SE515388C2 - Anordning för avkänning av elektriska urladdningar i ett provobjekt - Google Patents

Description

30 35 515 588 '''' " 2 kondensator, vilken måste vara fri från partiella urladdningar under de betingelser mätningen utföres, och provobjektet, kopplingskondensatorn och rnätimpedansen är på i och för sig känt sätt galvaniskt anslutna sinsemellan och till omgivande anläggningdelar respektive provnings- utrustning.

Ett problem vid mätning av partiella urladdningar är att särskilja mät- signaler härrörande från partiella urladdningar i provobjektet från störningar härrörande från partiella urladdningar i omgivande anläggningsdelar eller i provningsutrustningen eller som har annat ursprung men ett frekvens- och amplitudspektrum som liknar de partiella urladddningarnas spektrum. Sådana störningar kan ledas till provobjektet genom de ledare med vilka det är galvaniskt anslutet till omgivningen men kan också i de aktuella frekvensornrådena fångas upp av mätanordningen genom elektromagnetisk strålning från omgivningen.

Vid provning i provrumsmiljö kan störnivån reduceras genom skärmning av provrummet och filtrering av spänningstillförseln men detta låter sig normalt inte göras vid provning på en anläggningsplats. Störningar av det nämnda slaget kan också undertryckas genom så kallade balanserade uppkopplingar där den anläggningsdel som skall provas balanseras mot en referensimpedans, varvid störningar uppträder som likfasiga signaler över mätimpedanser seriekopplade med provobjektet och med referens- impedansen. Referensimpedansen kan utgöras av en anläggningsdel liknande provobjektet eller av en impedans efterliknande detta, vanligtvis en referenskondensator, som då skall vara fri från partiella urladdningar vid provningen. De balanserade mätuppkopplingarna kan även utformas som fullständiga bryggkopplingar. De ovannämnda kopplingskonden- satorerna respektive referensimpedanserna och mätimpedanserna måste vara galvaniskt anslutna till anläggningsdelen under provning och därmed också med den högspänningskälla till vilken provobjektet är anslutet.

Spänningsmätning över en mätimpedans har den principiella nackdelen att mätkänsligheten avtar med ökande kapacitans hos provobjektet.

Vid avkänning av den partiella urladdningen genom strömmätning erfordras endast en givare känslig för det till strömpulsen hörande magnetiska fältet. Den från sådana givare erhållna mätsignalen kan därvid hållas galvaniskt skild från provobjektet och den till detta anslutna 10 15 20 25 30 35 515 588m 3 högspänningskretsen, varvid bland annat sådana problem som inverkan från slingor i jordkretsarna elimineras. Strömmätande givare eliminerar behovet av kopplingskondensatorer och mätimpedanser och kan utföras med mycket små dimensioner vilket gör det enkelt att anordna dem vid anläggningsdelar av varierande dimensioner och former.

I den tyska patentskriften DE 37 08 731 beskrives en elektrisk kopplings- anordning för detektering av störpulser, särskilt partiella urladdningar, i en högspänningsanläggning. Mellan en spänningsförande del av anläggningen och jordpotentíal är en spänningsdelare av kapacitiv karaktär ansluten.

Spänningen från dennas mellanspänningsuttag påföres via för ändamålet anpassade impedansnät en krets för utvärdering av partiella urladdningar.

En sådan anordning kan vanligtvis inte särskilja pulser härrörande från partiella urladdningar i anläggningsdelen från störpulser med ursprung utanför anläggningsdelen i fråga och den i patentskriften visade anord- ningen anvisar ett sätt att angripa detta problem. En strömtransformator är med sin primärlindníng ansluten till en ledare som på högspänningsnivå förbinder anläggníngsdelen med omgivningen och dess sekundärlindning är medelst ett mittuttag delad i två delar, var och en belastad med en resistans. Sekundärlindningen är lindad på sådant sätt att spänningarna mellan mittutaget och respektive änduttag är till beloppet lika men av motsatt fasläge. Spänningsdelarens mellanspänningsuttag anslutes till mittutaget på strömtransformatorns sekundärlindning så att spänningen vid sekundärlindningens respektive änduttag utgörs av den vektoriella summan av spänningen från spänningsdelaren och spänningen över motsvarande del av sekundärlindningen. Betingat av strömriktningen genom strömtransformatorns primärlindning erhålles därigenom olika storlek på dessa spänningar. En partiell urladdning inom anläggningsdelen ger upphov till en strömpuls genom strömtransformatorns primärlindning i riktning från anläggningsdelen mot dess omgivning medan en utifrån kommande störpuls ger upphov till en strömpuls genom strömtrans- formatorns primärlindning i motsatt riktning. Genom en utvärdering av de vid sekundärlindningens änduttag avkända spänningarna kan således avgöras om en detekterad puls härrrör från en partiell urladdning i anläggningsdelen i fråga. Strömtransformatorn kan med fördel utformas som en bifilärt lindad Rogowski-spole. Vid anläggningsdelar med flera spänningsuttag kan en noggrannare lokalisering av en partiell urladdning åstadkommas genom att anordna kopplingsanordningen vid mer än ett spänningsuttag. Mätprincipen bygger alltså på en spänning proportionell 10 15 20 25 30 35 5,15 588 4 mot spänningen över anläggningsdelen är tillgänglig och innefattar därför förutom en anordning för riktningsberoende strömavkänning också en spänningsdelare av högpasskaraktär. För det fall en sådan inte kan galvaniskt anslutas vid anläggningsdelen i fråga föreslås användning av en fältsond eller antenn för kapacitiv avkänning av spänningen på anläggningsdelen.

Den europeiska patentskriften EP O 061 254 B beskriver en anordning för övervakning av partiella urladdningar i en högspänningsutrustning innefattande mer än två komponenter och uppvisande mer än två urladdningsvägar för en partiell urladdning, exempelvis en transformator- understation, varvid varje vald komponent skall kunna individuellt och kontinuerligt övervakas samt partiella urladdningar skall kunna särskiljas från brus och signaler som härrör från utifrån kommande spännings- transienter. Den beskrivna anordningen är utförd för övervakning av ett antal komponenter i form av högspänningsapparater, anslutna mellan en gemensam högspänningsskena och jordpotential eller en lågspännings- ledare. De komponenter som skall övervakas har vid sin anslutning till jordpotential respektive lågspänningsledaren en till anslutningen medelst en högfrekvensströmtransformator induktivt kopplad urladdnings- detektorenhet. En partiell urladdning i en komponent ger upphov till en strörnpuls genom den till komponenten hörande strömtransformatorn men, eftersom komponenterna, högspänningsskenan och jordpotential respektive lågspänningsledaren bildar ett nät för partialurladdningsvägarna, också genom övriga strömtransformatorer, men i dessa med omvänd polaritet. En spänningstransient eller annan störning på högspännings- skenan ger däremot upphov till strömpulser av samma polaritet genom samtliga strömtransformatorer. Var och en av urladdningsdetektor- enheterna avger en kodad signal vars pulsbredd svarar mot polariteten på den detekterade strömpulsen, till en avkodare. Avkodaren innefattar ett antal demultiplexorer vilka alstrar och lagrar ett signalmönster svarande mot det detekterade tillståndet av polariteter för var och en av komponenterna. Detta signalmönster avkodas och utvärderas varvid avvikande polaritet på en detekterad srömpuls från en komponent indikerar en partiell urladdning i denna.

Anordningen kräver ett omfattande elektroniksystem för kodning och utvärdering, innefattande monostabila multivibratorer, minnes- och avkodningskretsar och systemet i sin helhet får med nödvändighet en 10 15 20 25 30 35 515 ses 5 förhållandevis stor fysisk utbredning. En puls härrörande från en partiell urladdning i en komponent dämpas vid sin utbredning längs skenan och genom övriga komponenter vilket kan få till följd att inte samtliga urladdningsdetektorenheter kommer att avge signal till demultiplexorena.

Den ovan beskrivna anordningen fungerar därvid ej som avsett och en särskild elektronikkrets har införts för att indikera och signalera detta tillstånd. Det är även tänkbart att mer än en av urladdningsdetektor- enheterna avger en signal med en polaritet avvikande från återstoden, vilket kan ha sin orsak i korrekt eller inkorrekt detekterade partíella urladdningar. Även detta får till följd att anordningen ej fungerar på avsett sätt och också detta tillstånd avkännes och signaleras medelst en särskild elektronikkrets.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Ändamålet med uppfinningen är att åstadkomma en anordning av inledningsvis angivet slag, vilken, medelst givare som enkelt kan appliceras vid anläggningsdelar av varierande storlek och form även vid en kontinuerlig övervakning under reguljära driftsbetingelser, tillåter en enkel och tillförlitlig särskiljning mellan å ena sidan partíella urladddningar i en förutbestämd anläggningsdel och å andra sidan yttre störningar och partíella urladdningar i anslutna anläggningdelar eller provningsutrustning.

Därmed kan en säker och tillförlitlig lokalisering av en eventuell partiell urladdning till den förutbestämda anläggningsdelen genomföras.

Vad som kännetecknar en anordning enligt uppfinningen framgår av bifogade patentkrav.

Fördelaktiga vidareutvecklingar av uppfinningen framgår av nedanstående beskrivning och patentkrav.

FIGURBESKRIVNING Uppfinningen skall närmare förklaras genom beskrivning av utföringsexempel under hänvisning till bifogade ritningar, i vilka figur 1 visar en anordning enligt uppfinningen vid ett provobjekt med två anslutningsledare och en givare vid var och en av dessa, 10 15 20 25 30 35 figur 2A figur 2B-2C figur sA-sß figur 3C-3D figur 4 figur 5 figur 6A-6D figur 7A-7C figur 8A-8D figur 9A-9c figur 10 » - . . ,. visar en anordning enligt uppfinningen vid ett provobjekt med fyra anslutningsledare och en givare vid var och en av dessa, visar givarsignaler vid en anordning enligt figur 2A vid en urladdning i, respektive utanför provobjektet, visar utföringsformer av en utvärderingsutrustning vid en vidareutveckling av anordningen enligt figur 1, visar givarsignaler vid en anordning enligt figur 3A-3B vid en urladdning i, respektive utanför provobjektet, visar utföringsformer av en givarutrustning vid en vidareutveckling av anordningen enligt figur 1, visar en utföringsform av en utvärderingsutrustning vid en vidareutveckling av anordningen enligt figur 1, innefattande en modell av provobjektet, visar utföringsformer av en givare vid en anordning enligt uppfinningen, visar ytterligare utföringsforrner av en givare vid en anordning enligt uppfinningen, visar ytterligare utföringsformer av en givare vid en anordning enligt uppfinningen, visar ytterligare utföringsforrner av en givare vid en anordning enligt uppfinningen, visar ytterligare en utföringsform av en givare vid en anordning enligt uppfinningen, figur 11A-11B visar utföringsforrner av en givarutrustning då provobjektet utgörs av en kabelskarv, 10 15 20 25 30 35 figur 12 figur 13 figur 14A figur 14B 5 1 5 3 8 8 b 7 visar utföringsformer av en givarutrustning då provobjektet utgörs av en kabelavslutning, visar utföringsforrner av en givarutrustning då provobjektet utgörs av en spänningstransformator, visar utföringsformer av en givarutrustning då provobjektet utgörs av en trefasig krafttransforrnator, visar utföringsformer av en givarutrustning då provobjektet utgörs av en iindningskopplare för en krafttransformator, figur 15A-15B, figur 16 och figur 17A-17B figur 18 figur 19 figur 20 figur 21 visar utföringsformer av en givarutrustning då provobjektet utgörs av en högspänningsgenornföring, visar en utföringsform av en rörlig givarutrustning då provobjektet utgörs av en högspänningsgenörnföring, visar en utföringsforrn av uppfinningen då provobjektet utgörs av en högspänningsgenerator, visar utföringsforrner av en givarutrustning då provobjektet utgörs av ett ställverk, visar visar utföringsformer av en givarutrustning då provobjektet utgörs av ett gasisolerat ställverk, figur 22A-22B figur 23 visar ytterligare en utföringsform av en givarutrustning då provobjektet utgörs av en krafttransforrnator, visar en utföringsförm av en utvärderingsutrustning vid en givarutrustning enligt figur 22A-22B, figur 24A-24B visar en utföringsforrner av en givarutrustning då prövobjektet utgörs av en strömtransformator, 10 15 20 25 30 35 - 1 ~ | - v 515, sas figur 25 visar en utföringsform av en givarutrustning då provobjektet utgörs av en rörlig bana, figur 26 visar en utföringsform av en givarutrustning innefattande en supraledande sensor, och figur 27 visar en utföringsform av en givarutrustning innefattande seriekopplade Rogowski-spolar.

BESKRIVNING AV UTFÖRINGSEXEMPEL Figur 1 visar ett provobjekt 1 med två elektriska anslutningsledare 1a och 1b. Provobjektet utgörs av en mot sin omgivning isolerad elektrisk anläggningsdel eller en elektrisk högspänningsapparat, såsom exempelvis en kabel, en krafttransformator, ett ställverksfack eller en högspännings- generator, men visas generellt i figuren som ett impedanselement.

Provobjektet är satt under spänning med kraftfrekvens, det vill säga vanligen 50 Hz eller 60 Hz, vilket i figuren markeras med en generator 2a, ansluten till provobjektet via ett yttre impedanselement 2b, vilket impedanselement vanligen innefattar ett induktivt element, i seriekoppling med generatorn. Över provobjektet finns strökapacitanser och störspänningar, i figuren markerade med kapacitiva element Ba, 3b och en störspänningsgenerator 3c. Ytterligare anläggningsdelar, i figuren markerade med 4, är anslutna till generatorn 2a via en ledare 5 och till provobjektet l via ledaren 1b. Ledaren 5 är ansluten till jord via en jordledare 5'.

En elektrisk urladdning i anläggningdelens isolationssystem, det vill säga en partiell urladdning, ger upphov till en strömpuls, vilken genom strömgrening fördelar sig genom anläggningsdelens anslutningsledare till den strömkrets i vilken anläggningsdelen ingår. inträffar en sådan urladdning av en viss polaritet i anläggningsdelen 4 får strömpulsen genom provobjektets anslutningsledare den riktning som i figuren markeras med streckade pilar, det vill säga strömpulsen passerar in i provobjektet genom anslutningsledaren lb och passserar ut ur detta genom anslutningsledaren la. lO 15 20 25 30 35 . . r . .v 515 388 » , I « - r 9 Inträffar däremot en sådan urladdning i provobjektet får strömpulserna genom provobjektets anslutningsledare den riktning som i figuren markeras med heldragna pilar, det vill säga urladdningen alstrar strömpulser som väsentligen samtidigt flyter genom de båda anslutnings- ledarna, endera i riktning ut från provobjektet eller i riktning in till detta.

Huruvida strömriktningen är ut från eller in till provobjektet betingas av urladdningens polaritet. Med väsentligen samtidigt avses i detta sammanhang att strömpulserna i de två anslutningsledarna har sitt gemensamma ursprung i en och samma urladdning i provobjektet. Det skall emellertid förstås att då åtminstone vissa slag av provobjekt uppvisar en impedans, som i det för avkänning av strömpulser aktuella frekvens- området, dämpar amplituden hos och/ eller fasförskjuter strömmar som passerar genom provobjektet via dess anslutningsledare, föreligger emellertid i allmänhet inte absolut samtidighet. Om exempelvis urladdningar uppträder i anläggningsdelen 4, kommer strömpulser genom anslutningsledaren la, på grund av avledning och fasvridning i provobjektet, att uppträda fasfördröjda och dämpade i förhållande till strömpulser genom anslutningsledaren lb.

En givarutrustning innefattar en givare 6a anordnad vid anslutnings- ledaren la och en givare ób anordnad vid anslutningsledaren lb. Givarna avkänner det magnetiska fält som genereras av strömpulserna genom anslutningsledarna och är riktningskänsliga med avseende på magnetfältets polaritet. Var och en av givarna avg-er en givarsignal vl" respektive V2" då en strömpuls flyter genom respektive anslutningsledare, varvid polariteten av givarsignalen är betingad av magnetfältets polaritet och därmed av strömpulsens riktning. I detta utföringsexempel utgörs givarna av Rogowski-spolar 6la respektive 6lb, som omsluter respektive anslutnings- ledare. I figuren är dock för tydlighets skull spolarna visade som långsträcka spolar längs respektive anslutningsledare.

Med en Rogowski-spole avses i detta sammanhang en spole så anordnad vid en elektrisk ledare att spolens axel är riktad åtminstone huvudsakligen i samma riktning som fältlinjerna i det magnetiska fält en elektrisk ström i ledaren alstar runt denna.

Spolarna är så anordnade att spänningar av samma polaritet alstras vid de uttag på spolarna, som i figuren markerats med en punkt, då strömpulser flyter genom anslutningsledarna i en riktning så att de passerar spolarna 10 15 20 25 30 35 515 3.88 10 från den med punkt markerade änden av spolarna till den omarkerade änden.

Givarna kan även baseras på andra, i och för sig kända, principer som ger en riktningskänslig avkänning av det av strömpulserna genererade magnet- fältet, exempelvis innefattande Hall-element, magnetoresistiva element eller supraledande element, så kallade SQUIDs.

Var och en av givarsignalerna påföres en utvärderingsutrustning innefattande en till respektive givare tillordnad filterenhet PA, en signalblandningenhet ABU och en logikenhet LU.

Var och en av filterenheterna innefattar resistiva och kapacitiva impedans- element R, C för avstämning av givaren till en resonansfrekvens som ligger inom det för avkänningen intressanta frekvensområdet, som typiskt ligger i området 0.1 - 1 MHz. Var och en av filterenheterna innefattar vidare en förstärkare AMP samt ett bandpassfilter BP, vars passband ligger inom det för avkänningen intressanta frekvenområdet. Filterenheterna PA, de resistiva och kapacitiva impedanselement R, C, förstärkarna och bandpass- filtren är i figuren markerade med PAa, PAb, Ra, Ca, Rb, Cb, AMPa, AMPb och BPa, BPb respektive. Utsignalerna från bandpassfiltren betecknas med v1' och v2' respektive.

Signalblandningsenheten ABU innefattar ett adderande organ ADD, vilket påföres utsignalerna v1' och v2' från bandpassfiltren via var sitt viktnings- organ BM, i figuren schematískt markerade såsom potentiometrar BMa, BMb respektive. Utsignalerna v1, v2 respektive från viktningsorganen, det vill säga från potentiometrarnas rörliga uttag, påföres det adderande organet, vars utsignal S utgör en summasignal bildad såsom summan av signalerna v1 och v2.

Summasignalen S påföres en i logikenheten innefattad diskriminator DC som avger en indikeringssignal IND då dess insignal till sitt belopp överstiger ett förvalt järnförelsevärde.

Den i anslutning till figur 1 beskrivna anordningen fungerar på följande sätt. Då en urladdning inträffar utanför provobjektet, exempelvis i anläggningsdelen 4, kommer utsignalerna V1' och v2' från bandpassfiltren att vara av olika polaritet, eftersom den med urladdningen associerade 10 15 20 25 30 35 . - t - i a 515, 388 -. w- | l strömpulsen passerar givaren 6b i riktning från den med en punkt markerade änden av spolen till den omarkerade, men passerar givaren 6a i riktning från den omarkerade änden av spolen till den med en punkt markerade. Exempelvis genom avkänning av en på något i och för sig känt sätt utifrån pålagd störpuls kan viktningsorganen ställas in så att utsignalerna vl och v2 från dem får samma amplitud. Detta innebär att summasignalen S under dessa förhållanden kommer att obetydligt avvika från noll, varför diskriminatorn DC med lämpligt valt jämförelsevärde ej avger någon indikeringssignal.

Inträffar en urladdning i provobjektet kommer utsignalerna V1' och v2' från bandpassfiltren att vara av samma polaritet, eftersom de med urladdningen associerade strömpulserna passerar båda givarna endera i riktning från den med en punkt markerade änden av spolen till den omarkerade eller i omvänd riktning. Summasignalen S kommer under dessa förhållanden att avvika från noll varför diskriminatorn DC med lämpligt valt järnförelsevärde avger en indikeringssignal.

Indikeringssignalen vidareförs till en på något i och för sig känt sätt anordnad övervakningsutrustning SUEQ, eventuellt via en signalanpassningsenhet BUF.

Särskilt vid provobjekt med en induktiv impedans och som uppvisar hög kapacitans till jord är det fördelaktigt att välja bandpassfiltrens passband så att provobjektets egenresonansfrekvens faller utanför dessas passband.

Figur 2A visar ett provobjekt med fyra anslutningsledare la, lb, lc, Id, vilka inom provobjektet befinner sig i galvanisk förbindelse med varandra. Var och en av anslutningsledarna är tillordnat en givare 6a, 6b, óc, 6d och en filterenhet PAa, PAb, PAc, PAd, respektive, av samma slag och anordnade på samma sätt som de i anslutning till figur l beskrivna. Utsignalerna från respektive bandpassfilter, betecknade med vl', v2', v3', v4', påföres på analogt sätt som i anordningen beskriven i anslutning till figur 1, viktningsorgan BMa, BMb, BMC, BMd, och utsignalerna vl, v2, v3, v4 från dessa påföres det adderande organet. Summasignalen S från det adderande organet, som alltså i detta utföringsexempel utgörs av summan av signalerna vl, v2, v3 och v4, påföres diskriminatorn DC som avger indikeringssignalen IND då summasignalen överstiger ett förvalt jämförelsevärde. 10 15 20 25 30 35 u. tm 515 388 17 _: Figur 2B visar ett typiskt utseende för signalerna vl, v2, v3, V4 och S, avsatta på den vertikala axeln i diagrammen, som funktion av tiden, avsatt på den horisontella axeln, vid en elektrisk urladdning i provobjektet, då givare avkänner strömpulser som väsentligen samtidigt flyter genom samtliga anslutningsledare endera ut från eller in till från provobjektet. Samtliga signaler v1, v2, v3, V4, som i huvudsak har formen av en dämpad sinus- svängning, ligger då väsentligen i samma fasläge, varför den maximala amplituden för summasignalen utgörs åtminstone approximativt av summan av signalernas V1, v2, V3, V4 maximala amplituder.

Figur 2C visar ett typiskt utseende för signalerna v1, v2, v3, V4 och S vid en elektrisk urladdning utanför provobjektet. De med urladdningen associerade strömpulserna når provobjektet via anslutningsledaren 1b och passerar genom provobjektet för att lämna detta genom anslutningsledarna la, lc och ld. Signalerna v1, v2 och V4 får väsentligen samma fasläge medan signalen V3 väsentligen ligger i motfas, varför den maximala amplituden för summasignalen utgörs av summan av signalernas v1, v2, V4 maximala amplituder reducerad med den maximala amplituden för signalen v3.

En fördelaktig vidareutveckling av uppfinningen, såsom den beskrivits i anslutning till figur 1, visas i figur 3A. Signalblandningsenheten ABU innefattar utöver det adderande organet ADD även ett subtraherande organ SUB. Utsignalerna vl, V2 respektive, från viktningsorganen påföres det subtraherande organet, vars utsignal D utgör en differenssignal bildad såsom differensen av signalerna V1 och v2. Summasignalen S och diffeenssignalen D påföres ett i logikenheten LU anordnat jämförande organ Q i form av en kvotbildare, som bildar kvoten av summa- och differenssignalen. Utsignalen SQ från det jämförande organet påföres diskriminatorn DC som avger en indikeringsignal då signalen SQ överstiger ett förvalt jämförelsevärde. Det inses från det föregående av beskrivningen att amplituderna av respektive summa- och differenssignal kommer att stå i omvänt förhållande till varandra beroende på om givarna indikerar utifrån kommande strömpulser, associerade med urladdningar utanför provobjektet, eller strömpulser associerade med urladdningar i prov- objektet. I det förra fallet blir summasignalens maximala amplitud jämförelsevis 1åg,, medan differenssignalens amplitud blir jämförelsevis hög medan i det senare fallet förhållandena blir det omvända. jämförelsen 10 15 20 25 30 35 m w.. en in m i., mellan summa- och differenssignal resulterar således i en ökad känslighet i bestämningen av urladdningarnas ursprung.

Det jämförande organet Q kan i en annan utföringsform, illustrerad i figur 3B, innefatta en multiplikator M och en summator SUM. I summatorn bildas såsom utsignal SQ differensen av summasignalen S och en signal D', där signalen D' är bildad av differenssignalen D, i multiplikatorn multiplicerad med en valbar konstant K. Konstanten K kan väljas vara av den typiska storleksordningen 2 à 3.

Figur SC visar ett typiskt utseende för signalerna vl, v2, summasignalen S = v1+v2 och differenssignalen D = v1-v2, avsatta på den vertikala axeln i diagrammen, som funktion av tiden, avsatt på den horisontella axeln. Vid en elektrisk urladdning i provobjektet avkänner givarna strömpulser som väsentligen samtidigt flyter genom samtliga anslutningsledare endera ut från eller in till provobjektet. Signalerna V1, v2 har då väsentligen samma fasläge, varför den maximala amplituden för summasignalen utgörs åtminstone approximativt av summan av signalernas V1 och V2 maximala amplituder, medan den maximala amplituden för differenssignalen blir åtminstone approximativt noll.

Figur 3D visar ett typiskt utseende för signalerna vl, v2, summasignalen S = v1+v2 och differenssignalen D = vl-v2 vid en elektrisk urladdning utanför provobjektet. Signalerna vl och V2 ligger väsentligen i motfas, varför den maximala amplituden för differenssignalen utgörs åtminstone approxi- mativt av summan av beloppen av signalernas v1 och v2 maximala amplituder, medan den maximala amplituden för summasignalen blir åtminstone approximativt noll.

En motsvarande ökning av anordningens känslighet i bestämningen av urladdníngarnas ursprung kan uppnås med en utförandeform av anordningen såsom den illustreras i figur 4. Till var och en av prov- objektets anslutningsledare är tillordnat två givare 6a, 6c respektive 6b, 6d, vart och ett med en tillordnad filterenhet och ett tillordnat viktningsorgan PAa, PAc, Ba, Bc respektive PAb, PAd, BMb, BMd. Givare för avkänning av strömpulser flytande genom samma anslutningsledare är så anordnade att de avger givarsignaler av samma polaritet då en strömpuls flyter genom anslutningsledaren. Summasignalen S bildas på samma sätt som beskrivits i anslutning till figur l såsom en summa bildad i beroende av givarsignaler 10 15 20 25 30 35 515 3.88 w ... 14 härrörande från givarna 6a och 6b medan differenssignalen bildas i det subtraherande organet SUB i beroende av givarsignaler härrörande från givarna 6c och 6d. Det inses att summa- och differenssignaler får likartade utseenden såväl i utföringsformen enligt figur 3A som i utföringsformen enligt figur 4.

I figur 5 illustreras ytterligare en vidareutveckling av uppfinningen, särskilt fördelaktig då provobjektet uppvisar en impedans som i det för avkänning av strömpulser aktuella frekvensområdet på ett för avkänningen störande sätt dämpar amplituden hos och/ eller fasförskjuter strömmar som passerar genom provobjektet via dess anslutningsledare. Provobjektet 1 visas i denna figur avbildat som ett H-nät innefattande tre impedanselement 101, 102 och 103, av vilka det förstnämnda är anslutet i mellan anslutnings- ledarna la och lb, medan de två sistnämnda är anslutna mellan ledaren 5 och anslutningsledarna la respektive lb. Då utvärderingsutrustningen är utförd exempelvis såsom beskrivits i anslutning till figur l kan under dessa förutsättningar viktningsorganen BMa och BMb ej ställas in så att summa- signalen blir noll eller mycket nära noll vid urladdningar utanför provobjektet. Tänkes urladdningen uppträda i anläggningsdelen 4, kommer givarsignalen härrörande från givaren 6a, på grund av avledning och fasvridning i de impedanselement som representerar provobjektet, att uppträda fasfördröjd och dämpad i förhållande till givarsignalen härrörande från givaren 6b. Omvänt, om urladdningen tänkes uppträda i en anläggningsdel ansluten till provobjektets anslutningsledare la, kommer givarsignalen härrörande från givaren 6b att uppträda fasfördröjd och dämpad i förhållande till givarsignalen härrörande från givaren 6a. En tillfredställande utsläckning av signalerna vl och v2 försvåras således då provobjektet i det aktuella frekvensområdet uppvisar egenskaper som kan åskådliggöras i en modell såsom illustreras i figur 5. En kompensation för dessa egenskaper kan emellertid åstadkommas genom att i signal- blandningsutrustningen ABU innefatta en modell av provobjektet som dämpar och/ eller fasvrider de signaler ur vilka summasignalen bildas på ett sätt som efterliknar den amplituddämpning och/ eller fasvridning en genom provobjektets anslutningsledare passerande strömpuls undergår. Ett exempel på en sådan modell visas i figur 5. Den innefattar tre impedans- element Zl, Z2, Z3, vart och ett med likartad karakteristik som impedans- elementen 101, 102, 103 i provobjektet och sinsemellan anslutna på ett sätt analogt med dessa i kopplingspunkter Pl, P2. Vidare är till modellen i kopplingspunkter P3, P4 anslutna två impedanselement Z4, ZS, vilka, på 10 15 20 25 30 35 v . . . . u 515 388 15 sätt som ovan beskrivits, injusteras för avstämning av givaren till en resonansfrekvens som ligger inom det för avkänningen intressanta frekvensområdet. Var och en av givarna är med sitt ena uttag anslutna till kopplingspunkterna P1 respektive P2 och med sitt andra uttag till kopplingspunkter P5 respektive P6 vid impedanselementen Z4 och Z5.

Signaler v1 och v2 avkännes vid kopplingspunkterna P3 och P4 och påföres det adderande organet ADD. Exempelvis genom avkänning av en på något i och för sig känt sätt utifrån pålagd störpuls kan impedanselementen Z1, Z2, Z3 ställas in så att utsignalerna vl och V2 från modellen får samma amplitud och fasläge, varvid summasignalen S blir noll för urladdningar utanför provobjektet.

Figur 6A-6D visar en utföringsform av en givare 7, särskilt fördelaktig för de fall provobjektet utgörs av en härva till en statorlindning för en elektrisk kraftgenerator och denna härva är förlagd i ett lindningsspår i generatorns stator i vilket en ytterligare härva är förlagd. Figur 6A visar givaren i en sidovy. En tunn isolerad ledare är lindad med ett flertal varv runt en tunn rektangulär skiva 72 av magnetiskt ledande material, exempelvis järn, med låga hysteresförluster, så att den bildar en spole 71 med två uttag 73, 74.

Spolen har sin axel parallell med en kortsida hos den rektangulära skivan och omges av skärm 75 av ett elektriskt ledande material, exempelvis aluminiumfolie. Givaren visas i figur 6A med skärmen bortskuren till vänster om ett snitt B-B. Figur 6B visar givaren sett från snittet B-B. Figur 6D visar givaren inbäddat i en skiva 76 av ett plastlaminat och med spolens uttag dragna ut ur skivan i ett spår 761 i denna via en koaxialkabel 77. Figur 6C visar ett tvärsnitt av en del av en stator till en generator med ett lindningsspår 8. I lindningsspåret är två härvor 81, 82 förlagda och givaren är placerat mellan två närliggande härvsidor av de båda härvorna.

Figur 7A-7C visar en utföringsform av en givare 7 av likartad uppbyggnad som den i anslutning till figurerna 6A-6D beskrivna, men med den skillnaden att spolen har sin axel parallell med en långsida hos den rektangulära skivan. Genom att exempelvis linda spolen kring en skiva av amorft järn kan givaren göras böjligt i skivans längdriktning och exempelvis anbringas runt en kabel 9 såsom illustreras i figur 7C.

De i anslutning till i figurerna 6A-6D och 7A-7C beskrivna givarna är lämpliga att användas i ett frekvensområde typiskt 0.1 - 5 MHz. De i givarna 10 15 20 25 30 35 515 388 u »1- l6 innefattade spolarna kan även lindas runt en skiva av ett icke magnetiskt material.

Figur 8A-8D visar en utföringsform av en givare 7, innefattande en Rogowski-spole 71, som med fördel kan anbringas runt provobjektets anslutningsledare. Provobjektet, i figur 8A exemplifierat med en härva 81 till en statorlíndning för en elektrisk kraftgenerator har givare 7a respektive 7b anordnade vid respektive anslutningsledare 1a, 1b. Figur 8B visar ett tvärsnitt genom anslutningsledaren 1a och figur 8G ett snitt C-C genom spolen och anslutningsledaren. Spolen 71 är lindad med typiskt 10 à 30 varv kring en kärna av epoxy och ingjuten i ett skikt 78, likaså av epoxy. Den ingjutna spolen omges av en yttre skärm 75 av ett elektriskt ledande material, exempelvis aluminiumplåt. Figur 8D visar ett snitt C-C genom anslutningsledaren med två givare 7 och 7' inom en gemensam skärm 75.

Figur 9A-9C visar ytterligare en utföringsform av en givare 7. En spole 71 är lindad runt en U-formad kärna 72 av ett dielektriskt material, alternativt av amorft järn, och spolen omges av en skärm 75 av ett elektriskt ledande material, exempelvis aluminiumfolie, täckt av en i figuren icke visad plastfilrn. Figur 9A visar givare av detta slag anbringade vid anslutnings- ledarna 1a, 1b till en härva 81 till en statorlíndning för en elektrisk kraftgenerator. Figurerna 9B respektive 9C visar en vy av givaren sedd i anslutningsledarens längsriktning respektive vinkelrät däremot. En i figuren icke visad kondensator kan anordnas vid spolens två uttag 73, 74 för avstämning av givarens resonansfrekvens.

Figur 10 visar en vidareutveckling av givaren enligt figurerna 9A-9C, som med fördel kan användas då provobjektet utgörs av en härva i en statorlíndning för en elektrisk generator i de fall ytterligare en härva är förlagd i samma lindningsspår. Figur 10 visar ett tvärsnitt genom två härvor 81, 82, förlagda i ett gemensamt, i figuren icke visat statorspår. Runt de båda härvorna är anordnat en givare uppbyggt kring en U-formad kärna av samma slag som den i anslutning till figur 9A-9C beskrivna. Under förutsättning att provobjektet utgörs av härva 81, skulle i detta fall och med en spole lindad som beskrivits i anslutning till figurerna 9A-9C , på grund av kopplingen mellan härva 81 och härva 82, även en urladdning i härva 82 ge upphov till en givarsignal. Genom att dela upp spolen i två sinsemellan seriekopplade delar 71' och 71" respektive, lindade i motkoppling kring kärnan, samt genom ett lämpligt val av förhållandet 10 15 20 25 30 35 \ , . . . . 515 B88 17 mellan antalet varv i delen 71' och delen 71" och genom att anordna delen 71" vid härvan 81 och delen 71' vid härvan 82, kan inverkan från urladdningar i härvan 82 reduceras.

Figur 11A-11B visar i längssnítt schematiskt en placering av givare för det fall provobjektet utgörs av en kabelskarv. Två kabeländar 91, 92 är på i och för sig känt sätt skarvade till varandra med en hylsa 93, omgiven av en jordad skärm 94. Figur 11A illustrerar det fall skärmen är separerad från hylsan, i vilket fall det är fördelaktigt att anordna givaren 6a, 6b, i figuren exemplifierade med Rogowski-spolar, vid kabeländarna i kabelns längsriktníng mellan hylsa och skärm. Figur 1lB illustrerar det fall skärmen är integrerad med hylsan, i vilket fall givaren kan gjutas in i hylsan på i figuren antydda ställen.

Figur 12 visar schematiskt en placering av givare för det fall provobjektet utgörs av en kabelavslutning. En kabel 91 avslutas på i och för sig känt sätt med en avslutning 95. I detta fall är det fördelaktigt att, såsom markerats i figuren, anordna givare 6a, 6b, i figuren exemplifierade med Rogowski- spolar, vid kabeln nära kabelavslutningen respektive runt kabel- avslutningens avslutningsfläns. En strömpuls associerad med en urladdning utanför kabelavslutningen passerar därvid genom båda spolarna varför summasignalen blir åtminstone approximativt noll. Vid en urladdning i kabelavslutningen kommer en strömpuls att flyta till den av givaren 6b omslutna, i kabelavslutningen anordnade jordningsskärmen.

Denna strömpuls utgörs av summan av de strömpulser som passerar genom kabelavslutningens anslutningsledare och avkänns av givaren 6b medan under dessa förhållanden givaren 6a endast avkänner den strömpuls som passerar genom kabeln 91.

Figur 13 visar schematiskt en placering av givare för det fall provobjektet utgörs av en mättransformator för mätning av spänning. En enfasig spänningstransformator 11 innefattar en högspänningsgenomföring 111 och en i genomskärning visad låda 112. I lådan är anordnat, i genomskärning visade, en högspänningslindning 113 och en lågspänningslindning 114 på en gemensam kärna 115. Hög- och lågspänningslindningen och kärnan är anslutna till jordpotential med en ledare 116. I detta fall är det fördelaktigt att, såsom markerats i figuren, anordna givare 6a, 6b, i figuren exemplifierade med Rogowski-spolar, runt högspänníngsgenomföringens nedre del nära lådan respektive vid ledaren 116 utanför lådan. 10 15 20 25 30 35 515 388 m ..~ 18 Figur 14A-14B visar schematiskt en placering av givare för det fall prov- objektet utgörs av en högspänningslindning för en krafttransformator respektive en lindningskopplare. En trefasig krafttransformator 12 innefattar en låda 121 och högspänningslindningar WR, WS, WT, var och en förda ut ur lådan via genomföringar BR1, BR2, BS1, BS2, BT1, BT2 respektive (figur 14A). I detta fall är det fördelaktigt att, såsom markerats i figuren, anordna givare óaR, 6bR, óaS, 6bS, 6aT, 6bT, i figuren exempli- fierade med Rogowski-spolar, runt respektive genomförings nedre del nära lådan. En lindningskopplare, varav en fas schematiskt visas i figur 14B, har en anslutningsledare 123 fast ansluten till lindningen 122 och den andra anslutningsledaren 124 ansluten till den längs lindningen rörliga kontakten 125 och givare 6a, 6b är anordnade vid respektive anslutningsledare.

För det fall provobjektet utgörs exempelvis av en trefasig reaktor kan givare placeras på ett sätt helt analogt med det i anslutning till figur 14A beskrivna.

För det fall provobjektet utgörs av exempelvis en kraftkondensator kan, beroende på dess anslutning till övriga delar av det kraftnät i vilken den ingår, givare placeras på analogt sätt som de i anslutning till figurerna 13-14 beskrivna, det vill säga vid kraftkondensatorns högspänningsgenomföring och vid en ledare till jordpotential utanför kraftkondensatorns kapsling eller vid ett par av kraftkondensatorns högspänningsgenomföringar.

Figurerna 15A-15B, 16, 17A-l7B och 18 visar schematiskt exempel på placering av givare för det fall provobjektet utgörs av en högspännings- genomföring för en elektrisk högspänningsapparat. En högspännings- genornföring 13, anordnad på ett lock 133 till en elektrisk högspännings- apparat, innefattar en yttre anslutningsledare 131, anordnad i en isolant 132, exempelvis av porslin. Den yttre anslutningsledaren passerar genom en fläns 134 ned i genomföringens undre del 135, belägen i högspännings- apparatens inre.

Figur 15A visar en givare 6a, i figuren exemplifierad med en Rogowski- spole, anordnad runt högspänningsgenomföringens yttre anslutningsledare ovanför isolanten. Figur 15B, i vilken isolanten visas uppskuren, visar en givare 6a, i figuren exemplifierad med en Rogowski-spole, anordnad runt högspänningsgenomföringens yttre anslutningsledare innanför isolanten och vid dennas övre del. 10 15 20 30 35 515 .383 19 Figur 16 visar ett antal alternativa placeringar av en givare 6a', 6a", 6a"', 6a'"', i figuren exemplifierade med en Rogowski-spole, anordnad runt högspånningsgenomföringens undre del.

Figur 17A visar en givare 6a, i figuren exemplifierad med en Rogowski- spole, anordnad runt isolantens nedre del i närheten av flänsen.

Figur 17B visar ett antal alternativa placeringar av givare 6a', 6a", i figuren exemplifierade med Rogowski-spolar, anordnade runt högspännings- genomföringens yttre anslutningsledare innanför isolanten och vid dennas nedre del respektive under locket.

Figur 18 visar en givare 6a, i figuren exemplifierad med en Rogowski-spole, anordnad runt isolanten och anordnad rörlig längs denna. En sådan givare kan med fördel användas i kombination med en givare 6b, placerad exempelvis såsom illustreras i figur 16.

Det framgår av det föregående att genom summering av signaler härrörande från givare placerade enligt något av de i figurerna 15A-15B, 16, 17A-17B och 18 visade sätten möjliggörs lokalisering av elektriska urladdníngar i en önskad del av det långsträckta provobjektet. Genom att exempelvis kombinera den rörliga givaren 6a såsom visat i figur 18 med en fast placerad givare óa' såsom visat i figur 16, kan genom förflyttning av den rörliga givaren en urladdning lokaliseras till en avgränsad del av prov- objektet och genom att anordna två rörliga givare längs detta kan lokaliseringen ske helt fritt längs provobjektet.

Figur 19 visar en tillämpning av uppfinningen då provobjektet utgörs av ett flertal sinsemellan seriekopplade härvor i en fas av en statorlindning för en elektrisk växelströmsgenerator. Ett antal härvor 81 - 87 är sinsemellan seriekopplade via sina uttag 81', 81" - 87', 87". Statorns järndel markeras i figuren symboliskt med två linjer 141, 142. Vid vart och ett av uttagen 81"- 87" är anordnat en givare 6a1-6a7, exempelvis i en utförandeform enligt beskrivningen i anslutning till någon figurerna 7-10. Respektive givar- signalerna påföres filterenheter PA1-PA7, utsignalerna från dessa, betecknade med v1'-v7', påföres en signalblandningsenhet av likartat utförande som den signalblandningsenhet som beskrivits i anslutning till figur 3. För att förenkla figuren 19 visas i denna dock inte de i signalbland- 10 15 20 25 30 35 515 588 _. U» 20 ningsenheten innefattade viktningsorganen. Signalblandningsenheten innefattar ett till varje givare tillordnat adderande organ ADD1-ADD7 och ett till Varje givare tillordnat subtraherande organ SUB1-SUB7 och är Vidare så anordnad att vart och ett av de adderande och subtraherande organen påföres signaler härrörande från ett par av givare anordnade vid uttag till två i seriekoppling intill varandra anordnade härvor. Således påföres exempelvis det adderande organet ADD2 respektive det subtraherande organet SUBZ signaler härrörande från givarparet 6a2, 6a3 och bildar summa- respektive differenssignalerna S23 = V2 + V3 och D23 = V2 - V3 medan det adderande organet ADD3 respektive det subtraherande organet SUB3 påföres signaler härrörande från givarparet 6a3, 6a4 och bildar summa- respektive differenssignalerna S34 = V3 + V4 och D34 = V3 - V4.

Samtliga summa- och differenssignaler påföres en logikenhet LU av samma slag som den i anslutning till figur 3 beskrivna logikenheten och bildar, genom kombinationer av samhörande summa- och differenssignaler indíkeringssignaler IND2-IND7, där således signalen IND2 indikerar en elektrisk urladdning i härva 82, 1ND3 indikerar en elektrisk urladdning i härva 83 och så vidare. Indikeringssignalerna vidareföres till en central övervakningsutrustning av i och för sig känt slag via en databus, i figuren markerad med 15, och till en indikeringspanel 16, innefattande indikeringsorgan, exempelvis i form lysdioder, 162-167, som lyser upp vid indikering av en urladdning i respektive härva.

Det inses av det föregående och av figuren 19 att genom att anordna signalblandningsenheten så att de adderande och subtraherande organen påföres signaler härrörande från ett par av givare anordnade vid uttag mellan vilka ligger ett antal i seriekoppling intill varandra anordnade härvor, urladdningar i en Valbar grupp av sinsemellan seriekopplade härvor kan avkännas.

Figur 20 visar en tillämpning av uppfinningen då provobjektet utgörs av ett ställverksfack, såsom exempelvis i ett kapslat inomhus rnellanspännings- ställverk eller i ett gasisolerat ställverk. Figur 20 visar delar av ett ställverk i form av ett schematiskt enlinjediagram. Ställverket innefattar en genom- gående samlingskena 17 och provobjektet utgörs av ett fack 171, innefattande en brytare 172 och en utgående linje 173. Givare 6a, 6b, 6c, i figuren exemplifierade med Rogowski-spolar, är anordnade runt samlings- skenan på båda sidor om ställverksfacket 171 mellan detta och dess omgivande fack, samt runt den utgående linjen 173. Givarsignalerna 10 15 20 25 30 35 515 588 2 l påföres, på likartat sätt som ovan beskrivits i anslutning till figur 3, via filterenheter PAa, PAb, PAc, en signalblandningsenhet ABU för bildande av en summasignal S = v1+v2+v3. Om endast signaler härrörande från givarna 6a, 6b påföres signalblandningsenheten kommer provobjektet att innefatta ställverksfacket 171 och den utgående linjen 173 med till denna ansluten utrustning. Om signaler härrörande från givarna 6a, 6b och 6c påföres signalblandningsenheten avgränsas provobjektet till att innefatta enbart ställverksfacket 171.

Figur 21 visar en tillämpning av uppfinningen då provobjektet utgörs av ett gasisolerat ställverk. Figuren visar i form av ett schematiskt enlinjediagram ett ställverk 18 med en kapsling 181, inneslutande en isolerande gas 182, såsom SF6. Ställverket är trefasigt, men i figuren markeras med hänvisningsbeteckningar endast en fas, varvid skall förstås att samtliga faser är lika. Ställverket innefattar en samlingsschena 183, en jordnings- frånskiljare 184, en genomföring 185, en brytare 186, ytterligare en genomföring 187, ytterligare en jordningsfrånskiljare 188 samt en utornhusgenomföring 189. Givare 6a, 6b, 6c, 6c', 6c", 6c"', i figuren exernplifierade med Rogowski-spolar, är anordnade respektive runt samlingsskenan på båda sidor om anslutningen till jordningsfrånskiljaren 184, runt anslutningen mellan jordningsfrånskiljaren 184 och genom- föringen 185, runt anslutningen mellan genomföringen 187 och jordnings- frånskiljaren 188, runt anslutningen mellan jordningsfrånskiljaren 188 och utomhusgenomföringens 189 nedre del, samt runt ledaren genom utomhusgenomföringen 189 vid dennas övre del. Som exempel visas hur givarsignaler härrörande från givarna 6a, 6b, 6c via filterenheter PAa, PAb, PAc pâföres en signalblandningsenhet ABU för bildande av en summa- signal S = v1+v2+v3. Provobjektet utgörs i detta fall av jordnings- frånskiljaren 184 och mellan givarna befintliga delar av samlingsskenan och jordningsfrånskiljarens anslutning till denna. Det inses av det föregående och av figuren 21 att genom att påföra signalblandningsenheten signaler härrörande från lämpligt valda givare provobjektet kan avgränsas till att omfatta en vald del av ställverket. Genom att exempelvis utföra signalblandningsenheten såsom beskrivits i anslutning till figur 3 och påföra den signaler härrörande från givarna 6c" och 6c"' kan en urladdning med hög säkerhet lokaliseras till utomhusgenomföringen 189. Givetvis kan samtliga faser i ställverket utrustas med givare anordnade på det ovan beskrivna sättet. 10 15 20 25 30 35 -www - anw- 515 ss s 1 H 2 2 Figur 24A-24B visar en tillämpning av uppfinningen då provobjektet utgörs av en strömtransformator.

Figur 24A visar en enfasig strömtransformator 19 innefattande en högspänningsgenomföring 191 och en låda 192, båda visade i genom- skärning. En ledare 193, förande den ström som skall mätas, föres ned genom högspänningsgenomföringen, genom en i lådan anordnad kärna 194, och åter upp genom högspänningsgenomföringen. Kring kärnan 194 är också en sekundärlindning 195 är anordnad. Kärnan och sekundär- lindníngen är anslutna till jordpotential med en ledare 196 och ett mätvärde på strömmen genom ledare 193 föres vidare via en ledare 197. I detta fall är det fördelaktigt att, såsom markerats i figuren, anordna en givare 6a, i figuren exemplifierad med en Rogowski-spole, runt högspän- ningsgenomföringens nedre del nära lådan. En urladdning i de delar av strömtransformatorn som befinner sig i lådan ger upphov till strömpulser som från givaren sett passerar genom den nedåtgående och den uppåt- gående delen av ledaren 193 i samma riktning, medan en urladdning utanför nämnda delar av strömtransformatorn ger upphov till strömpulser som från givaren sett passerar genom den nedåtgående och den uppåt- gående delen av ledaren 193 i skilda riktningar. Det av strömpulserna genererade magnetiska fältet blir därför i det förra fallet skilt från noll medan det i det senare fallet blir väsentligen noll. Provobjektet utgörs således i detta fall av de delar av strömtransformatorn som befinner sig i lådan.

Figur 24B visar en enfasig strömtransformator 19 av så kallad toppkärne- modell, innefattande en högspänningsgenomföring 191 och en låda 192, båda visade i genomskärning. En toroidformad kärna 194, som på ett i figuren icke visat sätt är ansluten till jordpotential, är anordnad vid högspänningsgenomföringens överdel. En ledare 193, förande den ström som skall mätas, föres genom den toroidformade kärnan. En sekundär- lindning 195 är lindad runt kärnan och föres med båda sina uttag 196, 197 genom högspänningsgenomföringen till lådan. Uttaget 196 är anslutet till jordpotential och ett mätvärde på strömmen genom ledare 193 föres vidare via en ledare 197. Även i detta fall är det fördelaktigt att, såsom markerats i figuren, anordna en givare 6a, i figuren exemplifierad med en Rogowski- spole, runt högspänningsgenomföringens nedre del nära lådan. Urladd- ningar i de delar av strömtransformatorn som befinner sig i ovanför www.-- onuwvo 10 15 20 25 30 35 m w.. 515 388 23 givaren ger upphov till strömpulser, som från givaren sett passerar genom den nedåtgående och den uppåtgående delen 196, 197 respektive, av ledaren 195 i samma riktning, medan urladdningar utanför nämnda delar av strömtransformatorn ger upphov till strömpulser som från givaren sett passerar genom den nedåtgående och den uppåtgående delen av ledaren 195 i skilda riktningar. Det av strömpulserna genererade magnetiska fältet blir därför i det förra fallet skilt från noll medan det i det senare fallet blir väsentligen noll. Provobjektet utgörs således i detta fall av de delar av strömtransformatorn som befinner sig ovanför givaren.

Figur 25 visar en tillämpning av uppfinningen då provobjektet utgörs av en löpande bana, exempelvis en under framställning varande isolerad elektrisk ledare till en transformatorlindning.

Ledare av detta slag framställes genom att ett antal delledare av koppar gjuts ihop i epoxy till en ledare i form av ett band. För att öka ledarens isolationshållfasthet viks en pappersremsa runt bandet så att pappers- remsan, sett från ett tvärsnitt genom ledaren, blir C-formad. Dessa steg i framställningen sker under det att ledaren matas fram i en löpande bana, med en hastighet av typiskt storleksordningen 0.2 m/ s, och det är härvid fördelaktigt att anordna en fortlöpande kontroll av ledarens isolation.

Figuren visar ett antal delledare 201 som matas fram mellan två valspar 202 och 203 i med pilar markerad rörelseriktning från vänster till höger i figuren. En pappersbana 204 tillföres och viks runt delledarna i en roterande matningsanordning 205. Två sinsemellan galvaniskt förbundna, i banans rörelseriktning långsträckta elektroder 206a, 206b, vilka täcker banans hela bredd, är anordnade mellan valsparen 202 och 203. Elektrodparet matas med en hög växelspänning från en generator 207 och alstrar därigenom i ett avsnitt X-X av banan ett mot banans längsriktning vinkelrät riktat elektriskt fält. Givare 6a, 6b är anordnade vid banan, en vid vardera änden av avsnittet X-X, och givarsignaler v1", V2" påföres via filterenheter PAa, PAb en signalblandningsenhet ABU. Provobjektet utgörs alltså i detta fall av avsnittet X-X av den löpande banan och provobjektets anslutningsledare av de båda delar av banan som ansluter till detta avsnitt vid avsnittets respektive ändar. En i figuren endast antydd anordning 208 innefattar två metallborstar i elektrisk kontakt med banan. Borstarna är anslutna til en spänningskälla och ett strömavkännande organ avkänner om en elektrisk ström flyter genom borstarna, vilket indikerar frånvaro av isolation. 10 15 20 25 30 35 i.. f.. 515 388 Figur 22A-22B visar en vidareutveckling av uppfinningen, särskilt fördelaktig för övervakning under normal drift i de fall provobjektet uppvisar en mycket hög impedans, exempelvis utgörs av en kraft- transformator, och särskilt då i en svår störmiljö. Provobjektets höga impedans medför att en strömpuls orsakad av en elektrisk urladdning utanför detta kraftigt dämpas under sin passage genom provobjektet, varför en avkänning via det med strömpulsen associerade magnetiska fältet vid den anslutningsledare där den flyter ut från provobjektet kan kraftigt försvåras.

Figur 22A visar en del av en krafttransformator 12 med en låda 121 och en högspänninsgenomföring BR1. Vid högspänningsgenomföringen finns ett på i och för sig känt sätt anordnat kapacitivt mätuttag 126. Runt högspänningsföringens nedre del, alldeles ovanför en fläns 128, genom vilken genomföringen passerar in i transformatorn, är anordnad en givare 6aR innefattande två medelst en ledare 73' (figur 22B) sinsemellan seriekopplade Rogowski-spolar 6aR', 6aR", var och en utformad exempelvis så som beskrivits i anslutning till figur 7A-7C.

Figur 22B visar givaren sedd i ett plan vinkelrätt mot genomföringens längsaxel och illustrerar att var och en av Rogowski-spolarna omfattar mindre än halva genomföringens omkrets. Spolarna kan fixeras vid genomföringen exempelvis genom limning och genom denna givarens utföringsform underlättas framförallt dess montering på genomföringar av olika dimensioner. Det är ur störningssynpunkt fördelaktigt att placera spolarna rotationssymmetriskt runt genomföringen. Utsignalen v1 från givaren påföres via ledare 73, 74 en utvärderingsutrustning 127. Utsignalen Vc från det kapacitiva mätuttaget påföres likaså utvärderingsutrustningen via en ledare 75.

Vid denna vidareutveckling av uppfinningen avkännes såväl det magnetiska som det elektriska fält som alstras av en strömpuls associerad med en elektrisk urladdning i provobjektet. Medelst multiplikation av signaler betingade av dessa fält kan det effektflöde genom en anslutnings- ledare som är associerat till urladdningen, bestämmas till storlek och riktning. Den elektriska urladdningen kan ha endera positiv eller negativ polaritet, varmed avses att de med urladdningen associerade strömpulserna genom provobjektets anslutningsledare endera är riktade in mot prov- 10 15 20 25 30 35 515; 38,8 25 .. .,. objektet eller ut från detta. Denna polaritet bestäms medelst avkänning av polariteten på utsignalen Vc från det kapacitiva mätuttaget medan riktningen på strömpulserna bestäms medelst avkänning av polariteten på utsignalen vl från givaren 6aR.

En utföringsform av utvärderingsutrustningen 127 visas i figur 23.

Utsignalen vl från givaren 6aR och utsignalen Vc från det kapacitiva mätuttaget påföres var sin anpassningsenhet 21', 21" respektive för att, på i och för sig känt sätt, medelst resístiva, kapacitiva, induktiva och förstärkande kretselement anpassas sinsemellan och till en lämplig signalnivå. Utsignalerna från respektive anpassningsenheter påföres var sitt bandpassfilter 22', 22". Bandpassfiltret 22', associerat med utsignalen från givaren 6aR, har sitt passband kring givarens egenresonansfrekvens, vilken i sin tur väljes för att uppnå bästa signal / brusförhållande i mätsystemet.

Passbandet för bandpassfiltret 22" kan lämpligen ges samma karakteristik som bandpassfiltret 22'.

Utsignalerna från respektive bandpassfilter påföres för nivåanpassning var sitt förstärkningsorgan 23', 23" respektive, och utsignalerna från dessa påföres ett multiplicerande organ 24, i vilket de båda signalerna multipliceras med varandra. Utsignalen från multiplikatorn är nu endera positiv eller negativ beroende på urladdningens ursprung. I detta utföringsexempel antas att en positiv utsignal indikerar en urladdning i provobjektet, vilket kan åstadkommas genom val av lindningsriktning på de i givaren 6aR innefattade spolarna.

Utsignalen Uind från det multiplicerande organet påföres en toppvärdes- detektor 25, vilken till en enveloppskrets 26, vilken vidareför endast signaler med positiv polaritet. Enveloppskretsen återger sin insignal med förlängd avklingningstid. Amplituden på utsignalen från enveloppskretsen är relaterad till nivån på de avkända urladdningarna i provobjektet så att en ökande nivå av intern urladdning resulterar i ett ökande värde för enveloppskretsens utsignal. Dennas utsignal påföres ett signalomvandlande organ 27, vilket omvandlar utsignalen från enveloppskretsen till en motsvarande likström IIND. Amplituden för denna likströmssignal är beroende av amlituden på insignalen till det signalomvandlande organet och därmed betingad av urladdningens storlek. Signalen IIND vidareföres till en i figuren icke visad övervakningsutrustning för att på i och för sig känt sätt jämföras med en vald larmnivå. 10 15 20 25 30 35 515 588 Det kan observeras att vid denna vidareutveckling av uppfinningen en indikeringssignal för indikering av att en urladdning förefinns i provobjektet erhålles med en givarsignal för avkänning av det med strömpulsen associerade magnetiska fältet vid endast en av provobjektets anslutningsledare. För det fall något kapacitivt mättutag ej finns vid transformatorns genomföring kan någon annan känd typ av givare för avkänning av det elektriska fält som alstras av strömpulsen användas.

Ytterligare en fördelaktig utföringsform av en givarutrustning visas i figur 26. Två givare óa, 6b respektive, i form av Rogowski-spolar 61a, 61b respektive, är anordnade en på var sin sida av ett provobjekt l. Var och en av Rogowski-spolarna är ansluten till en supraledande sensor av i och för sig känt slag, en så kallad SQUID. Utsignalerna från respektive supraledande sensor påföres bandpassfilter BPa, BPb för att bilda signaler vl' och v2', vilka sedan kan vidarebehandlas exempelvis såsom ovan beskrivits i anslutning till figur 3A.

Figur 27 visar en alternativ utföringsform av en givarutrustning. Fyra givare 6a, 6c respektive 6b 6d, i forrn av Rogowski-spolar, är anordnade två och två på var sin sida av ett provobjekt l vid dettas anslutningsledare la, lb respektive. Spolar anordnade på ömse sidor om provobjektet är sinsemellan seriekopplade så att spolarna 6a och 6b är sinsemellan motkopplade och spolarna 6c och 6d är sinsemellan medkopplade.

Utsignalen från seriekopplingen av de motkopplade spolarna påföres en filterenhet PAa och utsignalen från seriekopplingen av de medkopplade spolarna påföres en filterenhet PAc, vilka filterenheter är av samma slag som de i anslutning till figur l beskrivna. Det inses att genom spolarnas koppling kommer därvid de i filterenheterna innefattade förstärkarna, i figur 27 betecknade med AMPa respektive AMPc, att bilda signaler motsvarande de i anslutning till figur 4 beskrivna summa- respektive differenssignalerna S och D. Dessa signaler påföres ett jämförande organ Q, exempelvis av samma slag som det som beskrivits i anslutning till figur SB.

Uppfinningen är inte begränsad till de visade utföringsexemplen men i uppfinningstanken innefattas även andra kombinationer av de beskrivna givarna, av principerna för signalblandning och av mätobjekt. 10 15 20 25 30 35 5-15 388 27 Uppfinningen baserar sig på användning av givare som kan framställas i former och dimensioner anpassade för provobjekt av skiftande slag och som är galvaniskt skilda från dessa. Utvärderingsutrustningen för lokalisering av urladdningen till provobjektet baserar sig på enkla och tillförlitliga principer och blir därmed okänslig för yttre störningar.

Claims (21)

10 15 20 25 30 35 515 388 18 PATENTKRAV

1. Anordning för avkänning av elektriska urladdningar i ett provobjekt (1) med åtminstone två elektriska anslutningsledare (la, 1b, 1c, 1d), innefattande en givarutrustning och en utvärderingsutrustning (PA, ABU, LU), givarutrustningen innefattande åtminstone två givare (6a, 6b, 6c, 6d) för riktningskänslig avkänning av strömpulser genom anslutningsledarna genom avkänning av ett av strömpulserna genererat magnetiskt fält och dettas polaritet, varvid var och en av de åtminstone två anslutningsledarna är tillordnad åtminstone en givare, vilka givare var och en avger en givarsignal (v1", V2", V3", V4", v11", v21") till utvärderingsutrustningen i beroende av nämnda strömpulser och deras riktning, och utvärderings- utrustningen i beroende av mottagna givarsignaler alstrar en indikerings- signal (IND), indikerande en elektrisk urladdning i provobjektet, då givarutrustningen avkänner strömpulser som väsentligen samtidigt flyter endera i riktning ut från provobjektet genom samtliga anslutningsledare eller i riktning in till detta genom samtliga anslutningsledare. k ä n n e - t e c k n a d av att anordningen innefattar medel (ADD, PAa) som bildar en summasignal (S) i beroende av en summa av givarsignaler härrörande från givare tillordnade sinsemellan skilda anslutningsledare, medel (SUB, PAc) som bildar en differenssignal (D) i beroende av en differens av givarsignaler härrörande från givare tillordnade sinsemellan skilda anslutningsledare, och ett jämförande organ (Q, SUM) som bildar en jämförelsesignal (SQ) i beroende av nämnda summasignal och nämnda differenssignal och att utvärderingsutrustningen bildar indikeringssignalen i beroende av nämnda jämförelsesignal.

2. Anordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d av att den innefattar givare så att till var och en av åtminstone två anslutningsledare är tillordnat två givare för avkänning av strömpulser genom respektive anslutningsledare.

3. Anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k - n a d av att differenssignalen bildas i beroende av givarsignaler (v1", v2") härrörande från samma givare (6a, 6b) som de som avger de givarsignaler (v1", v2") ur vilka summasignalen bildas. 10 15 20 25 30 35 Sifs 388 âfi

4. Anordning enligt något av föregående patentkrav , k ä n n e t e c k - n a d av att utvärderingsutrustningen innefattar en till varje givare tillordnad filterenhet (PAa, PAb, PAc, PAd), vilken innefattar en avstämningskrets (Ra, Ca, Rb, Cb, Rc, Cc, Rd, Cd) för avstämning av givarens egenfrekvens samt ett bandpassfilter BPa, BPb, BPc, BPd), varvid givarsignalerna påföres filterenheten och nämnda summa- och differenssignaler bildas i beroende av utsignaler (v1', v2', v3', v4', v11', v21') från filterenheten.

5. Anordning enligt patentkrav 4, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda bandpassfilter är avstämda till provobjektets serieresonansfrekvens.

6. Anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k - n a d av att utvärderingsutrustningen innefattar viktningsorgan (BMa, BMb, BMc, BMd) för viktning av de signaler ur vilka summasignalen bildas.

7. Anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k - n a d av att utvärderingsutrustningen innefattar en modell (Zl, Z2, Z3, Z4, Z5) av provobjektet, som dämpar och/ eller fasvrider de signaler ur vilka summasignalen bildas på ett sätt som efterliknar den amplituddämpning och/eller fasvridning en genom provobjektets anslutningsledare flytande strömpuls undergår.

8. Anordning enligt något av föregående patentkrav, varvid prov- objektet utgörs av ett avsnitt (X-X) av en löpande bana (201, 204), såsom exempelvis en under framställning varande isolerad elektrisk ledare till en transformatorlindning, och anslutningsledarna utgörs av de delar av banan som ansluter till nämnda avsnitt, k ä n n e t e c k n a d av att den innefattar åtminstone två med växelspänning spänníngssatta, i banans rörelseriktning utsträckta elektroder (206a, 206b), anordnade var och en på var sin sida av banan och så att de täcker nämnda avsnitt av banan och att givarutrust- ningen innefattar åtminstone en givare anordnad vid vardera av anslutningsledarna.

9. Anordning något av patentkraven 1-7, varvid provobjektet utgörs av ett ställverksfack (171) i ett elektriskt ställverk med en samlingsskena (17) och en utgående linje (173), såsom exempelvis ett mellanspänningsställverk 10 15 20 25 30 35 5 “r 5 38 8 'šß eller ett gasisolerat ställverk, k ä' n n e t e c k n a d av att givarutrustningen innefattar givare (6a, 6b) anordnade vid samlingsskenan på båda sidor om ställverksfacket.

10. Anordning enligt patentkrav 9, k ä n n e t e c k n a d av att givarut- rustningen ytterligare innefattar givare (6c) anordnade vid den från ställverksfacket utgående linjen.

11. Anordning enligt något av patentkraven 1-7, varvid provobjektet utgörs av ett flertal sinsemellan seriekopplade härvor (81, 82, ..., 86, 87) i en fas av en statorlindning för en elektrisk växelströmsgenerator, k ä n n e - t e c k n a d av att givarutrustningen innefattar en givare (6a1, 6a2, ..., 6a6, 6a7 respektive) anordnad vid ett uttag (81', 81", 82', 82", ..., 86', 86", 87', 87") respektive) av var och en av nämnda härvor samt att utvärderings- utrustningen innefattar adderande organ (ADD1, ADD2, ..., ADD6, ADD7 respektive) som bildar summasignaler (S12, S23, ..., S67) i beroende av en summa av givarsignaler härrörande från ett godtyckligt valt par av nämnda givare.

12. Anordning enligt patentkrav 11, k ä n n e t e c k n a d av att utvärderingsutrustningen innefattar adderande organ som bildar summasignaler i beroende av en summa av givarsignaler härrörande från ett par av nämnda givare anordnade vid uttag av sinsemellan i seriekopplingen intill varandra anordnade härvor.

13. Anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k - n a d av att givaren innefattar åtminstone en Rogowski-spole (7, 7a, 7b) anordnad runt en anslutningsledare.

14. Anordning enligt patentkrav 13, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda Rogowski-spole är anordnad runt en U-formad kärna (72) av magnetiskt material, vilken kärna är anordnad runt en anslutningsledare.

15. Anordning enligt något av patentkraven 1-7, varvid provobjektet utgörs av en härva (81) i en statorlindning för en elektrisk generator, vilken härva samt ytterligare en härva (82) är förlagda i ett lindningsspår i generatorns stator, k ä n n e t e c k n a d av att givaren innefattar två sinsemellan motkopplade Rogowski-spolar (71', 71") i seriekoppling, anordnade runt en gemensam U-formad kärna (72) av magnetiskt material mao-fu 10 15 20 25 30 35 5 1 5 3 8 8 31 så att den ena (71") av spolarna är anordnad vid den härva (81) som utgör provobjektet och den andra (71') av spolarna är anordnad vid den andra (82) av härvorna i statorlindningsspåret.

16. Anordning något av patentkraven 1-7, varvid provobjektet utgörs av en härva (81) i en statorlindning för en elektrisk generator, vilken härva samt ytterligare en härva (82) är förlagda i ett lindningsspår (8) i generatorns stator, k ä n n e t e c k n a d av att givaren utgöres av en huvudsakligen flat Rogowski-spole (7) anordnad i nämnda lindningsspår i statorn och emellan de två nämnda härvorna.

17. Anordning enligt något av patentkraven 1-7, varvid provobjektet har en långsträckt utsträckning, såsom exempelvis en genomföring (13) till en elektrisk högspänningsapparat, k ä n n e t e c k n a d av att givarutrustningen innefattar åtminstone en Rogowski-spole (6a) anordnad rörlig längs provobjektet.

18. Anordning något av patentkraven 1-7, varvid provobjektet utgörs av en krafttransformator (12) med åtminstone en högspänningsgenomföring (BR1) och ett vid denna anordnat kapacitivt mätuttag (126), k ä n n e - t e c k n a d av att nämnda givare innefattar åtminstone en Rogowski-spole (6aR', 6aR"), anordnad runt nämnda högspännings-genomföring och att utvärderingsutrustningen påföres en mätsignal (Vc) från nämnda kapacitiva mätuttag.

19. Anordning enligt patentkrav 18, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda givare innefattar två separata (6aR', 6aR" respektive), sinsemellan seriekopplade Rogowski-spolar, anordnade mitt emot varandra runt nämnda högspänningsgenomföring.

20. Anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k - n a d av att nämnda givare innefattar åtminstone en Rogowski-spole (61a, 61b) anordnad vid en anslutningsledning till provobjektet samt en till nämnda Rogowski-spole ansluten supraledande sensor (SQUID).

21. Anordning för avkänning av elektriska urladdningar i en vid en strömförande ledare (193) anordnad strömtransformator (19), vilken strömtransformator har en högspänningsgenomföring (191) och en sekundärlindning (195), varvid åtminstone delar av endera av den 10 5'l5 388 i _ .- 32 strömförande ledaren och sekundärlindningen är anordnade fram- och www» återgående i högspänningsgenomföringen, anordningen innefattande en utvärderingsutrustning (PA, ABU, LU) och en givare (6a) som avger en givarsignal till utvärderingsutrustningen, k ä n n e t e c k n a d av att givaren utgörs av en Rogowski-spole (6a) som omsluter nämnda delar av endera av den strömförande ledaren och sekundärlindningen och att utvärderingsutrustningen i beroende av mottagna givarsignaler alstrar en indikeringssignal (IND), indikerande en elektrisk urladdning i strömtransformatorn då givaren avkänner strömpulser som väsentligen samtidigt flyter genom nämnda delar av endera av den strömförande ledaren och sekundärlindningen, endera i riktning ut från strömtransformatorn eller i riktning in till denna. --~u .vu-up