DD247082B3

DD247082B3 - Verfahren zur bestimmung der ansprechwechselspannung von ventilableitern

Info

Publication number: DD247082B3
Application number: DD28750786A
Authority: DD
Inventors: Hartmut Dipl-Ing Klaube; Klaus Dipl-Ing Michels; Reinhard Dipl-Ing Ploetner; Dieter Steitz; Dieter Dipl-Ing Michalke; Gerald Dipl-Ing Hadlich; Hans-Juergen Schmidt
Original assignee: Tridelta Ag
Priority date: 1986-03-03
Filing date: 1986-03-03
Publication date: 1992-12-17
Also published as: DD247082A1

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Ansprechwechselspannung von Ventilableitern, das bei deren Fertigung, Qualitätsüberwachung und Wartung Anwendung findet.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Im Betriebsfall treten in elektrischen Energieversorgungsanlagen Überspannungen unterschiedlicher Wellenform auf, für deren Ableitung Ventilableiter eingesetzt werden. Um die Güte von Ventilableitern zu beurteilen, sind daher bestimmte Prüfspannungen mit entsprechenden Wellenformen definiert, zum Beispiel Wechselspannung, Standardblitzspannungswelle und Schaltspannungswellenform. Die Erzeugung der Prüfwechselspannung erfolgt auf Grund des konstruktiven Aufbaues von Ventilableitern entweder durch eine stetige Spannungssteigerung bis zum Ansprechen oder durch kurzzeitiges gedämpftes Zuschalten, z. B. mit Hilfe eines primärseitig im Prüfkreis installierten Flüssigkeitsschalters und Spannungserhöhung nach jeder Zuschaltung. Um die meßtechnische Erfassung der Hochspannung zu ermöglichen, werden Spannungsteiler, insbesondere kapazitive, eingesetzt.

Bekannte technische Lösungen zur Bestimmung der Ansprechwechselspannung von Ventilableitern - der Ansprechspannung mit einer sinusförmigen Wechselspannung und einer Nennfrequenz von 50Hz, bei der die Angabe als Effektivvwert erfolgt, wobei der Scheitelwert der Ansprechspannung gemessen und durch VT geteilt wird - basieren auf dem Prinzip der Aufladung eines Meßkondensators. Dabei speichert der Meßkondensator den während des Prüfzyklus maximal aufgetretenen Spannungswert, wobei der Meßkondensator hinter einen Gleichrichter geschaltet wird. Zur Weiterverarbeitung und Anzeige der Ladespannung des Kondensators befindet sich hinter dem Meßkondensator ein möglichst hochohmiger Meßverstärker (DD 133999).

Bei dieser bekannten Lösung erfolgt jedoch eine Entladung des Meßkondensators und damit eine Meßwertverfälschung durch den sich einstellenden Sperrstrom des Gleichrichters, durch die Selbstentladung des Kondensators und durch den endlich hohen Eingangswiderstand des Meßverstärkers. Dadurch ist der Meßwert nur nach einer kurzen Zeit nach dem Anliegen der Spannung mit einer ausreichenden Genauigkeit bestimmbar.

Ein weiterer Nachteil dieser Lösung besteht darin, daß sich beim Ansprechen eines Ventilabieiters aufgrund des Prüfkreises und der im Prüfling befindlichen ohmschen, kapazitiven und induktiven Bauelemente Ausgleichvorgänge ergeben, die zu hochfrequenten Überspannungen führen, die im Meßkreis der Prüfspannung überlagert sind und z. B. beginnend im Scheitelwert der Wechselspannung einige Millisekunden anstehen. Dadurch ist die Bestimmung der realen Ansprechwechselspannung nicht möglich, sondern es kann nur der Meßwert aus dem vorangegangenen Prüfzyklus erfaßt werden.

Andere technische Lösungen beseitigen den letztgenannten Nachteil durch elektronische Schaltungen, die im Moment des Ansprechens den Meßeingang vom Meßverstärker trennen oder indem im Ansprechzeitpunkt der Zeiger des Meßinstrumentes mechanisch fixiert wird. Diese Lösungen erzielen jedoch keine ausreichenden Genauigkeiten.

Eine weitere technische Lösungen der Scheitelwertmessung wandelt die vom Meßteiler aufbereitete Prüfspannung hinter einem Gleichrichter in ein digitales Signal um (DE 28Q33S6). Dabei wird nach jedem Nulldurchgang der Spannung nach einer bestimmten Zeit der Scheitelwert gemessen und abgespeichert. Der Meßwert der folgenden Spannungsamplitude wird nach der Abspeicherung mit dem letzten Wert verglichen und der jeweils höhere Wert angezeigt. Der Nachteil dieser Lösung besteht darin, daß beim Ansprechen eines Ventilabieiters während des Prüfzyklus durch die Überspannungen zum Ansprechzeitpunkt der Meßwert in Größenordnungen verfälscht wird, d. h., für den speziellen Anwendungsfall der Messung der Ansprechwechselspannung von Ventilableitern bietet auch dieses Verfahren keine befriedigende Lösung.

In der DE-OS 2937861 wird eine Schaltungsanordnung beschrieben, die die Messung von.Momentanwerten von Stoß- und Wechselspannungen gestattet. Dabei wird ein bekanntes Meßprinzip —Messung der Ladespannung eines Meßkondensators in einer sogenannten Folge-Halte-Stufe - zur Anwendung gebracht. Zur Steuerung dieser Folge-Halte-Stufe kommt u.a. eine Durchschlagerkennung unter Zuhilfenahme einer Logik zum Einsatz. Mit Hilfe eines Laufzeitgliedes wird erreicht, daß die Signallaufzeiten für die Steuerung der Folge-Halte-Stufe kompensiert werden. Dazu ist es erforderlich, daß das Meßsignal das Laufzeitglied durchläuft, um eine bestimmte Zeitverzögerung zu erzielen. Die dafür erforderliche Schaltungsanordnung bedingt in jedem Fall eine Verfälschung des Meßsignais sowohl im Betrag als auch in Phasenlage und damit eine Erhöhung des Meßfehlers und ist daher für die Messung der Ansprechwechselspannung bei Ventilableitern nicht geeignet.

Weiterhin ist es bekannt, die Ansprechwechselspannung von Überspannungsableitern zu messen, indem das Ansprechen des Ableiters über einen Widerstand in der Erdleitung des Ableiters von einem Durchschlagsindikator registriert wird. Dieser Indikator nutzt dabei den durch den Spannungszusammenbruch über dem Widerstand entstehenden Spannungsabfall zum Kurzschließen des Meßeinganges aus („Hochspannungstechnische Überprüfung von Mittel- und Hochspannungsableitern" HTM,1982,Nr.61,S.1934f.).

Die Abb. 8 dieser Literaturstelle zeigt einen Spannungszusammenbruch in der 13/14. Halbweiie im Ansprechzeitpunkt, der zu dem o.g. netzfrequenten Spannungsabfall an einem Widerstand in der Erdleitung genutzt wird.

Diese Verfahrensweise hat den Nachteil, daß sie zu träge ist, da beim Zusammenbruch der Spannung schon ein bestimmter Meßfehler zu verzeichnen ist.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung eines Verfahrens zur Bestimmung der Ansprechwechselspannung von Ventilableitern, das die beschriebenen Nachteile, wie ungenaues bzw. verfälschtes Meßsignal, beseitigt.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, das die Bestimmung der Ansprechwechselspannung von Ventilableitern mit einem niedrigen Meßfehler und die Anwendung verschiedener Prüfmethoden gestattet. Dabei wird die am Ventilableiter anliegende Prüfwechselspannung über Spannungsteiler einem A-D-Wandler und einem Ansprechüberwacher zugeführt, wobei der Kurvenverlauf jeder Meßsignalhalbwelle mittels des A-D-Wandlers abgetastet wird. Die Umsetzungen werden durch einen Startimpulserzeuger im Moment des Meßsignalnulldurchganges gestartet und durch die Erreichung einer voreingestellten Anzahl von Umsetzungen oder durch das vom Ansprechüberwacher gemeldete Ansprechsignal durch eine Steuerlogik gestoppt. Während des Meßvorganges wird der letzte digitalisierte Meßwert mit dem jeweils vorhergehenden Meßwert verglichen und der größere Meßwert in den Anzeigespeicher übergeben. Erfindungsgemäß erkennt der Ansprechüberwacher beim Auftreten hochfrequenter, durch Ausgleichsvorgänge im Ventilableiter und Prüfkreis entstandene Spannungen. Dabei schließt der Ansprechüberwacher das Meßsignal kurz und gibt ein Signal an die Steuerlogik, die den Meßvorgang stoppt, wobei der letzte maximale, gespeicherte und der Ansprechwechselspannung entsprechende Meßwert angezeigt wird. Die Umsetzrate des A-D-Wandlers wird in Korrektion zu der Größe der Frequenzen der Spannungen im Bereich von 3-4Os^-1 eingestellt.

Die erfindungsgemäße Lösung gewährleistet eine Meßwertangabe, die nicht zeitabhängig ist. Eine Meßwertverfälschung durch das Ansprechen (Durchbruch) des Ventilabieiters wird ausgeschlossen, und die Größe der Ansprechwechselspannung ist exakt bestimmbar. Die digitale Meßwerterfassung ermöglicht die Weiterverarbeitung der Meßinformationen mittels übergeordneter Datensammlungs- und Datenverarbeitungsgeräte.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel mit dazugehöriger Prinzipzeichnung näher erläutert werden. Die am Ventilableiter A anliegende Prüfwechselspannung wird über einen kapazitiven Spannungsteiler C₀, C_u geteilt und einem Ansprechüberwacher 1 zugeführt. Dieser erkennt die Spannungen, die durch hochfrequente Ausgleichsvorgänge in Ventilableiter (A) und Prüfkreis auftreten, schließt die Meßspannung dabei kurz und meldet mit dem Signal S₁, wie im Blockschaltbild dargestellt, das Ansprechen an die Steuerlogik 6. Die Meßspannung durchläuft nach dem Ansprechüberwacher einen weiteren Teiler 2, wo sie dem Eingangspegel des A-D-Wandlers 5 angepaßt wird, und den Impedanzwandler 3, an dessen Ausgang die Meßspannung niederohmig an dem Startimpulserzeuger 4 zur Nulldurchgangserkennung und Erzeugung des Startimpulses S₂ und am A-D-Wandler 5 ansteht. Die Signale S₁ und S₂ gelangen zur Steuerlogik 6 und von dort ausgewertet als Signal S₃ zum A-D-Wandler 5. Nach Beendigung des Umsetzungszyklus nach ca. 25ms durch die Meldung „Umsetzen beendet" mittels des Signals S₇, steht das Datenwort S₆ am Vergleicher 7, der es mit dem im Anzeigespeicher 8 befindlichen vorhergehenden Datenwort vergleicht und das größere Datenwort als neuen Maximalwert in den Anzeigespeicher 8 auslagert. Dieser Vergleichs- und Transportmodus wird über die Signale S₄ und S₆ gesteuert. Ein in der Steuerlogik befindlicher Zähler zählt die Meßzyklen pro Halbwelle und stoppt die Umsetzung bei Erreichung der voreingestellten Zahl. Beim nächsten Nulldurchgangsimpuls S₂ wird ein neuer Meßzyklus gestartet. Bei Erkennung des Ansprechimpulses S₁ wird der Umsetzzyklus sofort unterbrochen und der letzte Meßwert als nominierte Ansprechspannung ausgegeben.

Claims

Verfahren zur Bestimmung der Ansprechwechselspannung von Ventilableitern, bei dem die anliegende Prüfwechselspannung über Spannungsteiler einem A-D-Wandler und einem Ansprechüberwacher zugeführt wird, wobei der Kurvenverlauf jeder Meßsignalhalbwelle mittels des A-D-Wandlers abgetastet wird sowie die Umsetzungen durch einen Startimpulserzeuger im Moment des Meßsignalnulldurchganges gestartet und durch die Erreichung einer voreingestellten Anzahl von Umsetzungen oder durch das vom Ansprechüberwacher gemeldete Ansprechsignal durch eine Steuerlogik gestoppt werden, daß während des Meßvorganges der letzte digitalisierte Meßwert mit dem jeweils vorhergehenden Meßwert verglichen und der größere Meßwert in den Anzeigespeicher übergeben wird, gekennzeichnet dadurch, daß der Ansprechüberwacher (1) beim Auftreten hochfrequenter, durch Ausgleichsvorgänge im Ventilableiter (A) und Prüfkreis entstandene Spannungen diese erkennt, das Meßsignal kurzschließt und ein Signal (S₁) an die Steuerlogik (6) gibt, die den Meßvorgang stoppt, wobei der letzte maximale, gespeicherte und der Ansprechwechselspannung entsprechende Meßwert angezeigt wird, und daß die Umsetzrate des A-D-Wandlers (5) in Korrelation zu der Größe der Frequenzen der Spannungen im Bereich von 3-40 s"¹ eingestellt wird.

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