DD234540A1 - Verfahren zur erhoehung der abschaltgeschwindigkeit von stoerlichtboegen - Google Patents

Abstract

Das Verfahren dient der Erhoehung der Abschaltgeschwindigkeit von Stoerlichtboegen in offenen oder gekapselten elektrotechnischen Schaltanlagen sowie in fabrikfertigen oder vor Ort gefertigten Erzeugnissen. Es wird vorgeschlagen, nach dem Erkennen eines Stoerlichtbogens durch entsprechende Mess- und Auswertegeraete antiparallel zwischen die Leiter des Primaerstromkreises geschaltete Leistungsthyristoren verzoegerungsfrei zu zuenden und gleichzeitig einen Kurzschliesser sowie die den Fehlerort speisenden Schaltgeraete anzuregen. Die Leistungsthyristoren werden nach dem Einschalten des Kurzschliessers wieder gesperrt. Figur

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung der Abschaltgeschwindigkeit von Storhchtbogen in offenen oder gekapselten elektrotechnischen Schaltanlagen sowie in fabrikfertigen oder vor Ort gefertigten Erzeugnissen

Charakteristik der bekannten technischen Losungen

Trotz ausgereifter Konstruktionsmaßnahmen und sorgfaltiger Fertigung ist es nicht möglich, das Entstehen von Storhchtbogen in elektrotechnischen Anlagen völlig zu verhindern Trotz Anwendung der Isolationskoordination können durch Blitz oder Schaltuberspannungen im Netz, Fehlschalthandlungen oder Geratefehler Storhchtbogen ausgelost werden, die auf Grund der entstehenden Druckwelle und der Strahlungswirkung einmal erhebliche Schaden in der Anlage entstehen lassen und zum anderen in der Nahe befindliche Personen erheblich gefährden können Die Schadenshohe und das Maß der Gefahrdung hangen wesentlich von der Einwirkdauer des Lichtbogens ab, die in Abhängigkeit von den Auslosezelten der vorgeordneten Schaltanlagen bis zu mehreren Sekunden betragen kann Es sind deshalb bereits verschiedene Maßnahmen bekannt, um die Einwirkdauer des Storlichtbogens zu verkurzen

Durch Gerate, die das Auftreten eines Storlichtbogens mit licht-, druck- oder temperaturempfindlichen Fühlern erkennen, wird auf das vorgeordnete Schaltorgan eingewirkt, welches die Abschaltung der geschützten Einheit herbeifuhrt Die Losungen haben jedoch verschiedene Nachteile

Anordnungen, die besonders in Mittelspannungs-Schaltanlagen verwendet werden und bei denen durch Druckklappen eine Druckentlastung und mit diesen gekoppelte Kontaktvorrichtungen die Auslosung des vorgeordneten Schalters erfolgt, benotigen eine Anregezeit bis zum Erkennen eines Storlichtbogens von mindestens 10 ms Derartige druckempfindliche Systeme sind auch nur in gekapselten Anlagen verwendbar

Anordnungen mit thermisch bewirkter Auslosung besitzen ebenfalls lange Anregezeiten Durch den Einsatz optischer Lichtbogenwachter, wie sie ζ 8 in der etz Bd 104 (1983) Heft 18, Seite 975 bis 978 vorgeschlagen wurden, gelingt es zwar, die Anregezeit zu verkurzen, in Verbindung mit den herkömmlichen Schaltgeraten der vorgeordneten Schaltungsebene entstehen aber immer noch Ausschaltzelten von insgesamt mindestens 40 ms Innerhalb dieser Zeit können jedoch bereits erhebliche Schaden verursacht werden

Zur weiteren Reduzierung der Einwirkdauer des Lichtbogens ist es deshalb aus der Fachliteratur bereits bekannt, durch schnellschaltende Kurzschließer einen metallischen Kurzschluß herbeizufuhren, dadurch den Storhchtbogen innerhalb weniger Millisekunden zu loschen und den Kurzschluß über den vorhandenen Kurzschlußschutz durch das übergeordnete Schaltorgan abzuschalten (DD-PS 108176, H02 H7/22)

Mechanisch wirkende Kurzschließer sind aber kompliziert und teuer, wegen ihres großen Bauvolumens in Niederspannungsanlagen nicht anwendbar und deshalb praktisch bisher nicht idealisiert worden

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, eine einfache Losung zur Beherrschung von Storhchtbogen in elektrotechnischen An lagen offener oder gekapselter Bauart zu scharfen, so daß schädliche Auswirkungen auf Personen und Anlagen durch Druck oder Strahlung vermieden werden

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die technische Aufgabe, die durch die Erfindung gelost wird

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren anzugeben mit dessen Hilfe die Erhöhung der Abschaltgeschwindigkeit von Storhchtbogen mit einfachen Mitteln ermöglicht wird

Merkmale der Erfindung

Erfindungsgemaß wird die Aufgabe dadurch gelost, daß nach Erkennen eines Storlichtbogens durch entsprechende Meß- und Auswertegerate antiparallel zwischen die Leiter des Primarstromkreises geschaltete Leistungsthynstoren verzogerungsfrei gezündet werden, gleichzeitig ein als Kurzschließer arbeitendes Schaltgerat sowie das bzw die den Fehlerort speisenden Schaltgerate (Leistungsschalter) angeregt werden und die Leistungsthynstoren nach dem Einschalten des als Kurzschließer arbeitenden Schaltgerats wieder gesperrt werden

Das oben als Kurzschließer benannte Schaltgerat kann ein elektromechanisch^ Schaltgerat, wie ein Leistungsschalter, Schaltschutz oder Trennschalter, bei Gleiehspannungs- bzw Stromrichteranlagen aber auch ein leistungselektronisches Schaltgerat sein

Über den vorhandenen Anlagenschutz werden zusätzlich Abschaltbefehle auf die den Kurzschluß speisenden Schaltgerate der Anlage in Abhängigkeit von der Hohe des Kurzschlußstromes und der Staffelzeit erteilt Bei einem dreiphasigen System brauchende antiparaliel geschalteten Leistungsthynstoren u U nurzwischen den Außenleitern und dem Mittelleiter angeordnet sein

-2- 730 40

Durch dieerfindungsgemaßen Maßnahmen ist es möglich, den Storlichtbogen innerhalb von 0,1 Millisekunden oder weniger ab Erteilung des Ausschaltbefehls zu loschen Innerhalb dieser Zeit ist die Druck und Strahlungswirkung aber noch so gering, daß keine Anlagen Schaden bzw eine Personengefahrdung eintreten kann

Die Anwendung der erfindungsgemaßen Maßnahmen ist gleichermaßen bei Niederspannungs- wie Hochspannungsanlagen sowie bei gekapselten oder offenen Schaltanlagen möglich

Ausfuhrungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausfuhrungsbeispiel naher erklart werden Die Zeichnung zeigt die Anordnung einer Schaltanlage, bei der eine Unterspannungssammelschiene 1 über einen Transformator 2 von einer Oberspannungssammelschiene 3 gespeist wird

Ein auftretender Storlichtbogen wird von den sich an gefährdeten Stellen der Baueinheiten, Felder, Schranke oder Fächer angeordneten Fühlern eines Lichtbogenwachters erfaßt bzw durch Auswertung des Stromes mit Hilfe von Stromwandlern und einer zugeordneten Auswerteinheit erkannt und die Information einer Synchronlogik 4 übermittelt Diese erteilt einen Auslosebefehl von > 20 ms Impulsbreite parallel auf zwischen die Außenleiter und den Mittelleiter des Pnmarstromkreises antiparallel geschaltete Thyristoren 5, einen als primären Kurzschließer eingesetztes Schaltgerat 6 sowie die vorgeordneten den Kurzschluß speisenden Leistungsschalter? und 8

Der Kurzschlußstrom, der den Storlichtbogen speist, kommutiert von der Lichtbogenstrecke auf die Schaltstrecken über die Thyristoren 5 und es entsteht ein Spannungsabfall über den Thyristoren (U-m = 0,8 V), der viel kleiner ist, als die Bogenspannung des Storlichtbogens (U_LS s 15V/cm) Der Lichtbogen verlischt (U = 0) Zeitgleich wird der Kurzschlußvorgang über das Schaltgerat6 (< 20ms) eingeleitet Durch einen Hilfsschalter des Kurzschließers (Schaltgerat 6) wird dieThynstoranregung aufgehoben, d h die Thyristoren loschen, nachdem der metallische Kurzschluß eingeleitet ist, und der Kurzschlußstrom kommutiert auf das Schaltgerat 6 Die Abschaltung des Kurzschlußstromes erfolgt durch die gleichzeitig angeregten vorgeordneten Leistungsschalter? und 8 Parallel zur Anregung durch die Synchronlogik4 werden die Leistungsschalter? und 8 durch den vorhandenen Anlagenschutz angeregt

Claims (1)

1. -1- 730 40

   Patentansprüche

   1 Verfahren zur Erhöhung der Abschaltgeschwindigkeit von Storhchtbogen in offenen oder gekapselten elektrotechnischen Schaltanlagen und Erzeugnissen gekennzeichnet dadurch, daß nach dem Erkennen des Storlichtbogens antiparallel zwischen die Leiter des Primarstromkreises geschaltete Leistungsthyristoren (5) verzogerungsfrei gezündet werden, gleichzeitig ein als Kurzschließer arbeitendes Schaltgerat (6) sowie die den Fehlerort speisenden Schaltgerate (7, 8) angeregt werden und die Leistungsthynstoren (5) nach dem Einschalten des als Kurzschließer arbeitenden Schaltgerats (6) wieder gesperrt werden

   2 Schaltungsanordnung zur Durchfuhrung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß bei einem dreiphasigen System die antiparallel geschalteten Thyristoren (5) zwischen den Außenleitern und dem Mittelleiter angeordnet sind

   Hierzu 1 Seite Zeichnung