DE3702735A1

DE3702735A1 - Capacitive voltage divider for high-voltage cables

Info

Publication number: DE3702735A1
Application number: DE19873702735
Authority: DE
Inventors: Josef Dipl Ing Trott
Original assignee: Individual
Current assignee: TROTT, JOSEF, DIPL.-ING., 8522 HERZOGENAURACH, DE
Priority date: 1987-01-30
Filing date: 1987-01-30
Publication date: 1988-08-11

Abstract

A conductive layer or conductive tape located around the wire insulation of a high-voltage cable (1 in Fig. 1), together with a low-voltage capacitor, forms a capacitive voltage divider. The dielectric strength of the high-voltage capacitor is determined by the conductor insulation of the cable. The voltage drop across the low-voltage capacitor is supplied to a test socket located on the cable jacket. The voltage divider can be installed subsequently by a specially shaped connecting sleeve or by specially shaped cable terminations at any point in a cable network. The voltage dividers allow continuous voltage measurement at any number of test points in the cable network. The bandwidth extends from the system frequency up into the MHz range. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Messen ho her Wechselspannungen und hoher Schalt- und Störspan nungen in Schaltanlagen und in Kabelnetzen mit wenig stens zwei in Reihe zwischen Hochspannungspotential und Erde angeordneten, einem kapazitiven Spannungstei ler bildenden Kondensatoren, von denen der an Erde an geschlossene Kondensator als Meßkondensator dient. Der Spannungsfall über dem Meßkondensator kann abgegriffen und einer Meßwerterfassungseinheit zugeführt werden.The invention relates to a device for measuring ho AC voltage and high switching and interference voltage in switchgear and cable networks with little at least two in series between high voltage potential and earth arranged, a capacitive voltage section capacitors, of which those connected to earth closed capacitor serves as a measuring capacitor. The Voltage drop across the measuring capacitor can be tapped and a measured value acquisition unit are supplied.

In Energieversorgungsnetzen und in Schaltanlagen wer den zur Netzspannungsüberwachung vorwiegend induktive Spannungswandler eingesetzt. Spannungsmessungen an de finierten Stellen eines Mittelspannungs- oder Hoch spannungskabels sind nicht möglich. Schalt- oder Stör spannungen im Netz sind aufgrund der geringen Grenz frequenz der induktiven Wandler nicht erfaßbar. Die Verwendung von kapazitiven Spannungsteilern zur Span nungsmessung wird bereits im Buch von A. J. Schwab "Hochspannungsmeßtechnik" 1969 beschrieben. Die Aus gestaltung eines kapazitiven Spannungsteilers wird be reits in DT 23 41 073 A1 für gekapselte Schaltanlagen beschrieben. Eine insbesondere für Kabelnetze und luftisolierte Schaltanlagen einfach Gestaltung des Hochspannungskondensators ist nicht bekannt.In energy supply networks and in switchgear who the mainly inductive for monitoring the mains voltage Voltage converter used. Voltage measurements on de defined places of a medium voltage or high voltage cables are not possible. Switching or fault Tensions in the network are due to the low limits frequency of the inductive converter not detectable. The Use of capacitive voltage dividers for chip voltage measurement is already in the book by A. J. Schwab "High voltage measurement technology" 1969 described. The out design of a capacitive voltage divider will be reits in DT 23 41 073 A1 for encapsulated switchgear described. One especially for cable networks and air-insulated switchgear simply design the High voltage capacitor is not known.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen kapa zitiven Spannungsteiler so aufzubauen, daß die Netz spannung an einer beliebigen Stelle eines Kabelnetzes gemessen werden kann. Die im Betrieb auftretenden Schalt-und Störspannungen, die über der Betriebsfre quenz liegen, sollen ebenfalls durch den kapazitiven Spannungsteiler erfaßt werden. Das Problem der Verbin dung des Hochspannungskondensators mit spannungsfüh renden Teilen des Kabels oder der Schaltanlage soll durch die Verwendung vorhandener Betriebsmittel mög lichst vereinfacht werden.The invention has for its object a kapa to build quotative voltage dividers so that the network voltage at any point in a cable network can be measured. The occurring in the company Switching and interference voltages that exceed the fre quenz, should also be due to the capacitive Voltage dividers are detected. The problem of the verb of the high-voltage capacitor with voltage parts of the cable or switchgear possible through the use of existing equipment be simplified as much as possible.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Hochspannungskondensator aus einem Teil der Lei terisolierung eines beliebig langen Mittelspannungs- oder Hochspannungskabels besteht. Die Leiterisolier ung (1) und die sie umgebende leitfähige Schicht oder Band (2) in Fig. 1 bilden den Hochspannungskondensa tor. Zwischen der leitfähigen Schicht (2) und den Schirmdrähten (4) befindet sich eine Isolierschicht (5). Zwischen (2) und (4) wird der Meßkondensator (6) geschaltet. Bei koaxialer Ausführung nach Anspruch 5 bildet die Isolierschicht (5) zusammen mit (2) und (4) den Meßkondensator. Das Teilerverhältnis des Span nungsteilers kann durch die Wahl des Meßkondensators festgelegt werden.The object is achieved in that the high-voltage capacitor consists of a part of the Lei terisolierung of any length medium voltage or high voltage cable. The conductor insulation ( 1 ) and the surrounding conductive layer or tape ( 2 ) in Fig. 1 form the high-voltage capacitor. An insulating layer ( 5 ) is located between the conductive layer ( 2 ) and the shield wires ( 4 ). The measuring capacitor ( 6 ) is connected between ( 2 ) and ( 4 ). In a coaxial version according to claim 5, the insulating layer ( 5 ) forms together with ( 2 ) and ( 4 ) the measuring capacitor. The divider ratio of the voltage divider can be determined by the choice of the measuring capacitor.

Der in Anspruch 1 beschriebene und in Fig. 1 darge stellte Spannungsteiler kann aus den Endstücken eines Mittelspannungs- oder Hochspannungskabels gefertigt werden. Die Schirmdrähte des Kabels enden in einem Ka belendverschluß (8). Die Meßspannung kann an einer Meßbuchse (6) am Kabelmantel abgegriffen werden. Für den Aufbau des Spannungsteilers nach Fig. 1 können herkömmliche Kabelendverschlüsse verwendet werden. Durch die Anordnung in Fig. 1 kann die Netzspannung jeder Phase an jedem Kabelende gemessen werden.The voltage divider described in claim 1 and shown in Fig. 1 Darge can be made from the end pieces of a medium voltage or high voltage cable. The shield wires of the cable end in a Ka belendverschluß ( 8 ). The measuring voltage can be tapped at a measuring socket ( 6 ) on the cable jacket. Conventional cable terminations can be used for the construction of the voltage divider according to FIG. 1. The arrangement in FIG. 1 enables the line voltage of each phase to be measured at each cable end.

Der Spannungsteiler nach Anspruch 1 kann auch aus ei nem kurzen Kabelstück bestehen, das an seinen beiden Seiten mit je einem Kabelendverschluß abgeschlossen ist, wie es in Fig. 2 dargestellt ist. Das Kabel stück mit Spannungsteiler kann in die Sammelschiene oder an einem beliebigen spannungsführenden Ort einge baut werden. Zur Spannungsmessung in einem Kabelnetz kann der kapazitive Spannungsteiler nach Anspruch 2 aus der Leiterisolierung einer Verbindungsmuffe herge stellt werden. Diese Verbindungsmuffe nach Fig. 3 kann an jeder beliebigen Stelle eines Hoch- oder Mit telspannungsnetzes installiert werden.The voltage divider according to claim 1 can also consist of egg nem short cable piece, which is completed on both sides with a cable end closure, as shown in Fig. 2. The cable piece with voltage divider can be installed in the busbar or at any live location. For voltage measurement in a cable network, the capacitive voltage divider can be made according to claim 2 from the conductor insulation of a connecting sleeve. This connection sleeve according to Fig. 3 of a high or with telspannungsnetzes can be installed at any location.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile beruhen darauf, daß die Spannungsmessung in einem Kabelnetz an jeder Stelle möglich ist, ohne die Kabelisolierung zu beschädigen. Der Einbau in ein vorhandenes Hoch spannungskabel ist bei Verwendung als kapazitiver Tei ler nach Anspruch 2 mit der bekannten Technik der Ver bindungsmuffe leicht möglich. Die hohe Bandbreite der kapazitiven Spannungsteiler erlaubt die Messung höher frequenter Schalt- und Störspannungen. Die an der Meß buchse anliegende Meßspannung kann jederzeit bei Be darf ausgewertet werden. Sind an mehreren Stellen ei nes Energieversorgungsnetzes Spannungsteiler nach An spruch 1 oder 2 eingebaut, besteht die Möglichkeit de zentral oder vor Ort alle Spannungsereignisse im Ka belnetz, an den Übergangsstellen von Kabel in Trans formatoren oder Schaltanlagen oder auch an bevorzug ten Stellen im Kabel zu erfassen. Eine rechnerge stützte Netzüberwachung ist möglich. The advantages that can be achieved with the invention are based insist that the voltage measurement in a cable network is possible at any point without the cable insulation to damage. Installation in an existing high voltage cable is used as a capacitive part ler according to claim 2 with the known technique of Ver binding sleeve easily possible. The high range of capacitive voltage divider allows measurement higher of frequent switching and interference voltages. The at the measuring Measuring voltage applied to the socket can be may be evaluated. Are egg in several places nes power supply network voltage divider according to An installed 1 or 2, there is the possibility de central or on site all voltage events in the Ka belnetz, at the transition points of cables in Trans formers or switchgear or preferred ten points in the cable. A computer supported network monitoring is possible.

REFERENCE NUMERALS FIG. 1: A capacitive voltage divider to a cable termination of a medium or high voltage cable 1, the conductor insulation
2 conductive layer or tape
3 conductors
4 shield wires
5 insulating layer
6 measuring capacitor with measuring socket
7 heat shrink tubing
8 Cable end closure Fig. 2: Capacitive voltage divider on a short piece of cable with two end closures 6 Test socket Fig. 3: Capacitive voltage divider consisting of a retrofitted connecting sleeve 1 sleeve pipe
2 conductive layer or tape
3 conductors
4 shield wires
5 insulating layer
6 measuring capacitor with measuring socket
9 core insulation
10 press connectors
11 smoothing sleeve
12 cables

Claims

1. Measuring device for voltage measurement, consisting of a capacitive voltage divider, in particular for medium and high voltages with at least two in series between high voltage potential and earth arranged, a capacitive voltage voltage dividers forming capacitors, one of which serves as a high voltage capacitor and at least one as a measuring capacitor , characterized in that the high-voltage capacitor consists of part of the conductor insulation of any length of medium-voltage or high-voltage cable and the Tei ratio is determined by the choice of the capacitance of the measuring capacitor.

2. Voltage divider according to claim 1, characterized in that the high voltage capacitor also from the conductor insulation (Sleeve pipe) of a connecting sleeve can exist.

3. Voltage divider according to claim 1 and 2, characterized records that the conductor insulation with an additional conductive layer or a conductive tape is surrounded and it is insulated from the outer shield wires.

4. Voltage divider according to claim 1 and 2, characterized records that the measuring capacitor between the conductive Layer or the conductive tape and the grounded shield wires is switched.

5. Voltage divider according to claim 1 and 2, characterized records that the measuring capacitor also from a dielectric Insulating layer or insulating film can exist, which ko axially between the conductive layer or the conductive Tape and the shield wires.

6. Voltage divider according to claim 1 and 2, characterized records that the voltage drop across the measuring capacitor abge is gripped and a measuring socket located on the cable jacket is fed.

7. Voltage divider according to claim 1 and 2, characterized records that with appropriate, simple installation in a existing or to be built cable network the mains voltage and occurring overvoltage or undervoltage at any location of the cable network can be measured.