DE10054832A1

DE10054832A1 - Protection device for a switchgear that can be used in a switchgear

Info

Publication number: DE10054832A1
Application number: DE2000154832
Authority: DE
Inventors: Edgar Dartenne
Original assignee: Alstom SA
Current assignee: Alstom SA
Priority date: 2000-11-04
Filing date: 2000-11-04
Publication date: 2002-05-08
Also published as: EP1204129A3; EP1204129A2

Abstract

Bei Wartungs- und Reparturarbeiten an Schaltanlagen, insbesondere an luftisolierten Schaltanlagen für Nennspannungen ab 6 kV, gelten im Allgemeinen sehr hohe Sicherheitsstandards. Unter anderem ist darauf zu achten, dass spannungsführende Anlagenteile vor und hinter der Arbeitsstelle freigeschaltet, d. h. von der Nennspannung getrennt, und sachgemäß geerdet werden. Zur Erdung verwendet man häufig mobile Erdungs- und Kurzschließvorrichtungen. Für die Dauer der Wartungs- und Reparaturarbeiten sind die freigeschalteten und geerdeten Anlagenteile gegen Wiederzuschalten der Nennspannung zu sichern, um die arbeitenden Personen oder Wartungskolonnen nicht zu gefährden und auch um Sachschäden zu vermeiden. DOLLAR A Zur Sicherung der Arbeitsstelle wird eine Schutzvorrichtung vorgeschlagen, die ein berührungsloses Objekt-Identifikationssystem (1, 2) aufweist, das erkennt, wenn die mobile Erdungsvorrichtung (EUK) in die Schaltanlage eingesetzt ist und dass dann die Schaltanlage gegen das Wiederzuschalten der Anlagenteile verriegelt. Das Objekt-Identifikationssystem besteht vorzugsweise aus einem Transponder (1), der an der mobilen Erdungsvorrichtung (EUK) angebracht ist, und aus einer Sende- und Empfangseinheit (2), die den Trennschalter der Schaltanlage elektrisch verriegelt, solange sich der Transponder (1) im Sende- und Empfangsbereich der Sende- und Empfangseinheit (2) befindet. Durch diese Maßnahmen wird eine automatische Sicherung gegen zu frühes Wiederzuschalten von ...When maintaining and repairing switchgear, especially air-insulated switchgear for nominal voltages above 6 kV, very high safety standards generally apply. Among other things, care must be taken to ensure that live parts of the system are activated in front of and behind the workstation. H. disconnected from the nominal voltage and properly earthed. Mobile earthing and short-circuiting devices are often used for earthing. For the duration of the maintenance and repair work, the isolated and earthed parts of the system must be secured against the nominal voltage being switched on again in order not to endanger the working people or maintenance columns and to avoid damage to property. DOLLAR A To protect the work place, a protective device is proposed which has a non-contact object identification system (1, 2) that detects when the mobile earthing device (EUK) is inserted in the switchgear and then locks the switchgear against the system parts being switched on again , The object identification system preferably consists of a transponder (1), which is attached to the mobile earthing device (EUK), and a transmitter and receiver unit (2), which electrically locks the switchgear's disconnector as long as the transponder (1) located in the transmission and reception area of the transmission and reception unit (2). Through these measures, an automatic protection against premature re-activation of ...

Description

Die Erfindung betrifft eine Schutzvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruch 1 sowie eine damit ausgestattetes Schaltgerät sowie eine Schaltanlage nach dem Oberbegriff eines der nebengeordneten Ansprüche.The invention relates to a protective device according to the Preamble of claim 1 and one equipped with it Switchgear and a switchgear according to the preamble of a of the secondary claims.

Bei Wartungs- und Reparaturarbeiten an Schaltanlagen, insbesondere an luftisolierten Schaltanlagen für Nennspannungen ab 6 kV, gelten im Allgemeinen sehr hohe Sicherheitsstandards. Unter anderem ist darauf zu achten, dass spannungsführende Anlagenteile vor und hinter der Arbeitsstelle freigeschaltet, d. h. von der Nennspannung getrennt, und sachgemäß geerdet werden. Zur Erdung verwendet man häufig mobile Erdungs- und Kurzschließvorrichtungen, im Folgenden kurz Erdungsvorrichtungen genannt. Diese mobilen Erdungsvorrichtungen bestehen üblicherweise aus einem leitenden Gestänge mit einem Haken an dem einen Ende und mit einer Kupplung für einen Erdungsanschlußbolzen an dem anderen Ende. Für die Dauer der Wartungs- und Reparaturarbeiten sind die freigeschalteten und geerdeten Anlagenteile gegen Wiederzuschalten der Nennspannung zu sichern, um die arbeitenden Personen oder Wartungskolonnen nicht zu gefährden und auch um Sachschäden zu vermeiden.For maintenance and repair work on switchgear, especially on air-insulated switchgear for Nominal voltages from 6 kV are generally very high Safety standards. Among other things, it is important to ensure that live system parts in front of and behind the Job unlocked, d. H. from the nominal voltage disconnected and properly grounded. Used for grounding one often uses mobile earthing and short-circuiting devices, in Below briefly called earthing devices. This mobile Grounding devices usually consist of one conductive linkage with a hook at one end and with one coupling for one earthing pin on the other The End. For the duration of maintenance and repair work the isolated and grounded system parts against Reconnect the rated voltage to secure the not to endanger working people or maintenance columns and also to avoid damage to property.

Die Sicherung der Arbeitstelle geschieht bekanntermaßen durch eine manuelle Blockade der entsprechenden Schaltgeräte (z. B. Leistungsschalter oder Trennschalter), um unbeabsichtigtes Wiederzuschalten der Nennspannung, d. h. Fehlschaltungen, zu verhindern. Es ist auch bekannt den schaltungsberechtigten Personen die Tatsache, dass die Arbeitstelle geerdet ist, zu melden und optisch anzuzeigen, insbesondere dann, wenn diese Personen die Arbeitsstelle nicht einsehen können, weil die Schalthandlungen von entfernt liegenden Warten aus erfolgen. Somit gibt es an sich bereits Schutzvorrichtungen für Schaltanlagen zum sicheren Wiederzuschalten von freigeschalteten und mittels einer mobilen Erdungsvorrichtung geerdeten Anlagenteilen an die Nennspannung. Diese bekannten Schutzvorrichtungen sind jedoch nur beschränkt zuverlässig. Nicht nur technische Defekte, wie etwa das Ausfallen der optischen Anzeige, können auftreten. Auch menschliches Versagen wird bei diesen Schutzvorrichtungen zur Gefahr. So kann es passieren, dass die Meldung des Erdungszustandes vergessen wird oder dass die optische Anzeige von dem schaltberechtigten Personal übersehen wird.The job is known to be secured by a manual blockage of the corresponding switching devices (e.g. Circuit breaker or disconnector) to prevent accidental Reactivating the nominal voltage, d. H. Mishandling, too prevent. It is also known to those authorized to switch People that the job is grounded report and visually display, especially if this People cannot see the job because the Switching operations are carried out from remote control rooms. Thus there are already protective devices for Switchgear for the safe reclosing of unlocked and using a mobile earthing device grounded system parts to the nominal voltage. These well-known Protection devices are, however, only of limited reliability. Not just technical defects, such as the failure of the optical display, may occur. Human too Failure becomes a danger with these protective devices. So it can happen that the message of the grounding condition is forgotten or that the visual display of the switching personnel is overlooked.

Es gibt auch Schutzvorrichtungen, bei denen für die Sicherung der Arbeitsstelle stationär installierte Erdungsschalter eingesetzt werden, die über elektrische Motoren angetrieben werden. Die Motorensteuerung wirkt nicht nur auf die Motoren des Erdungsschalters, sondern auch auf eine Verriegelungsschaltung, die die elektrischen Antriebe der Schaltgeräte und Trennschalter während der Wartung- und Reparaturarbeiten zumindest solange blockiert, wie die Erdungschalter eingeschaltet sind. Diese Lösung ist jedoch sehr aufwendig und kostenintensiv. Es sind hohe Investitionsaufwendungen, sowohl für die Erstinstallation als auch für die erforderlichen Wartungs- und Instandhaltungsarbeiten über die gesamte mehrjährige Betriebszeit, zu leisten.There are also safeguards that are used for securing Earthing switches installed stationary at the workplace are used, which are driven by electric motors become. The motor control does not only affect the motors of the earthing switch, but also on one Interlock circuit that the electrical drives of the Switchgear and disconnectors during maintenance and Repair work blocked at least as long as that Earthing switches are switched on. However, this solution is very complex and expensive. They are high Investment costs, both for the initial installation and also for the necessary maintenance and Maintenance work over the entire multi-year period Operating time.

Aufgabe der Erfindung ist es, unter Überwindung der genannten Nachteile eine verbesserte Schutzvorrichtung und eine damit ausgestattete Schaltanlage vorzustellen. The object of the invention is to overcome the above Disadvantages of an improved protection device and thus to present equipped switchgear.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Schutzvorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 1 sowie durch eine Schaltanlage mit den Merkmalen nach dem nebengeordneten Anspruch.This task is solved with a protective device the features of claim 1 and by a switchgear with the features according to the secondary claim.

Demnach weist die erfindungsgemäße Schutzvorrichtung eine berühungsloses Objekt-Identifikationssystem auf, das erkennt, wenn die mobile Erdungsvorrichtung in die Schaltanlage eingesetzt ist und das dann die Schaltanlage gegen das Wiederzuschalten der Anlagenteile verriegelt.Accordingly, the protective device according to the invention has a contactless object identification system that recognizes when the mobile grounding device in the switchgear is used and then the switchgear against that The system parts locked again.

Durch diese Maßnahmen wird eine automatische Sicherung gegen zu frühes Wiederzuschalten von freigeschalteten Anlageteilen erreicht. Dabei ist der Einsatz eines berühungslosen Objekt- Identifikationssystems besonders vorteilhaft, weil damit ein sehr zuverlässiges Erkennen des Erdungszustandes erreicht wird. Die erfindungsgemäße Sicherung der Schaltanlage ist sehr sicher, insbesondere gegen menschliches Versagen.These measures will automatically secure against reactivation of activated system parts too early reached. The use of a non-contact object Identification system particularly advantageous because of this very reliable detection of the earthing condition achieved becomes. The switchgear fuse according to the invention is very good safe, especially against human error.

Fehlschaltungen oder andere Gefahrenquellen sind ausgeschlossen. Außerdem ist die Schutzvorrichtung sehr schnell und mit geringem Aufwand jederzeit in bestehende Schaltanlagen nachrüstbar. Die erfindungsgemäße mobile Erdungsvorrichtung, die mit einem Transponder, auch Tag genannt, ausgerüstet ist, kann ebenfalls in herkömmlichen Schaltanlagen, die keine Sende-Empfangsvorrichtung aufweisen, eingesetzt werden, wobei dann jedoch keine Schutzwirkung mehr besteht. Incorrect switching or other sources of danger locked out. In addition, the protection device is very quickly and with little effort in existing at any time Switchgears can be retrofitted. The mobile according to the invention Grounding device using a transponder, also day called, equipped, can also in conventional Switchgear that do not have a transceiver, are used, but then no more protective effect consists.

Besonders vorteilhafte Ausführungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Particularly advantageous embodiments of the invention result from the subclaims.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn eine drahtloses, insbesondere funkbetriebenes, Identifikationssystem eingesetzt wird.It is particularly advantageous if a wireless, in particular radio-operated, identification system is used.

In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn das Identifikationssystem einen Transponder aufweist, der an der mobilen Erdungsvorrichtung angeordnet ist, und wenn das Identifikationssystem eine Sende- und Empfangseinheit aufweist, die mit der elektrischen Steuerung für einen Trennschalter der Schaltanlage verbunden ist, und die den Trennschalter elektrisch verriegelt, falls der Transponder sich im Sende-und Empfangsbereich der Sende- und Empfangseinheit befindet. Da es sich bei dem Transponder um ein nicht aktives elektronisches Bauelement handelt, kann die mobile Erdungsvorrichtung EUK auch in herkömmlicher Benutzungsweise eingesetzt werden, d. h. in den bekannten Schaltanlagen, die nicht mit dem hier vorgestellten Objekt-Identifikationssystem ausgestattet sind.In this context, it is particularly advantageous if that Identification system has a transponder on the mobile grounding device is arranged, and if that Identification system has a transmitting and receiving unit, the one with the electrical control for a disconnector Switchgear is connected, and the disconnector electrically locked if the transponder is in the transmit and Reception area of the sending and receiving unit is located. Because it the transponder is an inactive electronic Component is, the mobile earthing device EUK can also be used in conventional use, d. H. in the well-known switchgear that is not with the here featured object identification system.

Auch ist es vorteilhaft, wenn die Ausbreitung der Funksignale auf ein Schaltfeld oder auf eine Schaltzelle begrenzt ist. Dadurch werden Störungen und unbeabsichtigte Einflüsse auf benachbarte Schaltfelder bzw. Schaltzellen ausgeschlossen.It is also advantageous if the spread of the radio signals is limited to a switch panel or a switch cell. This eliminates interference and unintended influences Adjacent panels or switch cells excluded.

Im Weiteren wird die Erfindung näher beschrieben anhand eines Ausführungsbeispiels, das in der beiliegenden Figur schematisch dargestellt ist:The invention is described in more detail below with the aid of a Embodiment that in the accompanying figure is shown schematically:

Die Figur zeigt eine Schaltanlage mit einer erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung, die ein berührungsloses Objekt- Identifikationssystem bestehend aus einen Transponder 1 und aus einer Sende- und Empfangseinheit 2 enthält. Der Transponder 1 ist an einer mobilen Erdungsvorrichtung EUK - auch Erdungs- und Kurzschlußvorrichtung genannt - angeordnet, die in die Schaltanlage eingesetzt werden kann, um freigeschaltete Anlagenteile zu erden. Die mobile Erdungsvorrichtung ist in diesem Beispiel als Gestänge in Form eines Erdungshakens EUK ausgebildet, der die zu erdende Leitungsverbindung 5 mit dem Gestell der Schaltanlage über einen Erdungsanschlussbolzen 3 verbindet. Solange der Erdungshaken EUK in die Schaltanlage eingesetzt ist, darf kein Wiederzuschalten der freigeschalteten Anlagenteile auf die spannungsführende Leitungsverbindung 4 erfolgen. Deshalb ist die Schaltanlage mit einer erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung ausgestattet, die folgendermaßen funktioniert:The figure shows a switchgear assembly with a protective device according to the invention, which contains a non-contact object identification system consisting of a transponder 1 and a transmitting and receiving unit 2 . The transponder 1 is arranged on a mobile earthing device EUK - also called earthing and short-circuiting device - which can be used in the switchgear in order to earth disconnected system parts. In this example, the mobile earthing device is designed as a linkage in the form of an earthing hook EUK, which connects the line connection 5 to be earthed to the frame of the switchgear assembly via an earthing connection bolt 3 . As long as the EUK earthing hook is inserted in the switchgear, the disconnected system parts must not be switched back to the live cable connection 4 . Therefore, the switchgear is equipped with a protective device according to the invention, which works as follows:

Der Transponder 1 steht in Funkverbindung mit der Sende- und Empfangseinheit 2. Solange sich der Transponder 1 im Sende- und Empfangsbereich befindet, wird ein Wiederzuschalten der Anlagenteile (hier: das Schließen des Trennschalters) blockiert. In diesem Falle geht das Objekt- Identifikationssystem davon aus, dass die mobile Erdungsvorrichtung EUK in die Schaltanlage eingesetzt ist, d. h. das ein Erdungszustand herrscht. Erst wenn die mobile Erdungsvorrichtung EUK aus der Schaltanlage entfernt wird und sich somit nicht mehr im Sende- und Empfangsbereich befindet, wird ein Wiederzuschalten der freigeschalteten Anlagenteile zugelassen. Die Sende- und Empfangseinheit 2 ist dazu mit einer (nicht dargestellten) Steuerung verbunden, die den Trennschalter der Schaltanlage steuert, d. h. blockiert oder freigibt. Solange sich der Transponder 1 im Sende- und Empfangsbereich befindet, meldet die Sende- und Empfangseinheit 2 an die Steuerung ein Signal zur Blockade des Trennschalters. Damit ist der Trennschalter gegen ein Wiederzuschalten der Nennspannung verriegelt. Erst wenn sich der Transponder 1 außerhalb des Sende- und Empfangsbereiches befindet, sendet die Sende- und Empfangseinheit 2 an die Steuerung des Trennschalters ein Freigabesignal.The transponder 1 is in radio communication with the transmitting and receiving unit 2 . As long as the transponder 1 is in the transmission and reception area, the system parts are blocked from being switched on again (here: the disconnector is closed). In this case, the object identification system assumes that the mobile earthing device EUK is inserted in the switchgear, ie that there is an earthing condition. Only when the mobile earthing device EUK is removed from the switchgear and is therefore no longer in the transmission and reception area, is it possible to reactivate the activated system parts. For this purpose, the transmitting and receiving unit 2 is connected to a controller (not shown) which controls, ie blocks or releases, the switchgear's disconnector. As long as the transponder 1 is in the transmission and reception area, the transmission and reception unit 2 reports a signal to the controller to block the isolating switch. The isolating switch is thus locked against the nominal voltage being switched on again. Only when the transponder 1 is outside the transmission and reception area, does the transmission and reception unit 2 send an enable signal to the control of the disconnector.

Das Objekt-Identifikationssystem arbeitet im Mikrowellenbereich. Der Einsatz von Transpondern ist an sich aus einem anderen technischen Bereich bekannt, nämlich aus dem Bereich der sogenannten Sekundär-Radarsysteme, die ebenfalls im Mikrowellenbereich arbeiten. Der Transponder wird üblicherweise auch als Tag bezeichnet.The object identification system works in Microwave range. The use of transponders is in itself known from another technical area, namely from the Range of so-called secondary radar systems, which also work in the microwave range. The transponder will usually referred to as a day.

Bei der erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung ist zusätzlich jede einzelne Erdungsvorrichtung mit einem Transponder versehen, der durch eine eindeutige Kennung identifizierbar ist. Somit kann auch jede einzelne mobile Erdungsvorrichtung identifiziert werden. Jedoch kann ohne Einfluss auf die Grundfunktion zur Schutz gegen unbeabsichtigtes Erden auf eine Identifikation zwischen dem Tag und dem Sende-Empfangsgerät verzichtet werden. Der Sende- und Empfangsbereich der Sende- und Empfangseinheit ist so eingestellt, dass er den Einsatzort der mobilen Erdungsvorrichtung voll erfasst. Dadurch wird sichergestellt, dass ein Wiederzuschalten der Anlagenteile erst dann erfolgt, wenn sich die mobile Erdungsvorrichtung weit genug entfernt von ihrem Einsatzort befindet. Damit wird ausgeschlossen, dass ein Erdungszustand bei Wiederzuschaltung besteht und es zu Unfällen und Schäden kommt. Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Eine erfindungsgemäße Sicherungsvorrichtung kann auch so ausgeführt werden, dass eine drahtlose Übertragung zwischen Sende-Empfangsteil und Transponder über Infrarotsignale oder Ultraschallsignale erfolgt. Der Tag wird untrennbar mit der mobilen Erdungsvorrichtung EUK verbunden, damit sein absichtliches oder auch unabsichtliches Entfernen, was zur Aufhebung der Schutzwirkung führen würde, nicht passieren kann. Die Sende- und Empfangseinheit wird dergestalt in den Steuerungskreis des Motorantriebs eingebunden, das eine Blockade des Schaltgerätes nur im Schaltzustand "Aus" erfolgt. Ein optisches Signal zeigt an, sobald die Sende- und Empfangseinheit den Transponder erkannt oder erfasst hat. In the protective device according to the invention is additional every single earthing device with a transponder provided that can be identified by a unique identifier is. This means that every single mobile earthing device can also be used be identified. However, without affecting the Basic function for protection against unintentional grounding on a Identification between the tag and the transceiver to be dispensed with. The send and receive area of the send and receiving unit is set to the Location of the mobile earthing device fully recorded. This ensures that the Plant parts only take place when the mobile Grounding device far enough from its place of use located. This precludes a grounding condition when reactivated there is an accident and damage comes. The invention is not based on the described Embodiment limited. An inventive Safety device can also be designed so that a wireless transmission between the transceiver and Transponders via infrared signals or ultrasound signals he follows. The day becomes inseparable from the mobile Grounding device EUK connected, so that its deliberate or unintentional removal, which can lead to the lifting of the Protective effect, cannot happen. The broadcast and receiving unit is thus in the control circuit of the Motor drive integrated, which is a blockage of the switching device only in the switching state "Off". An optical signal shows as soon as the transmitting and receiving unit receives the transponder recognized or recorded.

Die vorgeschlagene Schutzvorrichtung ermöglicht ein automatisches Sichern gegen Wiederzuschalten von freigeschalteten Anlageteilen, wobei der Einsatz eines Objekt- Identifikationssystems eine sehr kostengünstige Lösung im Vergleich zu den herkömmlichen Lösungen darstellt. Insbesondere kann auf kostenintensive motorgetriebene Geräte verzichtet werden. Auch ist eine zusätzliche manuelle Sicherung vor Wiederzuschalten oder eine Meldung des Erdungszustandes nicht erforderlich. Fehlschaltungen aufgrund von nicht vollständig und gemäß den Sicherheitsregeln durchgeführten Maßnahmen sind somit ausgeschlossen.The proposed protective device enables one automatic protection against reactivation of activated system parts, whereby the use of an object Identification system a very inexpensive solution in Compared to conventional solutions. In particular, you can rely on costly motor-driven devices to be dispensed with. Also is an additional manual Backup before reconnecting or a message from Grounding condition is not required. Maloperation due to from incomplete and according to the safety rules implemented measures are therefore excluded.

Claims

1. Protection device for a switchgear that can be used in a switchgear for the safe re-connection of activated system parts that are earthed by means of a mobile earthing device (EUK) to the nominal voltage, characterized in that the protection device has a non-contact object identification system ( 1 , 2 ) that detects if the mobile earthing device (EUK) is inserted in the switchgear and then locks the switchgear against switching the system parts on again.

2. Protection device according to claim 1, characterized in that the identification system is a wireless, in particular a radio-operated, identification system ( 1 , 2 ).

3. Protection device according to claim 2, characterized in that the identification system contains a transponder ( 1 ), which is arranged on the mobile earthing device (EUK), and a transmitting and receiving unit ( 2 ), which with the electrical control for the switching device, in particular for the disconnector of a switchgear, and which electrically locks the switching device if the transponder ( 1 ) is in the transmission and reception area of the transmission and reception unit ( 2 ).

4. Protection device according to claim 3, characterized in that the transponder ( 1 ) is inseparable from the mobile earthing device (EUK).

5. Protection device according to claim 3, characterized in that the transmitting and receiving unit ( 2 ) causes a blockage of the drive control of the switching device only in the switched-off state of the switching device.

6. Protection device according to claim 3, characterized in that the transmitting and receiving unit ( 2 ) releases a blockage of the drive control of the switching device only after a predefinable time delay.

7. Protection device according to claim 3, characterized in that the transmitting and receiving unit ( 2 ) emits a radio signal which is limited to a switch panel or a switch cell.

8.Switchgear for a switchgear with a protective device for securely reconnecting parts of the system which have been activated and are earthed by means of a mobile earthing device (EUK), characterized in that the protective device has a non-contact object identification system ( 1 , 2 ) which detects when the mobile earthing device (EUK) is inserted in the switchgear and then locks the switchgear against switching the system parts on again.

9. Switching device according to claim 8, characterized in that the switchgear a circuit breaker or a Disconnector is in a switchgear, in particular in an air-insulated switchgear.

10. Switchgear with a switching device and with a protective device for the safe re-connection of activated system parts that are earthed by means of a mobile earthing device (EUK) to the nominal voltage, characterized in that the protective device has a non-contact object identification system ( 1 , 2 ) that detects if the mobile earthing device (EUK) is inserted in the switchgear and then locks the switchgear against switching the system parts on again.