DD140802A1 - ARRANGEMENT FOR CONTINUOUS ARC DETECTION IN SECONDARY SWITCHGEAR - Google Patents
ARRANGEMENT FOR CONTINUOUS ARC DETECTION IN SECONDARY SWITCHGEAR Download PDFInfo
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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.The arrangement disclosed in the description of the invention for detecting arc faults in encapsulated switchgear offers the possibility of locating the arc fault in a compartment or partition section of a switchgear panel and detecting it in a time of less than 10 ms. This is achieved by using the arc radiation, preferably in the spectral range of thermal radiation, as the detection variable, guiding a portion of the light radiation out of the live area via fiber optic cables and feeding it to an optoelectronic converter, at whose output a further-processable electrical signal can be taken when an arc fault is present. In pressurized gas-insulated switchgear panels, the introduction of a fiber optic cable into the enclosure is possible via a flameproof screw connection or a cast-in or glued-in fitting. The use of several light cables for the same room to be protected allows the safe avoidance of blind spots. By applying the solution according to the invention for arc fault detection in encapsulated switchgear, the extent of damage in the event of arc faults and the repair time are reduced.
Description
η ft α βη ft α β
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Störlichtbogen« orfassung in gekapselten Schaltanlagen, insbesondere in Schaltanlagen mit gasförmigen Isol.iormedien«,The invention relates to an arrangement for arc fault detection in encapsulated switchgear installations, in particular in switchgear installations with gaseous isolating mediums.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Ein bekanntes Verfahren zur Erfassung von StöriichtbÖgen in gekapselten Schaltzellens 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 betätigteCharacteristic of the Known Technical Solutions A known method for detecting StöriichtbÖgen in encapsulated switching cells s in particular in the MS area looks at the utilization dor caused by Lichthogeneinwirkung pressure increase in a switching cell «. By dsn overpressure Druckentlasΐungs · flap is opened, which in turn mechanically operated a plunger switch
Ober die Kontakte des Stößeltastors ex'folgt die Durchschaltung eines Schuttstromkreise3« Naob.teile dieser Stöi'lichtbogenerfassung bestehen dariii} daßUpper contacts the Stößeltastors ex'folgt the through-connection of a Schuttstromkreise3 "Naob.teile this Stöi'lichtbogenerfassung consist dariii} that
·* Giechanischo Übor'tragungsglieder benötigt vjorden, die auf Grund einer hohen mechanischer!: Beanspruchung in relativ kurzer Zeit Yerschleißersoheinungea unterworfen ε indGiechanischo Übor'tragungsglieder required vjorden, due to a high mechanical !: stress in a relatively short time Yerschleißersoheinungea subjected ε ind
~ in rolativ kurzen Abständen die FtxnktionstüchtigkeitIn short periods of time the ability to operate
der Stöx'lichtbogcoGrfasRiing überri-rüft werden läufig .wobei aus arb3itE;schutKteohn:l.s;chen Gründen die Außer™The Stöx'lichtbogcoGrfasRiing are overrun in the meantime, but for the sake of work, for the sake of the outside world
. bstriobnahtna mindesten·? eines Sauimelsohienenbloclies, bstriobnahtna at least ·? a pig's milkbeel
ggfρ der gesamten Anlage erfolgen muße Bei Störlichtbögen geringerer Stromstärken ist das ¥irkprinzip nicht anwendbar*if necessary, the entire system has to be installed e In the case of arcing faults of lower currents, the ¥ irk principle is not applicable *
eine Zeitverzögerung zwischen Entstehung des Störlichtlichtbogens und dessen Erfassung von mindestens 1o msa time delay between the occurrence of the arc fault and its detection of at least 1o ms
entsteht» ·arises »·
Ein weiterhin bekanntes Verfahren besteht darin, die Stromstärke des Störlichtbogenstromes als Kriterium zur Lichtbogenerfassung zu benutzen (Sammelschienen« Diff erencialscliutz) 6 A further known method is to use the current intensity of the arc fault current as a criterion for arc detection (busbars "diff erentials cliutz) 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 SarmnelschienenlichtbogensehutzThe disadvantage of this method is that a comparison of all incoming and outgoing flows are made nius, vas leads in switchgear with large number of switching cells to a very high cost, since the detection of the current flow including the directional comparison must be made in each individual switching cell (Reference "Manual Switchgear - Relay Protection)" An indication of the location of the fault arc generation is not possible due to the detection criteria. Similar considerations apply to the query protection (NV 9067/71 λΊ5Β Energiekombinat Ost Dresden - EV-'K.-M «Stadt Title J Sarmannschienenlichtbogensehutz
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» · · -·· .-...- . .On the basis of an electrical detection of Störliohtbogenstronistärke continues to use the use of distance relay in the energy supply cells. The disadvantage of this principle is that in multiple feed cells, a high relais-technical effort required .ist and a selectivity of the protection 'not always guaranteed' been can »· · - ··.-...-. ,
- Es ist weiterhin bekannt, daß die WäriEG^irkung eines Störiichtbogens als Kriterium für dessen Erfassung angewendet wird« Dies geschieht z,Be dadurch,- daß Fäden aus organischen oder anorganischen Stoffen in den Zellen gespannt werden, deren Durchbrennen als. Auslöaekriteriuia für die einspeisenden Leistungsschalter- It is also known that the WäriEG ^ is applied MPACT a Störiichtbogens as a criterion for the detection thereof "This is done z, B e in that - filaments are stretched from organic or inorganic substances in the cells, the burn through. Triggering criterion for the feeding breaker
. benutzt wird (Körner, M© - Konibe KXein-Umspahnstation " USV β ) ·, (Körner, M © - Konib e KXein-Umspahnstation "UPS 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«The disadvantage of this detection rode is the relatively large variation in the time of detection of the arc fault, so that in general detection gundon can not be achieved below 100 ms. "
Ein weiterer Kachteil ist die Tatsache, daß eine Überprüfung der Funktionstüchtigkeit des Störliohtbogenschutzes nur bei spannungsfreien Schaltzellen möglich ist.' 'Another disadvantage is the fact that a check of the functionality of Störliohtbogenschutzes is possible only with tension-free switching cells. '
·» Ein «eiteros bekanntes Verfahren besteht darin, daß innerhalb der Kapselung als Indikator Fotodioden oder Foto—Widerstände unterzubringen sinds 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 könneno - · "A" eiteros known method is that accommodate within the encapsulation as an indicator photodiodes or resistors s are allowing the occurrence of an arc fault with optical-electronic © '1 If and development, the detection of arc fault' $ power cables of this arrangement are is that a · 'examination of the indicators are working properly and their Austiochselung only ira de-energized state of the switch cell is possible 6 there is also di © danger that vulnerable voltages via extended Meldeleitmigen. transferred to ground "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 glicheFor the purpose of the invention, in particular, in the case of unipolar insulated installations with compressed gas as insulating medium, the detection is possible by means of isolated installation of the installation and measurement of ground fault currents occurring
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©This method has the disadvantage that a localization of the place of origin of the arc within an isolated unit after Auserbetriebnahü and opening of the enclosure is possible «This leads in particular in pressure-gas-insulated plants rait voltages of 11 ο kV and about to tentaufwendigen measures ©
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« .-,... . ,- Detriment of all identified Forfeited is that retrofitting of Störliehtbogenschutzes into existing systems ^ so far do not have an arc fault, always have a prolonged shutdown of the entire plant or Samraelschienenblockes result ".- .... -
Ziel der ErfindungObject of the invention
Ziel der Erfindung ist es, eine Anordnung zu entwickeln, die eine Lokalisierung des Störlichtbogens in einer Zeit kleiner Io ks ermöglicht« ....·The aim of the invention is to develop an arrangement which allows a localization of the arc fault in a time of small Io ks «.
Bf- 857Bf-857
Darlegung des Wesens der Erfindung .Explanation of the essence of the invention.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Störliohtbogenerfassung zu entwickeln, Meiche nachfolgenden Bedingungen genügt S- . · 'The invention has for its object to develop an arrangement for Störliohtbogenerfassung M eiche following conditions is sufficient S-. · '
~ Erfassung des Störlichtbogens' innerhalb einer Zeit kleiner als 1 ο ras .~ Detection of the fault arc within a time less than 1 ο ras.
- Lokalisierung des Störliclitbogens auf ein Fach- odor einen Schottungsabsohnitt eines Sohaltfeldes- Localization of Störliclitbogens on a specialist odor a partition of a 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«,- testing and evaluation possibilities of the essential components of fault detection outside the live area and easy retrofitting even in installations already constructed or in installations which are not equipped with anti-slip protection systems.
Merkmale dex- Ex'findtmgFeatures 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»Erfindungsgenjci.ß the arc detection in .Cekapsolten switchgear is achieved in that the arc radiation, preferably in Spektralboreich the heat radiation is used as a detection variable and odor a plurality of Lichtleitkabel a part of the light radiation el.nera outside of the monitored space attached optoelectronic transducer '- supplied », At the output of the optooloktronischon converter, ·» constructed according to known circuits »», wiz'd an electrical signal - current or voltage »-, depending on the presence o.itios Siörliehthogen © provided in the Annex t and can be used as tripping criterion have been abgonoaimen for Störliohtbogeni-oohichtunginrichtungon »
-Ausführungsbeispiel : . :.' Embodiment:. :. '
Die Erfindung -wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert»The invention is explained below using an exemplary embodiment »
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 (zeB» Leistungsschalter, Kurzschließer) der elektrische Impuls des opto-elektronischen Wandlers vorIn the accompanying Prinzipzeichmmg Fig «1 shows the arrangement for arc detection in an air- · · · isolated encapsulated MS-Schaltfeld, Fig« 2 in a bulkhead room of a gas-insulated HS-control panel "Occurs in a bulkhead room (k) an arc, so" the associated Lichterseheinung of the through the enclosure (3) guided light guide (i) and your optp-elektroniseben converter (2) fed, ita oto-elektronon converter (2), the conversion of the light pulse via a photodiode with downstream amplifier in an electrical impulse "For the selective determination of the arc, the electrical impulse of the opto-electronic converter is provided, irrespective of the immediate actuation of protective elements (z e B» circuit breaker, short circuiter)
Ort abfragefähig gespeichert«Place available to query "
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,» ·The optoelectronic transducer is preferably constructed according to well-known circuits "encapsulated. Compared to the considerably higher radiation intensity of the arc, MS switching field detectors (Fig. 1) can be reached without difficulty «For pressure-gas-insulated cubicles, the introduction of a fiber optic cable (i) into the enclosure (3) via a pressure-tight screw connection a cast-in or glued-in tap in front of the benches ". -. . ' The use of multiple fiber optic fib? the same . The space to be protected allows the safe avoidance of dead spots. The same effect can be achieved by using only one optical cable by dome-shaped spreading of the individual fibers at the end of the field. lead cable or by intent of a converging lens, »·
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD20185777A DD140802A1 (en) | 1977-11-03 | 1977-11-03 | ARRANGEMENT FOR CONTINUOUS ARC DETECTION IN SECONDARY SWITCHGEAR |
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| DD20185777A DD140802A1 (en) | 1977-11-03 | 1977-11-03 | ARRANGEMENT FOR CONTINUOUS ARC DETECTION IN SECONDARY SWITCHGEAR |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DD140802A1 true DD140802A1 (en) | 1980-03-26 |
Family
ID=5510313
Family Applications (1)
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| DD20185777A DD140802A1 (en) | 1977-11-03 | 1977-11-03 | ARRANGEMENT FOR CONTINUOUS ARC DETECTION IN SECONDARY SWITCHGEAR |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DD (1) | DD140802A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU2017203549B2 (en) * | 2013-05-06 | 2018-12-06 | Massachusetts Institute Of Technology | Alkali metal ion source with moderate rate of ion release and methods of forming |
-
1977
- 1977-11-03 DD DD20185777A patent/DD140802A1/en unknown
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU2017203549B2 (en) * | 2013-05-06 | 2018-12-06 | Massachusetts Institute Of Technology | Alkali metal ion source with moderate rate of ion release and methods of forming |
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