DD235971A1 - Stoerlichtbogenerfassung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Stoerlichtbogenerfassung in elektronischen Anlagen mit Zellen- oder Schrankbauweise, insbesondere in Stromrichtern. Die Erfindung beabsichtigt eine elektronische Stoerlichtbogenerfassung zu entwickeln, die gegen Fremdlichteinfall sicher ist und die es gestattet, eine einfache Funktionspruefung durchzufuehren. Erfindungsgemaess geschieht dies dadurch, dass vor einer Oeffnung eines Schrank- oder Zellengehaeuses eine leitfaehige Schaltfolie senkrecht frei haengend angeordnet ist, dass eine weitere, mit dieser korrespondierende, leitfaehige Schaltfolie isoliert zu dieser befestigt ist, und dass beide Schaltfolien elektrisch mit einer speichernden Auswerteeinrichtung verbunden sind. Die Anwendung der Erfindung ist besonders in Schaltanlagen mit betriebsmaessig auftretenden Schaltlichtboegen und in Schraenken mit hoher Packungsdichte, vorzugsweise in Stromrichtern, moeglich und zweckmaessig. Figur

Description

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Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Störlichtbogenerfassung in elektrotechnischen Anlagen mit Zellen- oder Schrankbauweise, insbesondere in Stromrichtern.

Die Anwendung der Erfindung ist besonders in Schaltanlagen mit betriebsmäßig auftretenden Schaltlichtbögen und in Schränken mit hoher Packungsdichte, vorzugsweise in Stromrichtern, möglich und zweckmäßig.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Zur Erfassung von Störlichtbögen in elektrotechnischen Anlagen werden vor allem optoelektronisch arbeitende Sensoren wie Fototransistoren, Fotodioden oder Fotowiderstände eingesetzt. Die Sensoren müssen dabei ein breitbandiges Spektrum der Lichtstrahlung erfassen, da der mit hohem Blauanteil zündende Störlichtbogen durch die Ionisierung der umgebenden Luft und durch die Verdampfung von Metall (meist Cu, Al und Fe) seine Farbstrahlung verändert. Die mittels solcher Sensoren gewonnenen Signale müssen in jedem Falle verstärkt werden, um die Auslösung eines vorgeordneten Schalters einleiten zu können. Auf die Sensoren fallendes Tages- oder Kunstlicht sowie betriebsmäßig auftretende Schaltlichtbögen können zu unerwünschten Abschaltungen führen. Zur Unterdrückung der Auswirkungen von Schaltlichtbögen werden Verzögerungsglieder eingesetzt, die zwangsläufig auch beim Auftreten eines Störlichtbogens wirksam sind und so der beabsichtigten Schadensbegrenzung entgegenwirken. (DD-PS 108176, DD-PS 148690, DD-PS 0154795, DD-OS 2216238) Es sind auch Anordnungen zur Erfassung von Störlichtbögen mit mindestens zwei Sensoren bekannt, wobei ein Sensor das Fremdlicht (Tages-, Kunstlicht) erfaßt und über eine Subtraktionsschaltung die Ansprechempfindlichkeit (Verstärkung) des zweiten, für die Störlichtbogenerfassung vorgesehenen Sensors herabsetzt. (DD-PS 215431) Weitere Nachteile von optoelektronischen Sensoren sind, daß durch Verschmutzung ihre Wirksamkeit eingeschränkt wird, daß in Schränken mit hoher Packungsdichte mehrere Sensoren erforderlich sind, und daß zur direkten Prüfung ihrer Funktion immer eine zusätzliche Lichtquelle, z. B. ein Vakuumblitzgerät, erforderlich ist. Es ist auch ein Verfahren zum Erkennen eines Störlichtbogens bekannt, bei dem der Spannungsverlauf während einer Viertelperiode mit einem vorgegebenen verglichen wird und bei genügend großer Abweichung auf das Bestehen eines Störlichtbogens geschlossen wird. Dieses Verfahren ist technisch sehr aufwendig, da eine galvanische Trennung und viele elektronische Baugruppen erforderlich sind, und ist insbesondere im Zusammenhang mit den beim Betrieb von Stromrichtern auftretenden Netzrückwirkungen zu unsicher. (DD-PS 209550) Es sind auch Anordnungen bekannt, bei denen die Druckentlastungsklappen von Schaltanlagen im Falle des Auftretens eines Störlichtbogens zum Betätigen eines Reedkontaktes mittels Dauermagnet ausgenutzt werden. (DD-PS 129512) Derartige Anordnungen lassen sich an relativ offenen Schränken (Zuluft- und Abluftöffnungen) und Zellen nicht einsetzen. In weiteren Verfahren zur Störlichtbogenerkennung im gasisolierten Niederspannungsbereich werden voneinander isolierte Hilfselektröden eingesetzt, über die durch den Störlichtbogen bzw. durch die von ihm hervorgerufene Ionisierung eine leitfähige Verbindung entsteht und darüber elektrisch eine Auslösung des vorgeordneten Schalters eingeleitet wird, oder durch eine explosiv-chemische Reaktion ein Hilfskreis geschlossen wird, der wiederum explosiv einen Lichtbogenkurzschluß an einer gewollten Stelle einleitet und so der Störlichtbogen erlischt. (DD-PS 217073, DD-PS 110390) Auch diese Verfahren scheiden wegen ihres hohen technischen Aufwandes und wegen ihres zusätzlichen Platzbedarfes aus.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die Nachteile der optoelektronischen Lösungen zu umgehen, den technisch-ökonomischen Aufwand wesentlich zu reduzieren und auch an relativ offenen elektrotechnischen Anlagen, insbesondere an Stromrichtern, eine funktionssichere Störlichtbogenerfassung zu schaffen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Störlichtbogenerfassung zu entwickeln, die gegen Fremdlichteinfall sicher ist und die es gestattet, eine einfache Funktionsprüfung durchzuführen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zwei leitfähige Folien, beispielsweise Schaltfolien aus leitfähigem Gummi, elektrisch isoliert voneinander vor einer Öffnung eines Schrank- oder Zellengehäüses angeordnet sind, wobei die eine Schaltfolie Massepotential führt und frei senkrecht hängend die Öffnung des zu überwachenden Schaltschrankes bzw. der Schaltzelle überdeckt und die andere Schaltfolie Hilfspotential (Spannung) führt und mechanisch fest, elektrisch isoliert, jedoch mit der erstgenannten Schaltfolie korrespondierend angeordnet ist. In einer weiteren Ausführungsform der elektronischen Störlichtbogenerfassung ist die frei senkrecht hängende Schaltfolie im unteren Teil einseitig mit einem Massestück beschwert. Dieses Massestück kann als Dauermagnet ausgebildet sein.

Ausführungsbeispiel

In einer Gehäusewand 1 eines Schrank- oder Zellengehäuses befindet sich eine Öffnung 2, die von außen noch mit einer nach unten offenen Schutzkappe 5 abgedeckt ist. An der Außenseite der Gehäusewand 1 ist unterhalb der Schutzkappe 5 eine die Öffnung 2 überdeckende Schaltfolie 4 senkrecht herabhängend auf einer Isolierzwischenlage 3 befestigt. Am unteren Ende der Schaltfolie 4 ist im Bereich der Öffnung 2 ein Massestück 7 einseitig befestigt. Dieses Massestück kann beispielswe[se ein Dauermagnet sein. Eine zweite Schaltfolie 6 ist auf einer weiteren Isolierzwischenlage 3 an der Unterseite der Schutzkappe fest aufgebracht. Beide Schaltfolien 4 und 6 sind über abgeschirmte Anschlußleitungen 8 mit einer hier nicht dargestellten, speichernden, beispielsweise mit CMOS-Schaltkreisen aufgebauten, Auswerteeinrichtung verbunden. Beim Auftreten eines Störlichtbogens tritt innerhalb von 3 bis 5 Millisekunden eine Druckwelle auf, die einen kräftigen Luftstrom durch die Öffnungen des Schrank- oder Zellengehäuses, also auch durch die Öffnung 2 der Gehäusewand 1, hervorruft. Hierdurch wird die Schaltfolie 4 aus ihrer Ruhelage gebracht und gegen die zweite Schaltfolie 6 geschleudert. Dadurch entsteht eine kurzzeitige, impulsartige Reduzierung des elektrischen Widerstandes zwischen beiden Schaltfolien 4 und 6, die über die Anschlußleitungen 8 den elektronischen Speicher der hier nicht dargestellten Auswerteeinrichtung umschaltet und damit die Auslösung des vorgeordneten Leistungsschalters der betroffenen elektrischen Anlage bewirkt.

Claims (4)

1. Störlichtbogenerfassung in elektrotechnischen Anlagen mit Schrank- oder Zellenbauweise, insbesondere in Stromrichtern, gekennzeichnet dadurch, daß vor einer Öffnung (2) eines Schrank- oder Zellengehäuses (1) eine leitfähige Schaltfolie (4) senkrecht frei hängend angeordnet ist, daß eine weitere, mit dieser korrespondierende, leitfähige Schaltfolie (6) isoliert zu dieser befestigt ist, und daß beide Schaltfplien (4 und 6) elektrisch mit einer speichernden Auswerteeinrichtung verbunden sind.

- 1 - /HO /O

Erfindungsanspruch:

2. Störlichtbogenerfassung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die senkrecht frei hängende Schaltfolie (4) in ihrem unteren Teil einseitig mit einem Massestück (7) beschwert ist.

3. Störlichtbogenerfassung nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß das Massestück (7) als Dauermagnet ausgebildet ist.

4. Störlichtbogenerfassung nach Punkt 1 und 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Öffnung (2) mit einer nach unten offenen Schutzkappe (5) abgedeckt ist und die Schutzkappe (5) aus ferromagnetischem Material besteht.