DD140802A1 - Anordnung zur stoerlichtbogenerfassung in gekapselten schaltanlagen - Google Patents

Abstract

Die in der Erfindungsbeschreibung offenbarte Anordnung zur Störlichtbogenerfassung in gekapselten Schaltanlagen bietet die Möglichkeit, den Störlichtbogen in einem Fach- oder einem Schottungsabschnitt eines Schaltfeldes zu lokalisieren und in einer Zeit kleiner 10 ms zu erfassen.. Das wird dadurch'erreicht, daß die Lichtbogenstrahlung, vorzugsweise im Spektralbereich der Wärmestrahlung, als Erfassungsgroße benutzt wird, ein Teil der Lichtstrahlung über Lichtleitkabel aus dem spannungsführenden Bereich herausgeleitet und einem optoelektronischen Wandler zugeführt wird» an dessen Ausgang bei Vorhandensein eines Störlichtbogens ein weiterverarbeitbares elektrisches Signal abgenommen werden kann. Bei druckgasisolierten Schaltfeldern ist die Einführung eines Lichtleitkabels in'die Kapselung über eine druckfeste Verschraubung bzw. eingegossene oder eingeklebte Armatur möglich. Die. Verwendung mehrerer Lichtkabel für den gleichen zu schützenden Raum gestattet die sichere Vermeidung von toten Winkeln’, Mit der Anwendung der erfindungsgemäßen Lösung zur Störlichtbogenerfassüng in gekapselten Schaltanlagen v/ird der Schadensumfang bei Lichtbogenstörungen und dis Reparaturzeit reduziert.

Description

η ft α β

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Störlichtbogen« orfassung in gekapselten Schaltanlagen, insbesondere in Schaltanlagen mit gasförmigen Isol.iormedien«,

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Ein bekanntes Verfahren zur Erfassung von StöriichtbÖgen in gekapselten Schaltzellen_s insbesondere im MS-Bereich besieht in der Ausnutzung dor durch Lichthogeneinwirkung hervorgerufenen Druckerhöhung in einer Schaltzelle«. Durch dsn entstandenen Überdruck wird eine Druckentlasΐungs· klappe geöffnet, die wiederum mechanisch einen Stößeltaster betätigte

Ober die Kontakte des Stößeltastors ex'folgt die Durchschaltung eines Schuttstromkreise3« Naob.teile dieser Stöi'lichtbogenerfassung bestehen dariii_} daß

·* Giechanischo Übor'tragungsglieder benötigt vjorden, die auf Grund einer hohen mechanischer!: Beanspruchung in relativ kurzer Zeit Yerschleißersoheinungea unterworfen ε ind

~ in rolativ kurzen Abständen die Ftxnktionstüchtigkeit

der Stöx'lichtbogcoGrfasRiing überri-rüft werden läufig .wobei aus arb3itE;schutKteohn:l.s;chen Gründen die Außer™

. bstriobnahtna mindesten·? eines Sauimelsohienenbloclies

ggfρ der gesamten Anlage erfolgen muß_e Bei Störlichtbögen geringerer Stromstärken ist das ¥irkprinzip nicht anwendbar*

eine Zeitverzögerung zwischen Entstehung des Störlichtlichtbogens und dessen Erfassung von mindestens 1o ms

entsteht» ·

Ein weiterhin bekanntes Verfahren besteht darin, die Stromstärke des Störlichtbogenstromes als Kriterium zur Lichtbogenerfassung zu benutzen (Sammelschienen« Diff erencialscliutz) ₆

Der Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß ein Vergleich aller zufließenden und abfließenden Ströme vorgenommen werden niuß, vas bei Schaltanlagen mit großer Schaltzellanzahl zu einem sehr hohen Aufwand führt, da die Erfassung des Stromflusses einschließlich des Richtungs-Vergleiches in jeder einzelnen Schaltzelle, vorgenommen werden muß (Literaturstelle "Handbuch Schaltanlagen - Relaisschutz)« Eine Anzeige über den Ort der StÖrliohtbogenentstehung ist auf Grund der Erfassungskriterien nicht mögliche Ähnliche Gesichtspunkte gelten für den Abfrageschutz -'(NV 9067/71 λΊ5Β Energiekombinat Ost Dresden - EV-'K.-M« Stadt Titel J Sarmnelschienenlichtbogensehutz

Auf der Basis einer elektrischen Erfassung der Störliohtbogenstronistärke arbeitet weiterhin die Verwendung von Distanzrelais in den Energieeinspeisezellen» Der Nachteil· dieses Prinzips besteht darin, daß bei mehreren Einspeisezellen ein hoher relais-technischer Aufwand erforderlich .ist und eine Selektivität des Schutzes' nicht immer gewährleistet 'worden kann» · · -·· .-...- . .

- Es ist weiterhin bekannt, daß die WäriEG^irkung eines Störiichtbogens als Kriterium für dessen Erfassung angewendet wird« Dies geschieht z,B_e dadurch,- daß Fäden aus organischen oder anorganischen Stoffen in den Zellen gespannt werden, deren Durchbrennen als. Auslöaekriteriuia für die einspeisenden Leistungsschalter

. benutzt wird (Körner, M© - Konib_e KXein-Umspahnstation " USV β ) ·

Nachteil dieser Erfassungsniethode ist die relativ starke Streuung der Erfassungszeit des Störlichtbogens, so daß im allgemeinen Erfassunggseiton nicht unter 1oo ms erreicht werden können«

Ein weiterer Kachteil ist die Tatsache, daß eine Überprüfung der Funktionstüchtigkeit des Störliohtbogenschutzes nur bei spannungsfreien Schaltzellen möglich ist.' '

·» Ein «eiteros bekanntes Verfahren besteht darin, daß innerhalb der Kapselung als Indikator Fotodioden oder Foto—Widerstände unterzubringen sind_s die bei Eintritt eines Störlichtbogens durch optisch-elektronisch© ' ¹If and lung die Erfassung des Störlichtbogens' ermöglichen $ Machteile dieser Anordnung bestehen darin, daß eine · ' Prüfung der Indikatoren auf Funktionstüchtigkeit und deren Austiochselung nur ira spannungslosen Zustand der Schaltzelle möglich ist₆ Außerdem besteht di© Gefahr, daß gefährdete Spannungen über die herausgeführten Meldeleitmigen. übertragen «erden können_o -

~ " Zur. Störlie'htbogenerf apsung ine besonder ο oei einpolig isolierten Anlagen mit Dr-iolcgas als · Isoliermediusi ist die Erfassung· durch isolierte Aufstellung dor Anlage und' Messung einos auftretenden Erdschlußstroinos taö gliche

Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß eine Lokalisierung des Entstehungsortes des Störlichtbogens innerhalb einer isoliert aufgestellten Einheit erst nach Außerbetriebnahüie und Öffnung der Kapselung möglich ist« Dies führt insbesondere bei druckgasisolierten Anlagen rait Spannungen von 11 ο kV und darüber zu zeltaufwendigen Maßnahmen©

Nachteil aller aufgezeigten Verfallen ist es, daß eine Nachrüstung des Störliehtbogenschutzes in vorhandene Anlagen^ die bisher keinen Störlichtbogenschutz besitzen, immer eine längere Außerbetriebnahme eines Samraelschienenblockes oder der gesamten Anlage zur Folge haben« .-,... . ,-

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, eine Anordnung zu entwickeln, die eine Lokalisierung des Störlichtbogens in einer Zeit kleiner Io ks ermöglicht« ....·

Bf- 857

Darlegung des Wesens der Erfindung .

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Störliohtbogenerfassung zu entwickeln, Meiche nachfolgenden Bedingungen genügt S- . · '

~ Erfassung des Störlichtbogens' innerhalb einer Zeit kleiner als 1 ο ras .

- Lokalisierung des Störliclitbogens auf ein Fach- odor einen Schottungsabsohnitt eines Sohaltfeldes

- Prüf·» und Tvartungsmöglichkeiten der -wesentlichen Geviite zuz' Störliohtbogenerfassung außerhalb des spannungsführenden' Bereiches und leichte Nachrüstbarkeit auch in bereits errichteten Anlagen oder in nooh nicht mit Störliohtbogenschutz ausgerüsteten Anlagen«,

Merkmale dex- Ex'findtmg

Erfindungsgenjci.ß wird die Störlichtbogenerfassung in .Cekapsolten Schaltanlagen dadurch erreicht, daß die Lichtbogenstrahlung, vorzugsweise im Spektralboreich der Wärmestrahlung als Erfassungsgröße benutzt wird und über ein odor mehrere Lichtleitkabel ein Teil der Lichtstrahlung el.nera außerhalb des überwachten Raumes angebrachten optoelektronischen Wandler' zugeführt -wird», Am Ausgang des optooloktronischon Wandlers, ·» aufgebaut nach bekannten Schaltungen >», wiz'd ein elektrisches Signal - Strom oder Spannung »-, in Abhängigkeit vom Vorhandensein o.itios Siörliehthogen© in der Anlage _t zur Verfügung gestellt und kann als Auslösekriteriura für Störliohtbogeni-'Sohutzeinrichtungon abgonoaimen worden»

-Ausführungsbeispiel : . :.'

Die Erfindung -wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert»

In der dazugehörigen Prinzipzeichmmg zeigt Fig« 1 die Anordnung zur Störlichtbogenerfassung in einen luft- » · · isolierten gekapselten MS-Schaltfeld, Fig« 2 in einem Schottungsraum eines druckgasisolierten HS-Schaltfeldes„ Tritt in einem Schottungsraum (k) ein Störlichtbogen auf, so"wird die damit verbundene Lichterseheinung von dem durch die Kapselung (3) geführten Lichtleitkabel (i) erfaßt und dein optp-elektroniseben Wandler (2) zugeleitet, ita oto-elektronischon Wandler (2) erfolgt die Umsetzung des Lichtimpulses über eine Fotodiode mit nachgeschalteten Verstärker in einen elektrischen Impuls« Zur' selektiven Ermittlung des Störlichtbogens wird unabhängig von der sofortigen Betätigung von Schutzelementen (z_eB» Leistungsschalter, Kurzschließer) der elektrische Impuls des opto-elektronischen Wandlers vor

Ort abfragefähig gespeichert«

Der optoelektronische Wandler ist vorzugsweise nach bekannton Schaltungen aufgebaut« Bei gekapselten. MS-Schaltfeidern (Fig„ 1) ist eine Ansprechunempfindlichkeit gegenüber Tageslicht im Vergleich zu der wesentlich höheren Strahlungsintensität des Lichtbogens ohne Schwierigkeiten erreichbar« Bei druckgas isolierten Schaltfeldern ist die Einführung eines Lichtleitkabels (i) in die Kapselung (3) über eine druckfeste Verschraubung bzu« eine eingegossene oder eingeklebte Armatur vorBune-hmen« . - . .' Die Verwendung mehrerer Lichtleitkabel fib? den gleichen . zu schützenden Raum gestattet die sichere Vermeidung von toten l/inkeln« .Der .gleiche Effekt läßt bei der Verwendung nur eines Lichtleitkabels durch doldenförmiges Aufspreizen der einzelnen Fasern am sohaltfeldseitigen Ende dos Licht-. leitkabels oder durch Vorsatz einer Sammellinse erzielen,» ·

Claims (1)

1. Erf indungs ans pr uch

   1« Anordnung zur Störlichtbogenerfassung in gekapselten Sehaltanlagen gekennzeichnet dadurch, daß die Lieht*» bogenstrahlung eines Störlichtbogens durch ein Lichtleitkabel erfaßt und einem außerhalb des .spannungsführenden Bereiches angebrachten optoelektronischen Wandler (2) zugeleitet

   2» Anordnung zur Störlichtbogenerfassung in gekapselten Schaltanlagen nach Punkt 1^ gekennzeichnet dadurch, daß .zur Indikation vorzugsweise der Spektralbereich der Wärmestrahlung benutzt wird*

   3e Anordnung zur Störlichtbogenerfassung in gekapselten Schaltanlagen nach Punkt 1^ gekennzeichnet dadurch, daß durch Einstellung der Ansprecherapfindlichkeit des. opto-elektronischen T/andlers eine Selektivität gegenüber Tageslicht erreicht wird«

   he Anordnung zur Stöx\Lichtbogenerf assung in gekapselten Schaltanlagen nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß bei druckgasisolierten Schaltanlogen die Einführung des Lichtleitkabels in die Kapselung über eine druekfeste Verschraubung oder eine eingegossene oder eingeklebte Armatur vorgenommen "wird«.

   5* 'Anordnung- zur Störlichtbogenerfassung in gekapselten Schaltanlagen nach Funkt 1_f gekennzeichnet dadurch_t daß die Unterbrirtgvuig der opto-elektronischen Wandler an einer Generalen Stell© ¹Z₉B^ einer Fe hler-' melde tafel vorgonomnaen wird» ' · ·

   Hi er 2-u /1 Sei ic Zeichnung