用于监控用于三相交流电网的电容式套管的方法和装置技术领域
本发明涉及一种用于监控用于三相交流电网的电容式套管的方法和装置。
背景技术
DE 195 19 230 C1记载了一种用于高压的电容式套管的监控方法和监控系统，所
述电容式套管在其电容片之间具有用于分电压的抽头。在这种已知的方法中设定，将分电
压提供给检测装置，所述检测装置监控分电压的变化，存储分电压的变化和对此的时间信
息，确定至少两个变化之间的时间间隔，并产生与分电压变化的频率相对应的错误信号。所
述已知的装置包括检测装置、存储器、计算器件和用于产生错误信号的器件，在所述检测装
置监控分电压的变化，在所述存储器中存储分电压的变化和与此相关的时间信息，利用所
述计算器件确定至少两个变化之间的时间间隔，产生与分电压变化的频率成比例的错误信
号。抽头通过测量套管利用测量线路通向检测装置。所述抽头提供分电压，所述分电压对应
于施加在电容式套管内部的高压的映射。
由于施加在电容式套管上的高压对测量信号产生作用并可能强烈地波动，在抽头
上检测到的测量值也可能发生强烈的波动。因此不能确保对电容式套管进行可靠的监控。
DE 100 37 432 A1记载了一种用于监控用工作电压加载的电容式套管的方法和
装置，其中通过导电的电容片构成分压器。在这种已知的方法中设定，利用与电容片连接的
测量抽头以及利用接地电势检测并存储至少一个电测量参量的测量值，其中在检测所述至
少一个测量值之后，改变测量抽头和接地电势之间的阻抗，并利用测量抽头和接地电势检
测和存储此时形成的测量信号的至少一个信号值，其中检测测量值的时刻和检测信号值的
时刻之间的时间间隔的长短选择成，使得在两个时刻之间工作电压可能的变化是可忽略
的，根据所述测量值和信号值通过求商而确定一个特征量，将所述特征量与预先规定的额
定值进行比较，并且在特征值偏离所述预先规定的额定值时形成指示电容式套管故障的报
告信号。在这种已知的装置中，设有与电容片连接的测量抽头，所述测量抽头与用于检测电
参量的测量装置连接，在测量抽头和接地电势之间存在的阻抗包含阻抗系统，所述阻抗系
统配设有开关装置。所述阻抗系统具有固定阻抗，所述固定阻抗能通过开关装置连接在测
量抽头上和与测量抽头分离。开关装置与控制装置连接。为了监控电容式套管，阻抗系统首
先处于第一测量状态，在第一测量状态下开关装置打开并且固定阻抗不与测量抽头连接。
在第一测量状态下，在第一时刻检测一个电测量参量的测量值并将其存储到测量装置的存
储器中。这里，测量参量是相对于接地电势存在于测量抽头上的电压。在阻抗系统的这个测
量状态下，通过电容与测量仪器的内部电阻的并联形成阻抗。所述阻抗在这个测量状态下
称为不变阻抗。在检测所述测量参量之后，将所述阻抗系统置于第二测量状态。为此，开关
装置通过控制装置控制地被置于闭合状态。由此，固定阻抗现在导电地与测量抽头连接。所
述阻抗现在由电容、测量装置的内部电阻和固定阻抗的并联电路构成。在第二测量状态下，
现在在第二时刻利用测量装置检测所形成的测量信号的信号值并同样存储该信号值。测量
信号是在测量抽头上存在的相对于的接地电势的电压。所述阻抗在第二测量状态下称为变
化的阻抗。
由于施加在电容式套管上的工作电压对测量信号由影响并可能强烈地波动，在测
量抽头上检测到的测量值也发生强烈波动。由此不能确保对电容式套管的可靠监控。
DE 36 01 934 C2记载了一种在交流电网中的大型变压器中持续受到监控的电容
式套管系统，所述电容式套管系统具有三个电容式套管，其中每个电容式套管由具有嵌入
的电容片的绕组体构成，所述绕组体分别具有测量接头，所述测量接头与最后一个外部的
电容片连接，所述绕组体还具有位于每个套管的接地的法兰和最后一个外部的电容片之间
的外部的法兰电容。在这种已知的电容式套管系统中设定，所述三个电容式套管的测量接
通分别通过一个补偿电容与人工的星心(Sternpunkt)连接，所述星心能够调整到接地电
势，其中在人工的星心和接地电势之间设置测量装置。这里设定，所述测量装置与一个触发
装置连接，所述触发装置在电容片的电容变化时关闭整个系统。
US 4 757 263 A记载，为了监控高压套管的绝缘特性确定电容值。
发明内容
本发明的目的是，提供一种用于监控用于三相交流电网的电容式套管的方法和装
置，所述方法和装置能够实现更好的监控。
所述目的通过各独立权利要求的主题来实现。有利的实施形式记载在各从属权利
要求中。
根据第一方面，本发明提出了一种用于监控用于三相交流电网的电容式套管的方
法，其中，每个电容式套管具有与交流电网的电网线路之一连接的导体和导电的电容片，所
述电容片包围所述导体，所述方法具有以下步骤：
对于每个电容式套管确定上电容C0a、C0b、C9c和下电容C1a、C1b、C1c；
在每个电容式套管上检测测量和/或测量电压U1a、U1b、U1c，所述测量电压施加在
相应的电容片和接地电势之间。
对于每个电容式套管计算实际电容C0a'、C0b'、C0c'，所述实际电容与相应的测量
电压，相应的下电容以及由其他电容式套管之一的下电容和上电容相关；
对于每个电容式套管将相应的上电容与相应的实际电容相比较；以及
产生与电容比较的结果相关的监控信号。
在所建议的方法中，在运行中将电容式套管的上电容与其实际电容相比较，这在
这里也称作电容比较。如果实际电容变化，则可以断定相应的电容式套管发生损坏。
所建议的方法将其他电容式套管的特征参量和测量参量用于实际的监控。这里利
用了一个电容式套管以及其他电容式套管之一的测量电压、上电容以及实际电容。由此实
现了，在监控一个连接到相配的电网线路上的电容式套管时，存在于电网线路上的电网电
压的波动经由连接到相应电网线路上的电容式套管传递到测量电压上，在检测测量电压时
所述波动以及测量误差能够至少部分地得到补偿并且能够得到关于电容式套管状态的更
为准确的结论。
对于每个电容式套管，上电容可以根据需要以任意的方式和形式定义，例如可以
定义成一个由相应电容片和相应导体形成并且这里称为上电压电容器的电容器的电容。通
常上电容在300至600pF之间。
每个电容式套管都可以根据需要按任意的方式和形式构成并且例如具有至少一
个附加的电容片，所述电容片特别是设置上述电容片和导体之间，从而上述电容片构成外
部的电容片。此时，上电容例如也可以定义为一个串联电路的电容，该串联电路具有分别由
两个相邻的电容片构成的电容器以及由最里面的所述附加电容和导体构成的电容器，并且
这里称为上电压电容器。
对于每个电容式套管，下电容也可以根据需要以任意的方式和形式定义，例如可
以定义成一个并联电路，所述并联电路具有测量装置和电容器并且这里称为下电压电容
器，利用所述测量装置例如可以检测和/或测量相应的测量电压，所述电容器例如由相应的
最外面的电容片和接地电势形成或由相应最外面的电容片和固定在相应电容式套管的外
表面上的并处于接地电势的导电的法兰形成，并且所述电容器这里称为外电容器。通常下
电容在1至5μF之间，但下电容也可以根据需要具有其他值，例如在0.1μF至50μF之间或在
0.2μF至20μF之间或者在0.5μF至10μF之间。备选地或附加地，每个下电容和至少一个其他
下电容是相同或不同的。例如下电容彼此间的比例可以是1:2:3或1:2:4或1:2:5或1:3:5或
1:3:7或1:3:9或1:4:7或1:4:9。
监控信号可以根据需要设计成任意的方式和形式，例如可以设计成声音信号和/
或光学信号和/或电子信号。
对于一个电容式套管确定上电容可以根据需要以任意的形式和方式进行，例如通
过测量，优选在未损坏的或无故障的电容式套管上进行测量进行，或者通过由电容式套管
的数据单中获取或者通过设定为经验值或者通过由前面执行方法的过程中接收来进行确
定。备选地或附加地，可以在确定至少一个其他上电容之前或之后或同时，和/或在确定至
少一个下电容之前或之后或同时，和/或在检测至少一个测量电压之前或之后或同时，确定
至少一个上电容。
对于一个电容式套管确定下电容可以根据需要以任意的形式和方式进行，例如通
过测量，优选在未损坏的或无故障的电容式套管上进行测量进行，或者通过由电容式套管
的数据单中获取或者通过设定为经验值或者通过由前面执行方法的过程中接收来进行确
定。备选地或附加地，至少一个下电容的确定例如可以在确定至少一个其他下电容之前或
之后或同时，和/或在确定至少一个上电容之前或之后或同时，和/或在检测至少一个测量
电压之前或之后或同时进行。
至少一个测量电压的检测可以根据需要以任意的形式和方式进行，例如在检测至
少一个其他测量电压之前或之后或同时进行，和/或在确定至少一个上电容之前或之后或
同时进行，和/或在确定至少一个下电容之前或之后或同时进行。
可以设定，
对于每个相检测电网电压；
将各电网电压相互比较；
如果所述电压比较得出，各电网电压彼此相差不超过预先确定的值，则进行：计算
实际电容、对电容进行比较和产生监控信号。
电网电压的这种比较这里也称为电压比较，这种电压比较使得可以确定实际的监
控、即计算实际电容、电容比较和产生监控信号特别有利或合理的时刻，因为不会由于彼此
相差超出确定值的电网电压使得实际的监控变得困难、受到妨碍或甚至不可能进行。由此
实现了，在检测测量电压时，可以与电网电压的波动以及与测量误差无关地得到关于电容
式套管状态的更为准确的结论。
通过考虑电网电压，例如可以检测也称为不对称性的电压关系关于时间的变化，
并由此至少部分地补偿在电容式套管上引出的测量电压的相应偏差。由此能够在考虑和评
估电网电压的偏差和干扰的情况下确保可靠地监控电容式套管。
至少一个电网电压的检测可以根据需要以任意的形式和方式进行，例如在检测至
少一个其他电网电压之前或之后或优选同时进行，和/或在确定至少一个上电容之后或同
时或优选之前进行，和/或在确定至少一个下电容之后或同时或优选之前进行，和/或在检
测至少一个测量电压之后或同时或优选之前进行。
电压比较可以根据需要以任意的形式和方式进行，例如在确定至少一个上电容之
后或同时或优选之前进行，和/或在确定至少一个下电容之后或同时或优选之前进行，和/
或在检测至少一个测量电压之后或同时或优选之前进行。如果电压比较得出，各电网电压
彼此相差不超过预先确定的值，则优选进行：确定上电容和/或确定下电容和/或检测测量
电压，并最终进行：计算实际电容、对电容进行比较和产生监控信号。
如果电压比较得出，各电网电压彼此相差超过预先确定的值，此时不进行实际电
容的计算、电容的比较和监控信号的产生，而是重新遍历执行所述方法。此外，优选也不进
行：确定上电容和/或确定下电容和/或检测测量电压。
在产生监控信号之后，优选进行所述方法新的一次或下一次或另外一次遍历执
行。
可以设定，
在电压比较时采用电网电压的有效值和/或峰值和/或幅值。
可以设定，
确定电压比较的容差值UAB>0、UBC>0、UCA>0；
这样进行电压比较，即检查，是否满足|Uae-Ube|≤UAB和|Ube-Uce|≤UBC和|Uce-
Uae|≤UCA。
每个所述容差值UAB、UBC、UCA可以根据需要以任意的形式和方式确定和例如置于
一个值，所述值等于相应的电网电压Uae、Ube、Uce的额定值的0.1％或0.2％或0.5％或1％
或2％或3％或4％或5％或7％或10％或15％或20％或25％或30％或40％或50％。每个所述
容差值和至少一个另外的容差值可以是相等或不相等的。
根据以下公式计算第一电容式套管的实际电容：
其中，Ka是修正值，对于该修正值有Ka＝1或Ka＝Ub/Ua或Ka＝Ube/Uae；
和/或
根据以下公式计算第二电容式套管的实际电容：
其中，Kb是修正值，对于该修正值有Kb＝1或Kb＝Uc/Ub或Kb＝Uce/Ube；
和/或
根据以下公式计算第三电容式套管的实际电容：
其中，Kc是修正值，对于该修正值有Kc＝1或Kc＝Ua/Uc或Kc＝Uae/Uce。
对于适用于第二备选方案，即两个电网电压的商的修正值，得到和/或实现了对这
两个电网电压之间的不对称性和/或偏差的自动修正和/或自动补偿。由此可以实现更为精
确地确定相应的实际电容。
每个修正值都可以根据需要任意选择。如果对于修正值例如分别选择第一备选方
案，即选择Ka＝Kb＝Kc＝1，则优选应采用在实际监控之前的电压比较，这里更为优选将每
个容差值UAB、UBC、UCA置于较低的值，该值例如等于相应的电网电压Uae、Ube、Uce的额定值
的0.1％或0.2％或0.5％或1％或2％或3％或4％或5％或7％或10％。如果对于修正值例如
分别选择第二备选方案，即选择Ka＝Ub/Ua和Kb＝Uc/Ub和Kc＝Ua/Uc，则根据需要可以省去
在实际监控之前的电压比较或者在实际监控之前进行电压比较，并且此时优选将每个容差
值UAB、UBC、UCA置于较高的值，该值等于相应的电网电压Uae、Ube、Uce的额定值的2％或3％
或4％或5％或7％或10％或15％或20％或25％或30％或40％或50％。
至少一个实际电容的计算可以根据需要以任意的形式和方式进行，例如在计算至
少一个其他实际电容之前或之后或同时进行。
可以设定，
确定电容比较的容差值CA>0、CB>0、CC>0；
如果电容比较得出，满足以下关系：|C0a'-C0a|≤CA和|C0b'-C0b|≤CB和|C0c'-
C0c|≤CC；则产生监控信号，所述监控信号指示，各电容式套管处于正常状态。
由此，在确定容差之后在一个检查步骤中对电容比较进行分析评估，这在这里也
称为第一分析评估步骤或第一分析评估，并且产生与所述第一分析评估的结果相关的监控
信号。
每个容差值CA、CB、CC可以根据需要以任意的方式和形式确定并例如置于一个值，
该值等于相应的上电容C0a、C0b、C0c的或各上电容C0a、C0b、C0c的平均值的0.001％或
0.002％或0.003％或0.004％或0.005％或0.007％或0.01％或0.012％或0.015％或
0.02％。所述平均值可以根据需要任意选择，例如选择成算数平均数或几何平均数或调和
平均数或平方平均数。每个所述容差之和至少一个其他的容差值可以是相等或不相等的。
可以设定，
对于其他情况，产生这样的监控信号，该监控信号指示，至少一个电容式套管没有
处于正常状态。
由此，如果第一分析评估得出，不存在所检查的情况，则产生监控信号。
可以设定，
确定电容比较的容差值CA>0、CB>0、CC>0；
如果电容比较得出，满足以下关系：
C0a'-C0a<-CA和C0b'-C0b>CB和|C0c'-C0c|≤CC，
则产生这样的监控信号，该监控信号指示，至少第二电容式套管没有处于正常状
态；
如果电容比较得出，满足以下关系：C0b'-C0b<-CB和C0c'-C0c>CC和|C0a'-C0a|≤
CA，则产生这样的监控信号，该监控信号指示，至少第三电容式套管没有处于正常状态；
如果电容比较得出，满足以下关系：C0c'-C0c<-CC和C0a'-C0a>CA和|C0b'-C0b|≤
CB，则产生这样的监控信号，该监控信号指示，至少第一电容式套管没有处于正常状态。
由此在确定容差值之后用四个检查步骤对电容比较进行分析评估，这在这里也称
为第二分析评估步骤或第二分析评估，并且产生与所述第一分析评估的结果相关的监控信
号。每个所述检查步骤可以根据需要以任意的方式和形式进行，例如在至少一个其他检查
步骤之前或之后或同时进行。
每个容差值CA、CB、CC可以根据需要以任意的方式和形式确定并例如置于一个值，
该值等于相应上电容C0a、C0b、C0c的或各上电容C0a、C0b、C0c的平均值的0.001％或
0.002％或0.003％或0.004％或0.005％或0.007％或0.01％或0.012％或0.015％或
0.02％。所述平均值可以根据需要任意选择，例如选择成算数平均数或几何平均数或调和
平均数或平方平均数。每个所述容差之和至少一个其他的容差值可以是相等或不相等的。
如果确定容差值CA、CB、CC已经进行了一次，例如针对第一或下面还将说明的第三分析评估
进行，则所述容差值优选也可以转用于该第二分析评估。
可以设定，
对于其他的情况，产生这样的监控信号，该监控信号指示，至少两个电容式套管没
有处于正常状态。
由此，如果第二分析评估得出，所检查的情况不存在，则产生所述监控信号。
可以设定，
确定电容比较的容差值CA>0、CB>0、CC>0；
如果电容比较得出，满足以下关系：C0a'-C0a>CA和C0b'-C0b<-CB和|C0c'-C0c|≤
CC，则产生这样的监控信号，该监控信号指示，第一和第三电容式套管没有处于正常状态并
具有同类故障；
如果电容比较得出，满足以下关系：C0b'-C0b>CB和C0c'-C0c<-CC和|C0a'-C0a|≤
CA，则产生这样的监控信号，该监控信号指示，第二和第一电容式套管没有处于正常状态并
具有同类故障；
如果电容比较得出，满足以下关系：C0c'-C0c>CC和C0a'-C0a<-CA和|C0b'-C0b|≤
CB，则产生这样的监控信号，该监控信号指示，第三和第二电容式套管没有处于正常状态并
具有同类故障。
由此，在确定容差值之后，用三个检查步骤对电容比较进行分析评估，这在这里也
称为第三分析评估步骤或第三分析评估，并且产生与所述第一分析评估的结果相关的监控
信号。每个所述检查步骤可以根据需要以任意的方式和形式进行，例如在至少一个其他检
查步骤之前或之后或同时进行。
每个容差值CA、CB、CC可以根据需要以任意的方式和形式确定，并例如置于一个
值，该值等于相应的上电容C0a、C0b、C0c或各上电容C0a、C0b、C0c的平均值的0.001％或
0.002％或0.003％或0.004％或0.005％或0.007％或0.01％或0.012％或0.015％或
0.02％。所述平均值可以根据需要任意选择，例如选择成算数平均数或几何平均数或调和
平均数或平方平均数。每个所述容差之和至少一个其他的容差值可以是相等或不相等的。
如果确定容差值CA、CB、CC已经进行了一次，例如针对第一或第二分析评估进行，则所述容
差值优选也可以转用于该第三分析评估。
根据第二方面，本发明提出一种用于监控用于三相交流电网的电容式套管的装
置，其中，每个电容式套管都具有与交流电网的电网线路之一连接的导体和导电的电容片，
所述电容片包围所述导体，所述装置特别是构造成和/或适于和/或用于执行所建议的方
法，所述装置具有或包括：
测量装置；
对于每个相有一个测量适配器，所述测量适配器能够与属于相应相的电容式套管
的电容片连接并测量装置连接，以便检测和/或测量电的第一测量参数；
分析评估装置，所述分析评估装置与测量装置连接，以便将所述第一测量参数发
送给分析评估装置。
通过在分析评估装置中合并各第一测量参量，可以建立中央监控并由此在监控所
有电容式套管时可以检测在交流电网的所有线路中电网电压的波动。由此确保了对电容式
套管的可靠监控。
所述根据第二方面所建议的装置使得可以连续地监控电容式套管。
利用根据第二方面所建议的装置例如可以执行所建议的方法之一。
根据所述第二方面建议的装置可以根据需要以任意的方式和形式构成，并且例如
具有至少一个另外的测量装置和/或至少一个另外的测量适配器和/或至少一个另外的分
析评估装置。例如可以对于每个测量适配器设置自己的测量装置和/或自己的分析评估装
置。备选地，测量装置也可以构造成用于至少两个或所有测量适配器的共同的测量装置。
所述分析评估装置可以根据需要以任意的方式和形式构成，例如构造成用于至少
两个或用于所有测量装置的共同的分析评估装置。备选地或附加地，所述分析评估装置可
以例如具有一个上分析评估装置和对于每个相具有一个自己的下分析评估装置，所述下分
析评估装置与属于相应相的测量装置和上分析评估装置连接。
电网线路可以根据需要以任意的方式和形式构成，例如构造成高压线路。
根据第二方面所建议的装置优选构造成，使得该装置执行和/或能够执行所建议
的方法之一。
可以设定，根据第二方面所建议的装置附加地具有或包括：
对于每个相有一个电压转换器，所述电压转换器能够与属于相应相的电网线路连
接，以便检测电的第二测量参量，并且所述电压转换器与分析评估装置连接，以便将第二测
量参量发送给分析评估装置。
通过使用利用电压转换器在电网线路上检测到的第二测量参量，可以检测和/或
识别电网电压和/或电网电压比例关于时间的变化和/或波动，如例如瞬变现象或不对称
性，并且例如将其与第一测量参量和/或其关于时间的变化和/或波动进行比较。由此在对
电网电压的变化和/或波动予以考虑和/或分析评估的情况下确保了对电容式套管的可靠
监控。
所述分析评估装置可以根据需要以任意的方式和形式构成，例如构造成用于至少
两个或用于所有测量装置和/或用于至少两个或用于所有电压转换器的共同的分析评估装
置。备选地或附加地，所述分析评估装置可以例如具有一个上分析评估装置和对于每个相
具有一个自己的下分析评估装置，所述下分析评估装置与属于相应相的电压转换器和上分
析评估装置连接。
可以设定，
每个电压转换器都构造成电容式的电压转换器或感应式的电压转换器或电阻式
的电压转换器。
每个电压转换器都可以根据需要以任意的方式和形式构成和/或通过不同的适当
的原理实现。电压转换器例如可以构造成感应式的和/或电容式的和/或电阻式的，和/或可
以具有感应式的和/或电容式的和/或电阻式的部件和/或构件。所述电压转换器优选可以
是电容式的分压器，所述分压器具有两个串联的电容器和两个线圈或绕组，所述线圈或绕
组连接成用于感应式电分离的电压转换器。
可以设定，
所述一个测量装置或各所述测量装置中的至少一个具有至少一个测量电容器。
各测量电容器中的至少一个测量电容器的电容优选以数倍大于相应外电容器的
电容。
通常测量电容器的电容例如在1至5μF之间，但这些电容也可以根据需要具有其他
值，并且例如在0.1μF至50μF之间或0.2μF至20μF之间或0.5μF至10μF之间。
各测量电容器的电容可以根据需要以任意的方式和形式选择。例如对于在每个相
中有一个测量适配器连接到仅配设给该测量适配器的自己的测量电容器上并且这三个测
量电容器组合在一个共同的测量装置中或分配到配设给测量适配器的三个自己的测量装
置上的情况，这三个测量电容器的电容是相同的，或者其中两个电容与第三电容是相同或
不同的，或者所有三个电容都是不同的。这三个电容相互之间的比例例如可以是：1:2:3或
1:2:4或1:2:5或1:3:5或1:3:7或1:3:9或1:4:7或1:4:9。
可以设定，
所述电的第一测量参量是分别存在于相应相的下电压电容器上的电压。
每个下电压电容器可以根据需要以任意的方式和形式构成，并且例如具有这里称
为下电容的电容，所述电容在0.1μF至5μF之间或在0.2μF至20μF之间或在0.5μF至10μF之间
或者在1μF至5μF之间。备选地或附加地，每个所述下电容和至少一个其他下电容可以是相
等或不相等的。各下电容相互之间的比例例如可以是：1:2:3或1:2:4或1:2:5或1:3:5或1:
3:7或1:3:9或1:4:7或1:4:9。
可以设定，
所述电的第二测量参量是分别存在于相应的电网线路与接地电势之间的电压。
这些电源这里也称为电网电压。
可以设定，所述分析评估装置构造成，使得该分析评估装置：
对于每个电容式套管都能够计算实际电容，所述实际电容与相应的测量电压、相
应电容式套管的下电容以及与其他电容式套管之一的下电容和上电容相关。
可以设定，所述分析评估装置构造成，使得该分析评估装置
对于每个电容式套管都能够将相应的上电容与相应的实际电容进行比较。
本发明根据第三方面建议了一种用于监控用于三相交流电网的电容式套管的装
置，其中，每个电容式套管都具有与交流电网的电网线路之一连接的导体和导电的电容片，
所述电容片包围所述导体，所述装置特别是如根据第二方面所建议的装置那样构成，所述
装置具有或包括：
这样的器件，所述器件构造成和/或用于和/或适于，使得该器件在每个电容式套
管上检测和/或测量存在于相应的电容片和接地电势之间的测量电压U1a、U1b、U1c；
这样的器件，所述器件构造成和/或用于和/或适于，使得该器件能够对于每个电
容式套管计算实际电容C0a'、C0b'、C0c'，所述实际电容与相应的测量电压U1a、U1b、U1c、相
应的下电容C1a、C1b、C1c以及由其他电容式套管之一的测量电压U1a、U1b、U1c、下电容C1a、
C1b、C1c和上电容C0a、C0b、C0c相关；
这样的器件，该器件构造成和/或用于和/或适于，使得该器件对于每个电容式套
管将相应的上电容C0a、C0b、C0c与相应的实际电容C0a'、C0b'、C0c'相比较；以及
这样的器件，该器件构造成和/或用于和/或适于，使得该器件产生与电容比较的
结果相关的监控信号。
通过在用于检测测量电压的器件中合并各测量电压，可以建立中央监控并由此在
监控所有电容式套管时检测交流电网的所有线路中的电网电压的波动。由此确保了对电容
式套管的可靠监控。
根据第三方面所建议的装置可以在运行中将电容式套管的上电容以及其实际电
容相互比较，这在这里也称为电容比较。如果实际电容发生改变，则可以断定相应的电容式
套管发生损坏。
根据第三方面所建议的装置使得可以对电容式套管进行连续的监控。
利用根据第三方面所建议的装置例如可以执行所建议的方法之一。
根据第三方面所建议的装置可以根据需要以任意的方式和形式构成，例如如根据
第二方面所建议的装置那样构成。
用于检测测量电压的器件可以根据需要以任意的方式和形式构成并且例如可以
与用于计算实际电容的器件和/或用于电容比较的器件连接，和/或具有测量装置和/或对
于每个相具有一个测量适配器，所述测量适配器可以与属于相应相的电容式套管的电容片
连接并与测量装置连接，以便检测和/或测量相应的测量电压。
用于计算实际电容的器件可以根据需要以任意的方式和形式构成并且例如可以
与用于检测测量电压的器件和/或用于电容比较的器件连接，和/或具有分析评估装置，所
述分析评估装置与测量装置连接，以便向分析评估装置发送测量电压。
例如可以为每个测量适配器设置自己的测量装置和/或自己的分析评估装置。备
选地，测量装置可以构造成用于至少两个或用于所有测量适配器的共同的测量装置。
用于电容比较的器件可以根据需要以任意的方式和形式构成并且例如与用于检
测测量电压的器件和/或用于计算实际电容的器件连接，和/或具有用于计算实际电容的器
件的分析评估装置和/或自己的分析评估装置，和/或与用于计算实际电容的器件合并或组
合成共同的器件，或者通过用于计算实际电容实现，或者包含在用于计算实际电容的器件
中，或者包含用于计算实际电容的器件。
用于产生监控信号的器件可以根据需要以任意的方式和形式构成并且例如与用
于电容比较的器件连接，和/或具有至少一个声音信号发生器和/或至少一个光学信号发生
器和/或至少一个电子信号发生器，和/或包含在用于计算实际电容的器件和/或用于电容
比较的器件中。
可以设定，根据第三方面所建议的装置附加地具有或包括：
这样的器件，该器件构造成和/或用于和/或适于，使得该器件检测每个相的电网
电压Ua、Ub、Uc；
这样的器件，该器件构造成和/或用于和/或适于，使得该器件将各电网电压相互
比较；
这样的器件，该器件构造成和/或用于和/或适于，如果所述电压比较得出，各电网
电压彼此相差不超过预先确定的值UAB、UBC、UCA，则所述器件发起或执行：计算实际电容、
对电容进行比较和产生监控信号。
通过使用电网电压，可以检测和/或识别电网电压附加的变化和/或波动，如例如
瞬变现象或不对称性，并且例如将其与测量电压和/或其关于时间的变化和/或波动进行比
较。由此在对电网电压的变化和/或波动予以考虑和/或分析评估的情况下确保了对电容式
套管的可靠监控。
电网电压的这种比较这里也称为电压比较，这种电压比较使得可以确定实际的监
控、即计算实际电容、电容比较和产生监控信号特别有利或合理的时刻，因为不会由于彼此
相差超出预先确定的值的电网电压使得实际的监控变得困难、受到妨碍或甚至不可能进
行。由此实现了，在检测测量电压时，可以与电网电压的波动以及与测量误差无关地得到关
于电容式套管状态的更为准确的结论。
通过考虑电网电压，例如可以检测也称为不对称性的电压比关于时间的变化，并
由此至少部分地补偿在电容式套管上引出的测量电压的相应偏差。由此能够在考虑和评估
电网电压的偏差和干扰的情况下确保可靠地监控电容式套管。
用于发起计算实际电容、对电容进行比较和产生监控信号的器件这里也可以简称
为用于发起的器件。
用于检测电网电压的器件可以根据需要以任意的方式和形式构成并且例如可以
与用于电压比较的器件和/或对于每个相具有一个电压转换器，所述电压转换器可以与属
于相应相的电网线路连接，以便检测和/或测量相应的测量电压。该器件例如可以附加地与
用于计算实际电容的器件和/或用于电容比较的器件连接。
用于电压比较的器件可以根据需要以任意的方式和形式构成并且例如可以与用
于检测电网电压的器件和/或用于发起的器件连接，和/或具有用于计算实际电容的器件的
分析评估装置和/或用于电容比较的器件的分析评估装置和/或自己的分析评估装置，所述
自己的分析评估装置与用于检测电网电压的器件和/或电压转换器连接。所述分析评估装
置例如可以附加地与用于计算实际电容的器件和/或用于电容比较的器件和/或用于发起
的器件合并或组合成共同的器件，或者通过用于计算实际电容的器件和/或用于电容比较
的器件和/或用于发起的器件实现，或者包含在用于计算实际电容的器件和/或用于电容比
较的器件和/或用于发起的器件中，或者包含用于计算实际电容的器件和/或用于电容比较
的器件和/或用于发起的器件。
用于发起的器件可以根据需要以任意的方式和形式构成并且例如可以与用于电
压比较的器件和/或用于计算实际电容的器件和/或用于电容比较的器件和/或用于产生监
控信号的器件连接，和/或具有用于电压比较的器件的分析评估装置和/或用于计算实际电
容的器件的分析评估装置和/或用于电容比较的器件的分析评估装置和/或自己的分析评
估装置，所述自己的分析评估装置与用于电压比较的器件和/或用于计算实际电容的器件
和/或用于电容比较的器件和/或用于产生监控信号的器件连接。备选地或附加地，所述分
析评估装置例如可以与用于电压比较的器件和/或用于计算实际电容的器件和/或用于电
容比较的器件合并或组合成共同的器件，或者通过用于电压比较的器件和/或用于计算实
际电容的器件和/或用于电容比较的器件实现，或者包含在用于电压比较的器件和/或用于
计算实际电容的器件和/或用于电容比较的器件中，或者包含用于电压比较的器件和/或用
于计算实际电容的器件和/或用于电容比较的器件。
可以设定，每个所建议的装置构造成和/或用于和/或适于，使得所述装置执行或
能够执行所建议的方法之一。
每个根据第一方面所建议的方法以及每个根据第二或第三方面所建议的装置使
得可以使用这样的电压转换器，所述电压转换器具有较大的测量容差和/或测量精度，并且
优选属于相同的容差级别和/或精度级别并且特别是结构相同的。
针对本发明的一个方面所进行的说明和解释，特别是关于各个特征的说明和解释
相应地也类似地适用于本发明的其他方面。
附图说明
下面根据附图来距离说明本发明的实施形式。但由此得出的各个特征并不限于各
个实施形式，而是可以与在上面描述的各个特征和/或与其他实施形式的各个特征相结合
和/或组合。附图中的细节仅是解释性的，而不应视为限制性的。包含在权利要求中的附图
标记不应以任何方式限制本发明的保护范围，而仅是指示在附图中示出的实施形式。各附
图中：
图1示出用于监控用于三相交流电网的电容式套管的装置的一个实施形式；
图2示出图1的装置的一部分；
图3示出包括下电压电容器和上电压电容器的等效电路；
图4示出用于监控用于三相交流电网的电容式套管的方法的一个实施形式的流程
图。
具体实施方式
在图1中示意性示出用于监控三相交流电网的电容式套管2a、2b、2c的装置1的一
个实施形式。电容式套管2a、2b、2c在该实施形式适于一个没有示出的变压器，该变压器这
里例如是高压变压器。这种电容式套管2a、2b、2c例如在从少数几个kV到几个1000kV的范围
内的电压下使用。交流电网这里如是高压电网。所述三个电容式套管2a、2b、2c中的每个都
配设给三个相Pa、Pb、Pc之一并具有导体4和多个导电的电容片，所述导体与交流电网的相
应电网线路5a、5b、5c连接，所述电容片以多层或覆层包围导体4，在这些电容片中仅示出最
外面的电容片3。
所述装置1具有分析评估装置8以及对于每个相Pa、Pb、Pc具有一个测量装置7和一
个测量适配器6，所述测量适配器与属于相应相的电容式套管2a、2b、2c的电容片3连接，以
便对于相应相Pa、Pb、Pc检测电的第一测量参量。所述第一测量参量这里是分别存在于相应
相Pa、Pb、Pc的将在下面说明并在图3中示出的下电压电容器KU1、KU2、KU3上的电压，这里也
称为测量电压U1a、U1b、U1c。分析评估装置与每个测量装置7连接，以便向分析评估装置8发
送测量电压U1a、U1b、U1c，并由此形成用于所有测量装置7的共同的分析评估装置8。
在该实施形式中，装置1此外对于每个相Pa、Pb、Pc具有一个电压转换器9a、9b、9c，
所述电压转换器与相应的电网线路5a、5b、5c连接，以便对于相应的相Pa、Pb、Pc检测电的第
二测量参量。所述第二测量参量这里是分别存在相应电网线路5a、5b、5c和接地电势13上的
电压，这里也称为电网电压Ua、Ub、Uc。分析评估装置8与每个电压转换器9a、9b、9c连接，以
便向分析评估装置8发送电网电压Ua、Ub、Uc，并由此构成用于所有电压转换器9a、9b、9c的
共同的分析评估装置8。
通过装置1提供了这样的可能性，即在监控电容式套管2a、2b、2c时分析评估装置8
对电网线路5a、5b、5c上的电网电压Ua、Ub、Uc的不对称性和/或波动予以考虑。
在图2中详细示出所述装置1的第一部分，该部分配设于第一相Pa。所述第一部分
类似地相当于所述装置配设于第二相Pb的第二部分和配设于第三相Pc的第三部分，因此针
对第一部分的说明和解释相应地也类似地适用于所述两个另外的部分。
配设给第一相Pa的第一电容式套管2a具有绝缘体11，导体4被引导通过所述绝缘
体的内部。导体在其上端部上接通配设给其电容式套管2a的电网线路5a，而在其下端部上
接通高压变压器这里未示出的绕组。在绝缘体11中埋入导电的电容片，所述电容片这里仅
通过最外面的电容片3表示并且在电方面观察构成电容器的串联电路。所述串联电路具有
分别由两个相邻的电容片构成的电容器以及由这里未示出的最里面的电容片和导体4构成
的电容器。最外面的电容片3和导体4之间的电容器的这个串联电路作为等效电路对于每个
电容式套管2a、2b、2c构成相应的上电压电容器KO1、KO2、KO3，所述上电压电容器具有称为
上电容C0a、C0b、C0c的电容。
在电容式套管2a上设置导电的法兰12，所述法兰置于接地电势13。所述法兰12用
于紧固和/或固定电容式套管2a。最外面的电容片3与法兰12和接地电势13一起作为用于每
个电容式套管2a、2b、2c的等效电路构成相应的外电容器KA1、KA2、KA3，所述外电容器具有
电容CA1、CA2、CA3。
测量适配器6穿过绝缘体11并建立与最外面的电容片3的导电连接。测量适配器通
过相应的测量装置7与分析评估装置8导电地连接，以便能够检测测量电压U1a并将其发送
给分析评估装置8。在这个实施形式中，每个测量装置7具有一个测量电容器KM1、KM2、KM3，
所述测量电容器具有电容CM1、CM2、CM3，所述测量电容连接到接地电势13上。所述测量装置
在需要时可以附加地具有未示出的火花隙和/或过压保护7'，所述火花隙并联于相应的测
量电容器KM1、KM2、KM3，所述过压保护并联于相应的测量电容器KM1、KM2、KM3。
分析评估装置8通过电压转换器9a与电网线路5a导电连接。通过这种连接检测存
在于电网线路5a和接地电势13之间的电压Ua。在这个实施形式中，电压转换器9a构造成电
容式的电压转换器并具有电容式的分压器和两个线圈或绕组W1、W2，所述分压器具有两个
串联的电容器K1、K2，所述线圈或绕组连接成用于感应式电分离的变压器。
该装置1适于和/或可以构造成，使得该装置执行用于监控用于三相交流电网的电
容式套管的方法。下面将说明这种方法的一个实施形式。
在图3中针对第一相Pa示意性示出包括相应的下电压电容器KU1和相应的上电压
电容器KO1的等效电路。具有相应的测量电容器KM1和外电容器KA1的并联电路构成具有下
电容C1的下电压电容器KU1。因此，可以利用用于电容器的串联电路的已知公式容易地由测
量电容器KM1的电容CM1和外电容器KA1的电容CA1计算出所述下电容C1。在需要时，该并联
电路可以替代测量电容器KM1具有整个相应的测量装置和/或附加地具有分析评估装置8，
从而此时必须由测量装置7的与电容CM1相关的阻抗、电容CA1和分析评估装置8的阻抗计算
电容CA1。
如上所述，测量电压U1a存在与下电压电容器KU1上并在下电压电容器KU1和上电
压电容器KO1之间的连接线路或连接点处接出并且以接地电势13为参照。电网电压Ua通过
包括上电压电容器KO1和下电压电容器KU1的串联电路降低。
在图4中示意性示出用于监控用于三相交流电网的电容式套管2a、2b、2c的方法的
一个实施形式的流程图。该方法可以例如通过和/或借助于图1的装置1来执行。
在该实施形式中，所述方法具有以下步骤，这些步骤参考装置1和图1和2来说明：
步骤101：开始所述方法。
步骤102：对于每个电容式套管2a、2b、2c确定上电容C0a、C0b、C0c和下电容C1a、
C1b、C1c。所述上电容和下电容作为固定的值存储。
步骤103：在每个电容式套管2a、2b、2c上检测测量电压U1a、U1b、U1c。对于每个相
Pa、Pb、Pc检测电网电压Ua、Ub、Uc。
步骤104：将电网电压Ua、Ub、Uc换算成有效值Uae、Ube、Uce并将其相互比较。
在该实施形式中设定，对于电压比较确定容差值UAB>0、UBC>0、UCA>0，并且这样进
行电压比较，即检查是否满足：
|Uae-Ube|≤UAB和|Ube-Uce|≤UBC和|Uce-Uae|≤UCA。
如果为“是”，则意味着，由电压比较得出，电网电压Ua、Ub、Uc彼此间相差不超过预
先确定的值UAB、UBC、UCA。在这种情况下执行步骤106。
如果为“否”，则意味着，由电压比较得出，电网电压Ua、Ub、Uc彼此间相差超过预先
确定的值UAB、UBC、UCA。在这种情况下执行步骤105。
步骤105：产生警告信号，所述警告信号指示电网中的短路和/或电网电压Ua、Ub、
Uc过强或过度的不对称性。接着跳转到步骤103。
步骤106：对于每个电容式套管2a、2b、2c计算实际电容C0a'、C0b'、C0c'，所述实际
电容与相应的测量电压U1a、U1b、U1c、相应的下电容C1a、C1b、C1c以及与一个其他的电容式
套管2a、2b、2c的测量电压U1a、U1b、U1c、下电容C1a、C1b、C1c和上电容C0a、C0b、C0c相关。
在该实施形式中设定，利用以下公式计算电容式套管2a、2b、2c的实际电容C0a'、
C0b'、C0c'：
其中，Ka是修正值，对于该修正值有Ka＝Ub/Ua；
其中，Kb是修正值，对于该修正值有Kb＝Uc/Ub；
其中，Kc是修正值，对于该修正值有Kc＝Ua/Uc。
步骤107：对于每个电容式套管2a、2b、2c，将相应的上电容C0a、C0b、C0c与相应的
实际电容C0a'、C0b'、C0c'相比较。
在该实施形式中设定，对于电容比较确定容差值CA>0、CB>0、CC>0，并且这样进行
电容比较，即首先检查，是否满足：
|C0a'-C0a|≤CA和|C0b'-C0b|≤CB和|C0c'-C0c|≤CC。
如果为“是”，则执行步骤108。如果为“否”，则执行步骤109。
步骤108：产生这样的监控信号，所述监控信号指示，各电容式套管2a、2b、2c处于
正常状态。接着跳转到步骤103。
步骤109：还这样进行电容对比，即检查，是否满足
C0a'-C0a<-CA和C0b'-C0b>CB和|C0c'-C0c|≤CC。
如果为“是”，则执行步骤110。如果为“否”，则执行步骤111。
步骤110：产生这样的监控信号，该监控信号指示，至少第二电容式套管2b没有处
于正常状态。接着跳转到步骤122。
步骤111：还这样进行电容比较，即检查，是否满足
C0b'-C0b<-CB和C0c'-C0c>CC和|C0a'-C0a|≤CA
如果为“是”，则执行步骤112。如果为“否”，则执行步骤113。
步骤112：产生这样的监控信号，该监控信号指示，至少第三电容式套管2c没有处
于正常状态。接着跳转到步骤122。
步骤113：还这样进行电容比较，即检查，是否满足
C0c'-C0c<-CC和C0a'-C0a>CA和|C0b'-C0b|≤CB
如果为“是”，则执行步骤114。如果为“否”，则执行步骤115。
步骤114：产生这样的监控信号，该监控信号指示，至少第一电容式套管2a没有处
于正常状态。接着跳转到步骤122。
步骤115：产生这样的监控信号，该监控信号指示，至少两个电容式套管没有处于
正常状态。
步骤116：还这样进行电容比较，即检查，是否满足
C0a'-C0a>CA和C0b'-C0b<-CB和|C0c'-C0c|≤CC。
如果为“是”，则执行步骤117。如果为“否”，则执行步骤118。
步骤117：产生这样的监控信号，该监控信号指示，第一和第三电容式套管2a、2c没
有处于正常状态并具有同类的故障。接着跳转到步骤122。
步骤118：还这样进行电容比较，即检查，是否满足
C0b'-C0b>CB和C0c'-C0c<-CC和|C0a'-C0a|≤CA。
如果为“是”，则执行步骤119。如果为“否”，则执行步骤120。
步骤119：产生这样的监控信号，该监控信号指示，第二和第一电容式套管2b、2a没
有处于正常状态并具有同类的故障。接着跳转到步骤122。
步骤120：还这样进行电容比较，即检查，是否满足
C0c'-C0c>CC和C0a'-C0a<-CA和|C0b'-C0b|≤CB
如果为“是”，则执行步骤121。如果为“否”，则执行步骤122。
步骤121：产生这样的监控信号，该监控信号指示，第三和第二电容式套管2c、2b没
有处于正常状态并具有同类的故障。接着跳转到步骤122。
步骤122：产生这样的监控信号，该监控信号指示，至少两个电容式套管没有处于
正常状态并具有不同类的故障。接着结束方法或根据需要跳转到步骤103。
步骤102例如可以通过分析评估装置8执行。
步骤103例如一方面可以通过测量适配器6、测量装置7和分析评估装置8执行，它
们由此一起构成这样的器件，该器件构造成，使得该器件在每个电容式套管2a、2b、2c上检
测存在于相应电容片3和接地电势13之间的测量电压U1a、U1b、U1c，该步骤另一方面可以通
过电压转换器9a、9b、9c和分析评估装置8执行，它们由此一起构成这样的器件，该器件构造
成，使得该器件检测每个相Pa、Pb、Pc的电网电压Ua、Ub、Uc。
步骤104和105例如可以通过分析评估装置8执行，所述分析评估装置由此构成这
样的器件，该器件构造成，使得该器件将电网电压Ua、Ub、Uc相互比较。
步骤106例如可以通过分析评估装置8执行，所述分析评估装置由此构成这样的器
件，该器件构造成，使得该器件对于每个电容式套管2a计算实际电容C0a'、C0b'、C0c'，所述
实际电容与相应的测量电压U1a、U1b、U1c、相应电容式套管2a、2b、2c的下电容C1a、C1b、C1c
以及与其他电容式套管2b、2c、2a之一的测量电压U1b、U1c、U1a、下电容C1b、C1c、C1a和上电
容C0b、C0c、C0a相关。
步骤107、109、111、113、116、118、120例如可以通过分析评估装置8执行，所述分析
评估装置由此构成这样的器件，该器件构造成，使得该器件对于每个电容式套管2a、2b、2c
将相应的上电容C0a、C0b、C0c与相应的实际电容C0a'、C0b'、C0c'相比较。
步骤108、110、112、114、115、117、119、121、122例如可以通过分析评估装置8执行，
所述分析评估装置由此构成这样的器件，该器件构造成，使得该器件产生与电容比较的结
果相关的监控信号。
附图标记列表
1 装置
2a、2b、2c 电容式套管
3 电容片
4 导体
5a、5b、5c 电网线路
6 测量适配器
7 测量装置
7' 过压保护
8 分析评估装置
9a、9b、9c 电压转换器
11 绝缘体
12 法兰
13 接地电势
K1、K2 电容器
W1、W2 绕组
Pa、Pb、Pc 第一、第二、第三相
Ua、Ub、Uc 电网电压
Uae、Ube、Uce 电网电压的有效值
SP1、SP2、SP3 分压器
KO1、KO2、KO3 第一、第二、第三上电压电容器
KU1、KU2、KU3 第一、第二、第三下电压电容器
KA1、KA2、KA3 第一、第二、第三外电容器
KM1、KM2、KM3 第一、第二、第三测量电容器
C0a、C0b、C0c KO1、KO2、KO3的上电容
C0a'、C0b'、C0c' KO1、KO2、KO3的实际电容
C1a、C1b、C1c KU1、KU2、KU3的下电容
CA1、CA2、CA3 KA1、KA2、KA3的电容
CM1、CM2、CM3 KM1、KM2、KM3的电容
U1a、U1b、U1c 6上的测量电压
Ka、Kb、Kc 修正值
CA、CB、CC 电容比较的容差值
UAB、UBC、UCA 电压比较的容差值