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Dokumentenidentifikation DE19742329C1 24.09.1998
Titel Hochspannungsgerät mit einem auf Hochspannungspotential angeordneten Messgerät
Anmelder Siemens AG, 80333 München, DE
Erfinder Lorenz, Dieter, 12207 Berlin, DE;
Menke, Peter, 91054 Erlangen, DE
DE-Anmeldedatum 19.09.1997
DE-Aktenzeichen 19742329
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 24.09.1998
Veröffentlichungstag im Patentblatt 24.09.1998
IPC-Hauptklasse H02B 13/065
IPC-Nebenklasse H01B 17/16   
Zusammenfassung Bei einem Hochspannungsgerät (1) mit einem auf Hochspannungspotential angeordneten Meßgerät (11) ist ein Lichtwellenleiter (9) zur Leitung der Meßsignale vom Hochspannungspotential zum Erdpotential vorgesehen, der im Inneren eines Isolatorkörpers (33) verläuft. Der Isolatorkörper (33) ist mit seinem hochspannungsseitigen Ende an einem auf Hochspannungspotential liegenden Teil des Leistungsschalters befestigt, während das erdpotentialseitige Ende (15) des Isolatorkörpers (33) in einer Haltevorrichtung (36, 37) aufgenommen ist, der eine Axialbewegung des erdpotentialseitigen Endes (15) des Isolatorkörpers (33) erlaubt.

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf ein Hochspannungsgerät mit einem auf Hochspannungspotential angeordneten Meßgerät, wenigstens einem Lichtwellenleiter zur Leitung von Meßwerten zum Erdpotential und einer Auswerteeinrichtung.

Ein derartiges Hochspannungsgerät ist beispielsweise aus der EP 0 237 776 A2 bekannt. Dort ist auf Hochspannungspotential an einem Hochspannungsleistungsschalter ein Stromwandler in Form eines Farraday-Meßwandlers angeordnet, von dem aus ein Lichtwellenleiter zunächst in das Kapselungsgehäuse des Leistungsschalters hinein und dann durch dieses hindurch zum Erdpotential geführt ist.

Eine solche Konstruktion erfordert einen hohen technischen Aufwand bei der Abdichtung an den Ein- und Ausführungsstellen des Lichtwellenleiters in das Kapselungsgehäuse des Hochspannungsgerätes.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine konstruktiv möglichst einfache und kostengünstige Möglichkeit zur Leitung von Meßsignalen mittels eines Lichtwellenleiters vom Hochspannungspotential zum Erdpotential zu ermöglichen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Aufnahme des Lichtwellenleiters zwischen dem Hochspannungspotential und dem Erdpotential ein formstabiler Isolatorkörper vorgesehen ist, der mit seinem hochspannungsseitigen Ende an einem insbesondere auf Hochspannungspotential befindlichen Teil des Hochspannungsgerätes befestigt ist und der mit seinem erdpotentialseitigen Ende in einer Haltevorrichtung gehalten ist, welche eine Ausgleichsbewegung des erdpotentialseitigen Endes des Isolatorkörpers im wesentlichen parallel zur Längsachse des Isolatorkörpers erlaubt.

Der Isolatorkörper ist im Regelfall unabhängig vom Gehäuse des Hochspannungsgerätes vorgesehen und dient im Normalfall seinerseits nicht zur Stützung eines Hochspannungsgerätes. Der Isolatorkörper kann beispielsweise als Kunststoffkörper mit einer Elastomerbeschirmung ausgebildet sein, der in seinem Kern eine Aufnahmemöglichkeit für den Lichtwellenleiter bietet.

Der Isolatorkörper ist an seinem hochspannungsseitigen Ende beispielsweise mit einem auf Hochspannungspotential befindlichen Teil des Hochspannungsgerätes verbunden, so daß an diesem Ende keine Bewegung zwischen dem Isolatorkörper und dem Hochspannungsgerät bzw. zwischen dem Isolatorkörper und dem Meßgerät stattfinden kann, die den Lichtwellenleiter beschädigen oder die Transmission von Signalen beeinträchtigen könnte.

An seinem erdpotentialseitigen Ende ist der Isolatorkörper nicht starr ortsfest fixiert, sondern in einer Haltevorrichtung gehalten, welche eine Ausgleichsbewegung erlaubt. Auf diese Weise kann mittels der Ausgleichsbewegung beispielsweise die infolge eines Schwankens des Hochspannungsgerätes auftretende Bewegung des Isolatorkörpers aufgefangen werden.

Dadurch ist ein Bruch des Isolatorkörpers bei einer Bewegung des Hochspannungsgerätes oder beispielsweise im Erdbebenfall nicht zu befürchten. Der Lichtwellenleiter im Inneren des Isolatorkörpers ist von mechanischen Belastungen entlastet.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Haltevorrichtung eine teleskopartige Anordnung mit einem ortsfesten Körper und einem durch diesen geführten verschiebbaren Körper aufweist, an dem das erdpotentialseitige Ende des Isolatorkörpers befestigt ist. Eine derartige Haltevorrichtung ist konstruktiv besonders einfach gestaltet und erlaubt auf einfache Weise reversible Ausgleichsbewegungen.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der verschiebbare Körper gegenüber dem ortsfesten Körper mittels einer Feder abgestützt ist.

Hierdurch wird mittels der Feder der verschiebbare Körper und hierdurch der mit diesem verbundene Isolatorkörper nach einer Ausgleichsbewegung in eine Ruheposition gebracht, die eine geringe mechanische Belastung des Isolatorkörpers bedingt.

Die Erfindung kann außerdem dadurch vorteilhaft gestaltet werden, daß der in dem Isolatorkörper aufgenommene Lichtwellenleiter die Haltevorrichtung durchsetzt, ohne mit dieser verbunden zu sein und in einer losen Lichtwellenleiterschleife ausläuft, die eine Über- oder Unterlänge des Lichtwellenleiters ausgleicht.

Bei einer Ausgleichsbewegung des Isolatorkörpers muß der aus diesem an seinem erdpotentialseitigen Ende austretende Lichtwellenleiter die Gelegenheit zu einer Bewegung haben, da der Lichtwellenleiter nur in sehr geringem Maße elastisch komprimierbar oder in die Länge ziehbar ist. Aus diesem Grunde ist es üblich, eine Lichtwellenleiterschleife vorzusehen, die sich je nach der zur Verfügung stehenden Lichtwellenleiterlänge weiter aufweitet oder zusammenzieht, ohne einen für die Signalübermittlung in dem Lichtwellenleiter kritischen Biegeradius zu unterschreiten. Auf diese Weise ist auch bei Ausführen einer Ausgleichsbewegung des Isolatorkörpers eine gleichbleibende Transmissionsqualität von Signalen durch den Lichtwellenleiter gewährleistet.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in einer Zeichnung gezeigt und anschließend beschrieben.

Dabei zeigt

Fig. 1 schematisch den Aufbau eines Hochspannungsleistungsschalters mit einem Isolatorkörper,

Fig. 2 schematisch eine Haltevorrichtung mit einer teleskopartigen Anordnung.

Der in der Fig. 1 dargestellte Hochspannungsleistungsschalter 1 weist ein Tragegestell 2 auf, in dem ein Schalterantrieb angeordnet ist und das einen Isolierstützer 4 aus Porzellan trägt. Der Isolierstützer 4 ist hohl ausgebildet und von einer nicht dargestellten, isolierenden Schaltstange durchsetzt, mittels der eine Schaltbewegung, ausgehend von dem ebenfalls nicht dargestellten Schalterantrieb zu der Unterbrechereinheit 5 übertragen wird.

Die Unterbrechereinheit 5 ist innerhalb eines Porzellangehäuses 3 angeordnet, das jedoch ebenso gut aus einem Verbundwerkstoff, beispielsweise glasfaserverstärktem Kunststoff mit Silikonelastomerschirmen bestehen kann, ebenso wie der erwähnte Isolierstützer.

Die Unterbrechereinheit 5 weist zwei Anschlüsse 6, 7 auf, wobei der zweite Anschluß 7 von einem Sensor 11 umgeben ist. Der Sensor 11 ist als faseroptischer Stromsensor ausgebildet, der eine den Anschluß 7 umgebende Lichtwellenleiterschleife aufweist, in der in den Lichtwellenleiter 9 eingekoppeltes polarisiertes Licht in Abhängigkeit von einer Magnetfeldstärke und damit in Abhängigkeit von dem in dem Leiter bzw. dem Anschluß 7 fließenden Strom derart beeinflußt wird, daß aus der Änderung der Polarisation die Stromstärke mittels des Farraday-Effektes bestimmt werden kann.

Der Flansch 14 des Isolierstützers 4 trägt den Anschluß 7 und den Sensor 11 und an diesem oder dem Flansch 14 selbst ist das hochspannungspotentialseitige Ende 16 des Isolatorkörpers 33 befestigt. Der Lichtwellenleiter 9 tritt aus dem Sensor 11 aus und ist durch das Innere des Isolatorkörpers 33 zum erdpotentialseitigen Ende 15 des Isolatorkörpers 33 geführt und dort mit der Auswerteeinrichtung 20 verbunden. Der Lichtwellenleiter (9) kann innerhalb des Isolatorkörpers 33 von einem Kabelmantel umgeben oder in einen, insbesondere elastischen Kunststoff eingegossen sein.

Die Anschlüsse 6, 7 des Hochspannungsleistungsschalters sind mit Leitungen verbunden, von denen eine mit 8 bezeichnet ist.

Am oberen Ende des Hochspannungsleistungsschalters ist ein konventioneller Wandler 10 angeordnet, dessen Signale beispielsweise in optische Signale umgewandelt und mittels eines Lichtwellenleiters weitergeleitet werden können, der in die Hochspannungsleitung 8 integriert ist.

In der Fig. 2 ist mit 33 der Isolatorkörper bezeichnet, der Elastomerschirme 34 aufweist. Durch den Isolatorkörper 33 ist ein LWL-Kabel 35 hindurchgeführt, das einen Lichtwellenleiter 9 enthält. Der Isolatorkörper 33 ist mit dem Endkörper 35 fest verbunden, der seinerseits an dem verschiebbaren Körper 37 beispielsweise mittels einer Klebverbindung oder einer Schraubverbindung befestigt ist.

Der verschiebbare Körper 37 ist auf dem ortsfesten Körper 36 in axialer Richtung des Isolatorkörpers 33 gegen die Kraft einer Rückstellfeder 38 verschiebbar, so daß der Isolatorkörper 33 sich in vertikaler Richtung bewegen kann.

In diesem Fall wird das LWL-Kabel 35 sich innerhalb der Haltevorrichtung 36, 37 bewegen, und der Lichtwellenleiter 9 wird die Lichtwellenleiterschleife 39 mehr oder weniger aufweiten bzw. zusammenziehen.

Die Transmission durch den Lichtwellenleiter 9 wird jedoch hierbei nicht beeinträchtigt, und die Feder 38 stellt nach der Bewegung eine Ruheposition des Isolatorkörpers 33 wieder her.


Anspruch[de]
  1. 1. Hochspannungsgerät (1) mit einem auf Hochspannungspotential angeordneten Meßgerät (11), wenigstens einem Lichtwellenleiter (9) zur Leitung von Meßwerten zum Erdpotential und einer Auswerteeinrichtung (20), dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufnahme des Lichtwellenleiters (9) zwischen dem Hochspannungspotential und dem Erdpotential ein formstabiler Isolatorkörper (33) vorgesehen ist, der mit seinem hochspannungsseitigen Ende (16) an einem insbesondere auf Hochspannungspotential befindlichen Teil (14) des Hochspannungsgerätes (1) befestigt ist und der mit seinem erdpotentialseitigen Ende (15) in einer Haltevorrichtung (36, 37) gehalten ist, welche eine Ausgleichsbewegung des erdpotentialseitigen Endes (15) des Isolatorkörpers (33) im wesentlichen parallel zur Längsachse des Isolatorkörpers (33) erlaubt.
  2. 2. Hochspannungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung (36, 37) eine teleskopartige Anordnung mit einem ortsfesten Körper (36) und einem durch diesen geführten verschiebbaren Körper (37) aufweist, an dem das erdpotentialseitige Ende (15) des Isolatorkörpers (33) befestigt ist.
  3. 3. Hochspannungsgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der verschiebbare Körper (37) gegenüber dem ortsfesten Körper (36) mittels einer Feder (38) abgestützt ist.
  4. 4. Hochspannungsgerät nach Anspruch 1 oder nach einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der in den Isolatorkörper (33) aufgenommene Lichtwellenleiter (9) die Haltevorrichtung (36, 37) durchsetzt, ohne mit dieser verbunden zu sein und in einer losen Lichtwellenleiterschleife (39) ausläuft, die eine Über- oder Unterlänge des Lichtwellenleiters (9) ausgleicht.






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