AT391042B

AT391042B - Hochspannungsanlage mit stoerlichtbogenerfassung

Info

Publication number: AT391042B
Application number: AT0080086A
Authority: AT
Original assignee: Sprecher Energie Oesterreich
Priority date: 1985-05-03
Filing date: 1986-03-26
Publication date: 1990-08-10
Also published as: CH668510A5; DE3542550A1; ATA80086A

Description

Nr. 391 042

Die Erfindung bezieht sich auf eine metallgekapselte, gasisolierte Hochspannungsschaltanlage mit mindestens einem Beobachtungsfenster und mindestens einem optischen Lichtbogensensor zur Überwachung der Schaltanlage auf Störlichtbogenentladungen zwischen Hochspannungsleitem oder Hochspannungsleitem und Metallkapselung, welcher mit einem optischen Filter versehen ist.

Eine solche Schaltanlage, bei der das Eindringen von Fremdlicht in die Schaltanlage zu keiner Auslösung des Schutzschalters fuhren soll, ist aus der DE-OS 19 08 785 bekannt. Bei dieser Schaltanlage ist zwischen der gegen Erde isoliert angeordneten Kapselung und Erde oder einem Nulleiter ein Stromwandler geschaltet, dessen Sekundärwicklung einen Teil einer Steuerschaltung bildet und für die Speisung derselben dient. Eine in der Kapselung angebrachte photoelektrische Zelle bringt die Steuerschaltung beim Empfang von Lichtquanten aus einem arbeitsungeeigneten in einen arbeitsgeeigneten Zustand. Der Schutzschalter kann somit nur ausgelöst werden, wenn ein Erdschlußstrom fließt und Lichtquanten durch die photoelektrische Zelle empfangen werden. An dieser Schaltanlage ist nachteilig, daß die Anlage einerseits gegen Erde isoliert angeordnet werden muß, anderseits bei Anlagen mit mehreren Phasenleitern innerhalb derselben Kapselung die Erkennung von Überschlägen zwischen zwei Phasen nicht möglich ist.

Aus der ASEA-Zeitschrift 1977, Heft 1, Seiten 9 bis 12, ist ein "Lichtbogenwächter zum Schutz von Innenraum-Schaltanlagen" bekannt, bei dem durch die Einstellung der Ansprechempfindlichkeit und durch eine geeignete Anordnung im Inneren der Schaltanlage ein sicheres Ansprechen bei Störlichtbögen erreicht und ein unbeabsichtigtes Ansprechen bei Tageslicht oder künstlicher Beleuchtung vermieden werden soll. In gekapselten Schaltanlagen ist es sehr schwierig, wenn nicht unmöglich, eine solche Anordnung zu finden, um eine gute Zuverlässigkeit des Ansprechens zu erreichen.

Aus der EP-OS (Al) 135 795 ist eine Schalteinrichtung zum Erfassen von Fehlerlichtbögen in elektrischen Anlagen bekannt, bei der in der Anlage ein fotoelektrischer Empfänger mit einem Vorgesetzten ultraviolettes Licht durchlassenden Filter angeordnet ist. Durch das Filter spricht der fotoelektrische Empfänger nur auf ultraviolettes Licht an. Licht aus Fehlerlichtbögen besitzt bekanntlich einen besonders hohen Anteil an ultraviolettem Licht, daher wird dessen Lichtintensität und Dauer als Indiz für das Vorhandensein eines Fehlerlichtbogens herangezogen. Damit es jedoch zu keiner Fehlfunktion durch ultraviolettes Licht aus Tageslicht oder zur Beleuchtung verwendetes künstliches Licht kommt, ist eine aufwendige Schalteinrichtung mit Verstärkern, Hochpaß, Oszillator, Zähler und Schaltschwelle erforderlich.

Durch die in der Folge aufgezeigte erfindungsgemäße Anordnung wird bezweckt, eine gekapselte Hochspannungsschaltanlage mit einem optischen Störlichtbogensensor zu schaffen, welcher auch bei Fremdlichteinfluß zuverlässig arbeitet und trotzdem wirtschaftlich ausgeführt werden kann.

Dies wird dadurch erreicht, daß auch das Beobachtungsfenster mit einem optischen Filter versehen ist, dessen spektrale Transmission von der spektralen Transmission des optischen Filters des Lichtbogensensors verschieden ist, wobei die größten Wellenlängen, die durch das optische Filter des Lichtbogensensors durchtreten können, kleiner sind als die kleinsten Wellenlängen, die durch das optische Filter des Beobachtungsfensters in die Hochspannungsschaltanlage eintreten können.

Damit kann nur Fremdlicht von bestimmten Wellenlängen durch die Beobachtungsfenster in das Innere der Kapselung eintreten, welches jedoch nicht zu einem Ansprechen des Lichtbogensensors führt, weil diesen nur Licht mit anderen Wellenlängen erreichen kann.

Außerdem wird eine hohe Ansprechempfindlichkeit erreicht, da bei einem Störlichtbogen Licht mit kleineren Wellenlängen mit größerer Intensität als bei größeren Wellenlängen auftritL

Besonders vorteilhaft wirkt sich das Ausrüsten des Beobachtungsfensters mit einem Rot-Gelbfilter und des Lichtbogensensors mit einem Grün-Blaufilter aus. Bei einer Schaltanlage, bei der Störlichtbögen zwischen Kupfer, Aluminium oder Eisen brennen können, treten vor allem große Lichtintensitäten mit Wellenlängen im Grün-BIau-Bereich auf.

Es ist auch möglich, das Beobachtungsfenster und das Fenster zwischen dem Lichtbogensensor und dem Inneren der Metallkapselung als Filter auszubilden. Dadurch wird eine besonders wirtschaftliche Lösung erzielt

Ein weiterer wirtschaftlicher Vorteil wird erreicht, wenn das anlagenseitige Ende des Lichtbogensensors eine als Filter ausgebildete Beschichtung aufweist

Im folgenden wird an Hand der beiliegenden Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert Es zeigt: Fig. 1 den Schnitt einer metallgekapselten, gasisolierten Schaltanlage mit einem Beobachtungsfenster und einem Lichtbogensensor.

Die Hochspannungsschaltanlage besteht im wesentlichen aus einem Hochspannungsleiter (2) und einer Metallkapselung (3). Innerhalb der Kapselung (3) befindet sich ein Isoliergas, beispielsweise Schwefelhexafluorid. Nur strichliert angedeutet ist eine Anlage, bei der sich drei Hochspannungsleiter (2’) in derselben Metallkapselung (3) befinden. Die Metallkapselung (3) ist mit einem Flansch (4) versehen, an der mittels eines mit dem Flansch (4) verschraubten Halteringes (5) ein Beobachtungsfenster (6) angeordnet ist. Die Verschraubungen sind strichliert angedeutet. Eine Dichtung (7) verhindert das Austreten von Isoliergas aus der Schaltanlage. Solche Beobachtungsfenster (6) werden zu Inspektionszwecken benötigt oder, falls z. B. anstelle des Hochspannungsleiters (2) ein Trennschalter angeordnet ist, um von außen die Stellung des Trennschalters kontrollieren zu können.

In der Metallkapselung (3) ist eine Verdickung (8) vorhanden, an der ein Deckel (9) angeschraubt ist, -2-

Claims

Nr. 391 042 welcher einen optischen Lichtbogensensor (10), beispielsweise einen Lichtleiter, trägt. Anstelle eines Lichtleiters könnte auch eine Photodiode oder ein anderes lichtempfindliches Element als Lichtbogensensor (10) verwendet werden. Zwischen dem Lichtbogensensor (10) und dem Inneren der Metallkapselung (3) ist ein Fenster (13) mit einem optischen Filter (11) angeordnet. Eine Dichtung (12) sorgt dafür, daß kein Isoliergas aus der Hochspannungsschaltanlage austreten kann. Das Beobachtungsfenster (6) ist mit einem optischen Filter (11‘) versehen. Die Spektren der optischen Filter (11) sind von den Spektren der optischen Filter (11*) verschieden. Somit kann nur der Teil des Fremdlichtes von außen durch die Filter (11') und die Beobachtungsfenster (6) in die Hochspannungsschaltanlage (1) eintreten, für dessen Wellenlängen die Filter (11') durchlässig sind, wogegen alle anderen Wellenlängen nicht eindringen können. Da das Filter (11) nur andere Wellenlängen zum Lichtbogensensor (10) durchläßt als durch das Filter (11') in die Schaltanlage eindringen können, kann Fremdlicht, z. B. Sonneneinstrahlung oder Gebäudebeleuchtung, den Lichtbogensensor nicht zum Ansprechen bringen. Eine allfällige Störlichtbogenentladung (12) im Inneren der Metallkapselung (3) hat ein breites Frequenzspektrum mit Wellenlängenanteilen, für die das Filter (11) durchlässig ist. Tritt also ein Störlichtbogen (12) auf, so wird der Lichtbogensensor aktiviert. Da bei Störlichtbogenentladungen kurze Wellenlängen mit größeren Intensitäten auftreten als große Wellenlängen, ist es besonders vorteilhaft, das Filter (11) für hohe Frequenzen durchlässig zu machen, wogegen das Filter (11*) für das Beobachtungsfenster (6) nur tiefere Frequenzen durchlassen soll. Besonders geeignet sind als Filter (11*) vor dem Lichtbogensensor (10) Grün-Blaufilter, weil starke Spektrallinien von beispielsweise Kupfer in diesem Bereich liegen. Des Filter (11’) des Beobachtungsfensters (6) liegt dann optimal im roten oder gelben Wellenlängenbereich. Eine besonders vorteilhafte und betriebssichere Lösung ergibt sich, wenn die Beobachtungsfenster (6) und die Fenster (13) als Filter ausgebildet sind. PATENTANSPRÜCHE 1. Metallgekapselte, gasisolierte Hochspannungsschaltanlage mit mindestens einem Beobachtungsfenster und mindestens einem optischen Lichtbogensensor zur Überwachung der Schaltanlage auf Störlichtbogenentladungen zwischen Hochspannungsleitem oder Hochspannungsleitem und Metallkapselung, welcher mit einem optischen Filter versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß auch das Beobachtungsfenster (6) mit einem optischen Filter (11*) versehen ist, dessen spektrale Transmission von der spektralen Transmission des optischen Filters (11) des Lichtbogensensors (10) verschieden ist, wobei die größten Wellenlängen, die durch das optische Filter (11) des Lichtbogensensors (10) durchtreten können, kleiner sind als die kleinsten Wellenlängen, die durch das optische Filter (11*) des Beobachtungsfensters (6) in die Hochspannungsschaltanlage eintreten können.
2. Metallgekapselte, gasisolierte Hochspannungsschaltanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Beobachtungsfenster (6) mit einem Rot-Gelbfilter und der Lichtbogensensor (10) mit einem Grün-Blaufilter ausgerüstet ist.
3. Metallgekapselte, gasisolierte Hochspannungsschaltanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Beobachtungsfenster (6) und das Fenster (13) zwischen dem Lichtbogensensor (10) und dem Inneren der Metallkapselung (3) als Filter ausgebildet sind.
4. Metallgekapselte, gasisolierte Hochspannungsschaltanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das anlagenseitige Ende des Lichtbogensensors (10) eine als Filter ausgebildete Beschichtung aufweist. Hiezu 1 Blatt Zeichnung -3-