Licht angeordnet, welches durch die Lichtwellenleiterschleife 10 geleitet und danach in der Auswerteeinrichtung auf seine Polarisation hin analysiert wird, um hieraus die Stromstärke zu bestimmen.

Claims (7)

1. Kombinierter Strom- und Spannungswandler für Freiluft­ schaltanlagen mit einem Spannungswandler (3), der in einem sich zwischen Erdpotential und Hochspannungspotential er­ streckenden Isoliergehäuse (4) angeordnet ist und mit einem auf Hochspannungspotential am hochspannungsseitigen Ende des Isoliergehäuses (4) angeordneten Stromwandler (9), dadurch gekennzeichnet, daß der Stromwandler (9) mittels eines Lichtwellenleiters (11) mit einer auf Erdpotential liegenden Wandlerauswerteeinrich­ tung (8) verbunden ist, wobei der Lichtwellenleiter (11) außerhalb des Isoliergehäuses innerhalb eines mit Schirmen (12, 13) versehenen und direkt oder indirekt durch das Isoliergehäuse (4) gestützten Isolierkörpers (21) verläuft.

2. Kombinierter Strom- und Spannungswandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungswandler (3) als in dem Isoliergehäuse (4) ange­ ordneter Spannungsteiler (17, 18) ausgebildet ist.

3. Kombinierter Strom- und Spannungswandler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromwandler (9) von dem Isoliergehäuse (4) getragen ist.

4. Kombinierter Strom- und Spannungswandler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine gemeinsame Wandlerauswerteeinrichtung (8) für den Strom­ wandler (9) und den Spannungswandler (3) vorgesehen ist.

5. Kombinierter Strom- und Spannungswandler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine gemeinsame Stützplatte (5) zur Abstützung des Isolierge­ häuses (4) und des Isolierkörpers (21) vorgesehen ist.

6. Kombinierter Strom- und Spannungswandler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierkörper (21) ein von Silikonschirmen (12, 13) umge­ benes Lichtwellenleiterkabel aufweist.

7. Kombinierter Strom- und Spannungswandler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierkörper (21) an seinen Enden Armaturkörper (14, 15) aufweist, die mittels zugfester Elemente (22) miteinander verbunden sind.