(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンデンサインサート間に部分電圧に対するタップ（３Ｕ、３Ｖ、３Ｗ）を有するコンデンサブッシング（１）に対する監視方法において、
部分電圧がその変化を監視する検出装置（９）に供給され、
部分電圧の変化およびその時間情報が記憶され、
少なくとも２つの部分電圧の変化の間の時間間隔が求められ、
部分電圧変化の頻度に相応する障害信号が発生される
ことを特徴とするコンデンサブッシングの監視方法。
【請求項２】
部分電圧の変化の記憶が、部分電圧の変化が予め定められた限界値を上回った後に行われることを特徴とする請求項１記載の監視方法。
【請求項３】
障害信号が、記憶された部分電圧の変化の予め定められた重み付けされた評価の後に発生されることを特徴とする請求項１または２記載の監視方法。
【請求項４】
時間情報として部分電圧の変化の生起時点および／または２つの変化の間の差時間が記憶されることを特徴とする請求項１ないし３の１つに記載の監視方法。
【請求項５】
部分電圧の監視がコンデンサブッシング（１）の相ごとに行われることを特徴とする請求項１ないし４の１つに記載の監視方法。
【請求項６】
検出された部分電圧の変化の時間的な像が予め定められた障害事態の記憶されている像と比較され、かつ少なくとも部分的な一致の際に障害信号が発生されることを特徴とする請求項１ないし５の１つに記載の監視方法。
【請求項７】
コンデンサインサート間に部分電圧に対するタップ（３Ｕ、３Ｖ、３Ｗ）を有するコンデンサブッシング（１）に対する監視装置において、
部分電圧の変化を監視する検出装置（９）と、
部分電圧の変化およびその時間情報を記憶するメモリと、
少なくとも２つの部分電圧の変化の間の時間間隔を求める計算要素と、
部分電圧の変化の頻度に比例する障害信号を発生するための手段と
を含んでいることを特徴とするコンデンサブッシングの監視装置。
【請求項８】
限界値要素を有し、部分電圧の変化が予め定められた限界値を上回った後に部分電圧の変化の記憶が行われることを特徴とする請求項７記載の監視装置。
【請求項９】
ファジー要素を有し、記憶された部分電圧の変化の予め定められた重み付けされた評価後に障害信号がファジー要素を使って発生されることを特徴とする請求項７または８記載の監視装置。
【請求項１０】
検出装置が単相または多相に構成されていることを特徴とする請求項７ないし９の１つに記載の監視装置。
【請求項１１】
コンデンサインサート間に部分電圧に対するタップ（３Ｕ、３Ｖ、３Ｗ）を有するコンデンサブッシング（１）に対する監視方法において、部分電圧がその変化を監視する検出装置（９）に供給され、部分電圧の変化がカウントされ、かつ予め定められた数の部分電圧の変化の後に障害信号が発生されることを特徴とするコンデンサブッシングの監視方法。
【請求項１２】
障害信号が予め定められた時間空間内の部分電圧の変化の生起の際に発生されることを特徴とする請求項１１記載の監視方法。
【請求項１３】
部分電圧の変化のカウントが、部分電圧の変化に対する予め定められた限界値を上回った後に行われることを特徴とする請求項１２記載の監視方法。
【請求項１４】
コンデンサインサート間に部分電圧に対するタップ（３Ｕ、３Ｖ、３Ｗ）を有するコンデンサブッシング（１）に対する監視装置において、
部分電圧の変化を監視する検出装置（９）と、
部分電圧の変化をカウントするカウント装置と、
障害信号を発生するための手段とを含んでおり、
部分電圧の変化が予め定められた数を上回った後に障害信号が発生されることを特徴とするコンデンサブッシングの監視装置。
【発明の詳細な説明】
本発明は、コンデンサインサートを有するコンデンサブッシングの監視方法およびこの方法に従って作動する監視装置に関する。
ドイツ特許出願公開第3601934A1号明細書から三相回路網の大形変圧器に対する永久的に監視されるコンデンサブッシングは公知である。そこでは、部分電圧が取り出し可能であるように、各相に対する多相のコンデンサブッシングにおいてコンデンサインサートの間にタップが設けられている。部分電圧は次いでブリッジ回路に供給され、このブリッジ回路に測定装置が接続されている。コンデンサブッシングの相の１つに障害、特に個々のコンデンサインサート間の短絡が生じた際には障害電圧が測定装置により検出され、また障害信号が発生される。この形式の監視は多相コンデンサブッシング内の重大な障害を検出するために適している。しかし場合によってはとりあえず作動特性を損なわない軽微な障害はこの形式の監視によっては検出することができない。
本発明の課題は、コンデンサブッシングに対する監視を従来技術にくらべて軽微な障害も考慮に入れることができるように改善することにあり、そのための方法およびその実施に適した装置が提供される。
方法に関するこの課題は、本発明によれば、コンデンサブッシングに対する監視方法であって、コンデンサインサート間に部分電圧に対するタップを有し、この部分電圧がその変化を監視する検出装置に供給される方法において、
−部分電圧の変化およびその時間情報が記憶され、
−少なくとも２つの変化の間の時間間隔が求められ、
−部分電圧変化の頻度に相応する障害信号が発生される
ことにより解決される。
このようにすれば、障害の重要性に応じてオペレータに対する電気的監視のための相応の警報を発することができる。すなわち２つのコンデンサインサート間の簡単な部分的絶縁破壊はまだ作動の阻害を示してはならない。しかし、絶縁破壊が生じているという事実そのものはオペレータにとって既に関心事でなければならない。従ってたとえば簡単な報知が発せられる。障害または警報信号の発生はその場合に段階を付けて行われる。障害信号はこうして定量的および定性的な情報を含んでいる。そのつどの変化が場合によっては等しいにもかかわらず、種々の信号発生を行うことができる。本方法は任意の相数の回路網、特に単相および三相の回路網において応用可能である。
有利なことに、部分電圧の変化は予め定められた限界値を上回った後に記憶され得る。それにより、予め定められた高さに達しない変化、たとえばわずかな擾乱電圧は評価されない。
障害信号は記憶された変化の予め定められた重み付けされた評価の後にもファジー要素を使って発生することができる。このようにして臨界的または非典型的な障害状況の検出も迅速に可能である。
検出装置には時間情報として変化の生起時点および／または２つの変化の間の差時間を記憶することができる。いずれの場合にも頻度を正確に求めることが可能である。
部分電圧の監視は好ましくはコンデンサブッシングの相ごとに行われる。それによって、すべての監視を単相または三相に構成することができ、このことは選択的な障害検出に対応する。
また、検出された変化頻度の像が障害事態の記憶されている像と比較され、少なくとも部分的な一致の際に障害信号を発生することができる。それにより検出が困難な特別な障害も確実に認識することができる。これらの像は検出装置のメモリに格納できる。
装置に関する前記の課題は、本発明によれば、コンデンサインサート間に部分電圧に対するタップを有するコンデンサブッシングに対する監視装置において、
−部分電圧の変化を監視する検出装置と、
−部分電圧の変化および時間情報を記憶するメモリと、
−少なくとも２つの変化の間の時間間隔を求める計算要素と、
−部分電圧変化の頻度に比例する障害信号を発生するための手段と
を含んでいる監視装置により解決される。
このような監視装置は確実で信頼できる監視を可能にし、その際に部分電圧の等しい変化が時間的挙動に応じて種々に評価される。
好ましくは、検出装置は障害信号を光学的および／または電気的に出力するための手段を有する。この手段はたとえばインタフェースまたは指示手段として構成することができる。このようにして障害をオペレータにそれぞれ最も望ましい形式で知らすことができる。
限界値要素が設けると有利であり、その際に部分電圧の変化の記憶が予め定められた限界値を上回った後に行われる。それによって、検出された変化の大まかな選択が可能である。
またファジー要素を設けると有利であり、その際に障害信号は記憶された変化の予め定められた重み付けまたは評価の後に発生される。それにより特に迅速かつ確実な障害検出が可能である。
検出装置は有利には多相、特に三相に構成されている。その際に選択的な障害認識を行うことができる。
検出装置、特に計算要素はアナログまたはディジタル回路として、たとえばプロセッサにより構成することができる。場合によっては、ディジタル測定値の処理のためにＡ‐Ｄ変換器またはディジタル信号プロセッサを用いることもできる。
方法に関する前記課題の代替的な解決策では、コンデンサインサート間に部分電圧に対するタップを有するコンデンサブッシングに対する監視方法において、部分電圧がその変化を監視する検出装置に供給され、部分電圧の変化がカウントされ、予め定められた数の変化後に障害信号が発生される。この解決策は特に簡単であり、また場合によっては既存の装置に後から装備することができる。
障害信号は、好ましくは、予め定められた時間空間において変化の生起後に初めて発生される。それによって変化の頻度に関する情報が信号発生の基礎となっている。
部分電圧の変化のカウントは予め定められた限界値を上回った後に行うことができる。このような簡単な仕方で擾乱電圧による擾乱が排除される。
装置に関する前記課題の別の解決策では、コンデンサインサート間に部分電圧に対するタップを有するコンデンサブッシングに対する監視装置において、
−部分電圧の変化を監視する検出装置と、
−部分電圧の変化をカウントするカウント装置と、
−障害信号を発生するための手段とを含んでおり、その際障害信号は変化の予め定められた数を上回った後に発生される。
この装置は構成が非常に簡単であり、またわずかな費用で実現できる。
本発明の他の利点および詳細を以下に図面に示されている実施例により一層詳細に説明する。
図面は三相のコンデンサブッシング１をその等価回路図で示す。以下の実施例は例示的に全機能に対してコンデンサブッシング１の相Ｗのみを参照している。従ってすべてのデータおよび詳細はその他の相に対しても、またはこれとは異なる相数を有する装置に対してもそのまま当てはまる。
このようなコンデンサブッシングはたとえば数ｋＶないし数１０００ｋＶの範囲内にある高い電圧において使用される。特別な実施例は、非常にわずかな空間で高い電圧の支配が可能にされている変圧器ブッシングである。たとえば建物の壁またはカプセルに入れられたハウジング特にＳＦ6カプセリングにおけるブッシングとしての他の応用も可能である。
図示されているコンデンサブッシング１は純例示的に三相に構成されている。他の相数、たとえば単相の構成も可能である。もちろん機械的には相ごとに別々のブッシングを設けてもよく、これらが共同して電気的に１つの三相装置を構成する。
電界制御のためにコンデンサブッシング１はその内部に詳細には示されていない従来技術によるコンデンサインサートを有し、これらは電気的に見てコンデンサの直列回路を形成する。星点Ｓは接地することができ、その際に接地はこの例では３つの相に対する共通の帰線として作用する。
設けられているコンデンサインサートの間にタップ３Ｗが設けられている。タップ３Ｗは所望の部分電圧に応じて分圧器の形式で設けられている。それにより等価回路図において第１のコンデンサＣ１Ｗおよび第２のコンデンサＣ２Ｗを有するコンデンサ分圧器が形成されている。タップ３Ｗは測定ブッシング５Ｗを介してまたは他の適当な電気絶縁を通して測定導線７Ｗによって検出装置９に導かれている。タップ３Ｗは、コンデンサブッシング１の内部（ここでは接続点Ｗに相当）に印加されている高電圧の像に相当する部分電圧を供給する。
このようなコンデンサブッシングはたとえば約１０ないし数１００のコンデンサインサートを含むことができる。その際に、インサート間の短絡を呈する２つのインサート間のフラッシオーバが生ずることがある。一回または少数回の部分的フラッシオーバは一般にまだコンデンサブッシング１の作動に対する危険を呈さないであろう。しかし、この損傷メカニズムは一般に雪崩状に進行する。すなわち、２つのフラッシオーバ間の時間スパンがフラッシオーバの頻度と共に短縮される。
ここで本発明は新しいアイデアを応用する。すなわち検出装置９が取り出された部分電圧によりわずかな電圧跳躍として記録されるそのつどのフラッシオーバ事象を検出し、またこれらの変化および時間情報、特に事象時点を詳細には示されていないメモリに記憶する。その際に選択的に電圧変化の高さまたは事象の存在に関する情報のみを記憶することができる。電圧跳躍の高さと短絡されたコンデンサインサートの数との間には一般に、実際上知られているかまたはその関係を推定できる直接的な関連がある。
詳細には示されていない計算要素、たとえばプロセッサを用いて検出装置９においてそのつどの変化の間の時間的間隔が求められ、その際に変化の頻度がコンデンサブッシング１の作動の信頼性に関する情報を与える。この時間的間隔は同様にメモリに記憶することができる。
検出装置９において次いでフラッシオーバの危険性、特にその頻度に応じて、適当な手段により相応に重み付けされた報知または障害信号が発生される。これはたとえば初期段階では、すなわち最初のコンデンサブッシングにおいて生ずるフラッシオーバの際には、フラッシオーバ報知として、中間的段階では警報報知として、または作動の確実性が危うくされている最終段階では高圧作動手段に対するスイッチオフ信号として与えることができる。ここで頻度とは時間あたりのフラッシオーバの数を意味する。
警報または障害信号の段階付けはその際にフラッシオーバ頻度の経験的に求められた指数関数に合わせることができる。このよにうして簡単な障害の際にまだ相応の作動手段がスイッチオフされる必要はない。場合によっては作動がより長い時間にわたって、場合によってはわずかな制約により継続することができる。この形式の監視は、即時のスイッチオフが必要でないので、運転管理に非常に好都合である。
検出装置９の測定精度は、２つのインサート間のフラッシオーバが検出され得るように正確でなければならない。たとえば１００のインサートを有するコンデンサブッシングでは最初の部分フラッシオーバは全電圧に対して１％の電圧変化に過ぎないであろう。従って、場合によっては検出装置９は、監視中の誤りが避けられるようにフラッシオーバとその他の電圧上昇との間の区別を可能にする追加的な手段を有していなければならない。たとえば限界値要素を用いての限界値処理も行われ得る。
また稀には、材料欠陥に基づいて損傷メカニズムが指数関数に従って経過しないことも生じ得る。このような場合にはたとえばフラッシオーバの雪崩状の頻度がより早期に生じ、もしくは場合によっては障害個所のカットアウトにより減ぜられ得る。この場合、検出装置９は、指数関数から偏差する障害ケースも確実に検出されまた相応の信号発生またはスイッチオフに通じ得るように、フラッシオーバ頻度の重み付けられた評価を可能にする詳細には示されていないファジー要素を含むことができる。部分電圧の変化の記憶された情報はそのために、障害信号が発生される以前に、重み付けられた評価を受ける。
場合によってはまた、検出装置９においてフラッシオーバ頻度に関するデータが写像またはデータ写像の形式で固定的に格納され、それと新たに生ずるフラッシオーバが比較されて相応の信号発生に通じ得るように構成することもできる。
検出装置９は運転管理のために指示手段、たとえば運転機能、障害報知およびその他の情報をキーボード１３により呼び出し得るディスプレイ１１を含むことができる。キーボード１３はたとえばキー１５または設定器１７を含むことができる。障害信号発生のためにディスプレイ１１のほかに追加的に光学的信号手段、たとえば障害指示器１９を設けることもできる。
さらに検出装置９は、障害信号を伝達するための簡単な障害信号出力端としてまたは任意の情報を伝達するためのインタフェースとして構成できる出力端２１を有する。その場合、相応の信号または情報が上位の運転管理装置に爾後の処理のために伝達され得る。
代替的な解決策では、単に部分電圧の変化がカウントされ、また予め定められた数の変化後に障害信号が発生される。この解決策は特に簡単であり、また場合によっては既設の装置に後から追加し得る。障害信号はその際に場合によっては予め定められた時間中の変化の生起後に初めて発生される。それによって変化の頻度に関する情報に基づいて信号発生が行われる。部分電圧変化の限界値処理が可能である。この代替的な解決策に適した装置はわずかな費用で上記の仕方に準じて実現することができる。
本発明にとって重要なことは、いわば生起する障害の統計的な評価が行われることである。この評価により運転の確実性に対する障害の危険性の推定が可能である。もちろん上記の特徴は、本発明から外れることなく、任意の仕方で組み合わすことができる。
0004014222.tif 000002