CH668510A5

CH668510A5 - Gekapselte hochspannungsschaltanlage mit stoerlichtbogenerfassung.

Info

Publication number: CH668510A5
Application number: CH1887/85A
Authority: CH
Inventors: Hans-Joerg Schoetzau; Ernst Fischer
Original assignee: Sprecher Energie Ag
Priority date: 1985-05-03
Filing date: 1985-05-03
Publication date: 1988-12-30
Also published as: DE3542550A1; ATA80086A; AT391042B

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine metallgekapselte, gasisolierte Hochspannungsschaltanlage mit mindestens einem Beobachtungsfenster und einem optischen Lichtbogensensor zur Überwachung der Schaltanlage auf Störlichtbogenentladungen zwischen Hochspannungsleitern oder Hochspannungsleitern und der Metallkapselung.

Eine solche Schaltanlage, bei der das Eintreten vom Fremdlicht in die Schaltanlage zu keiner Auslösung des Schutzschalters führen soll, ist aus der DE-OS 19 08 785 bekannt. Bei dieser Schaltanlage ist zwischen der gegen Erde isoliert angeordneten Kapselung und der Erde oder einem Nulleiter ein Stromwandler geschaltet, dessen Sekundärwicklung einen Teil der 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 gegen Erde isoliert angeordnet werden muss; zudem kann diese Anordnung bei Anlagen mit mehreren Phasenleitern innerhalb derselben Kapselung für die Erkennung von Überschlägen zwischen zwei Phasen nicht eingesetzt werden.

In der ASEA-Zeitschrift 1977, Heft 1, wird ein «Lichtbogenwächter zum Schutz von Innenraum-Schaltanlagen» vorgestellt, bei dem durch die Einstellung der Ansprechempfindlichkeit und durch eine geeignete Anordnung im Innern 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.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gekapselte Hochspannungsschaltanlage der eingangs genannten Art mit einem optischen Störlichtbogensensor auszurüsten, der auch bei Fremdlichteinfluss zuverlässig arbeitet und trotzdem wirtschaftlich ausgeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch erreicht,

dass jedes Beobachtungsfenster und jeder Lichtbogensensor mit einem optischen Filter versehen ist und mindestens die spektrale Transmission der Filter der Beobachtungsfenster von der spektralen Transmission der Filter der Lichtbogensensoren verschieden sind.

Durch die erfindungsgemässe Anordnung wird erreicht, dass nur Fremdlicht von bestimmten Wellenlängen durch die Beobachtungsfenster in das Innere der Kapselung eintreten kann, aber nicht zu einem Ansprechen des Lichtbogensensors führen, da ihn nur Licht mit anderen Wellenlängen erreichen kann.

Eine zweckmässige Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass die grössten Wellenlängen, die durch die Filter der Lichtbogensensoren durchtreten können, kleiner sind als die kleinsten Wellenlängen, die durch die Filter der Beobachtungsfenster in die Schaltanlage eintreten können.

Durch diese Anordnung wird eine grössere Ansprechempfindlichkeit erreicht, da bei einem Störlichtbogen Licht mit kleineren Wellenlängen mit grösseren Intensitäten auftreten als mit grösseren Wellenlängen.

Besonders vorteilhaft ist das Ausrüsten der Beobachtungsfenster mit einem Rot-Gelbfilter und des Lichtbogensensors mit einem Grün-Blaufilter. Bei einer Schaltanlage, bei der Störlichtbogen zwischen Kupfer, Aluminium oder Eisen brennen können, treten vor allem grosse Lichtintensitäten mit Wellenlängen im Grün-Blau-Bereich auf.

Es ist auch möglich, dass das Beobachtungsfenster selber als Filter ausgebildet ist.

Dadurch wird eine besonders wirtschaftliche Lösung erreicht.

Ein weiterer Vorteil wird erreicht, wenn das anlagenseitige Ende des Lichtbogensensors mit einer Beschichtung ausgestattet ist, die als optischer Filter dient.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.

Die einzige Figur zeigt im Schnitt eine metallgekapselte, gasisolierte Schaltanlage mit einem Beobachtungsfenster und einem Lichtbogensensor.

Mit 1 ist eine Hochspannungsschaltanlage bezeichnet, die im wesentlichen aus einem Hochspannungsleiter 2 und einer Metallkapselung 3 besteht. Innerhalb der Kapselung 3 befindet sich ein Isoliergas, beispielsweise Schwefelhexafluorid. Nur gestrichelt 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 dem mittels einem mit dem Flansch 4 verschraubten Haltering 5 ein Beobachtungsfenster 6 angeordnet ist. Die Verschraubungen sind in der Figur gestrichelt angedeutet. Eine Dichtung 7 verhindert das Austreten von Isoliergas aus der Schaltanlage. Solche Beobachtungsfenster 6 werden für Inspektionszwecke oder, falls beispielsweise anstelle des Hochspannungsleiters 2 ein Trennschalter angeordnet ist, von aussen die Stellung des Trennschalters kontrollieren zu können, verwendet.

Mit 8 ist eine Verdichtung der Metallkapselung 3 bezeichnet. An ihr ist ein Deckel 9, in der Figur gestrichelt angedeutet, angeschraubt, der einen optischen Lichtbogensensor 10, beispielsweise einen Lichtleiter, trägt. Anstelle eines Lichtleiters könnte auch eine Photodiode oder ein anderes lichtempfindliches Element als Lichtbogensensor verwendet werden. Zwischen dem Lichtbogensensor 10 und dem Innern der Metallkapselung 3 ist ein Fenster 13 mit einem optischen Filter 11 angeordnet. Eine Dichtung 12 sorgt ebenfalls dafür, dass kein Isoliergas aus der Hochspannungsschaltanlage austreten kann.

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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 eintreten, für dessen Wellenlängen die Filter 11' durchlässig sind, während alle anderen Wellenlängen nicht eindringen können. Da der Filter 11 nur andere Wellenlängen zum Lichtbogensensor 10 durchlässt als durch den Filter 11' in die Schaltanlage eindringen können, kann Fremdlicht, z.B. Sonneneinstrahlung oder Gebäudebeleuchtung, den Lichtbogensensor 10 nicht zum Ansprechen bringen.

Eine allfällige Störlichtbogenentladung 12 im Innern der Metallkapselung hat ein breites Frequenzspektrum mit Wellenlängenanteilen, für die der 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 5 besonders vorteilhaft, den Filter 11 für hohe Frequenzen durchlässig zu machen, während der Filter 11' für das Beobachtungsfenster 6 nur tiefere Frequenzen durchlassen soll.

Besonders geeignet sind als Filter 11 vor den Lichtbogensensor 10 Grün-Blaufilter, wèil starke Spektrallinien von beispiels-lo weise Kupfer in diesem Bereich lieigen. Der Filter 11' des Beobachtungsfensters 6 liegt dann optimal im roten oder gelben Wellenlängenbereich.

Eine besonders vorteilhafte Lösung ergibt sich, wenn die Beobachtungsfenster 6 und die Fenster 13 als Filter ausgebildet 15 sind.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Metallgekapselte, gasisolierte Hochspannungsschaltanlage (1) mit mindestens einem Beobachtungsfenster (6) und einem optischen Lichtbogensensor (10) zur Überwachung der Schaltanlage auf Störlichtbogenentladungen zwischen Hochspannungsleitern (2' ) oder Hochspannungsleitern (2, 2' ) und der Metallkapselung (3), dadurch gekennzeichnet, dass jedes Beobachtungsfenster (6) und jeder Lichtbogensensor (10) mit einem optischen Filter (11, 11' ) versehen ist und mindestens die spektrale Transmission der Filter (11') der Beobachtungsfenster (6) von der spektralen Transmission der Filter (11) der Lichtbogensensoren (10) verschieden sind.

2. Hochspannungsschaltanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die grössten Wellenlängen, die durch die Filter (11) der Lichtbogensensoren (10) durchtreten können, kleiner sind als die kleinsten Wellenlängen, die durch die Filter (11') der Beobachtungsfenster (6) in die Hochspannungsschaltanlage eintreten können.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Hochspannungsschaltanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Beobachtungsfenster (6) mit einem Rot-Gelbfilter und die Lichtbogensensoren (10) mit einem Grün-Blaufilter ausgerüstet sind.

4. Hochspannungsschaltanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Beobachtungsfenster (6) und die Lichtbogensensor-Fenster (13) als Filter ausgebildet sind.

5. Hochspannungsschaltanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Beschichtung des anla-genseitigen Endes des Lichtbogensensors (10) als Filter ausgebildet ist.