DE102012005463A1 - Method for testing a gas-insulated high-voltage electrical equipment, in particular for testing an SF6-filled high-voltage circuit breaker, and circuit arrangement comprising at least one high-voltage electrical operating means with an insulating gas filling - Google Patents

Method for testing a gas-insulated high-voltage electrical equipment, in particular for testing an SF6-filled high-voltage circuit breaker, and circuit arrangement comprising at least one high-voltage electrical operating means with an insulating gas filling Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung eines gasisolierten elektrischen Hochspannungsbetriebsmittels, insbesondere eines Leistungsschalters, umfassend wenigstens eine Gasbefüllung oder eine Gasentnahme mittels einer Befüll- oder Entnahmeeinrichtung, die Überwachung des Befüll- oder Entnahmevorgangs durch Überwachung einer oder mehrerer Messgrößen von Zuständen oder Zustandsänderungen der Befülleinrichtung, der Entnahmeeinrichtung und/oder des Betriebsmittels und/oder einer Gasbevorratungseinrichtung, ausgewählt aus den Messgrößen Masse, Temperatur, Druck und Volumenstrom sowie die Außerbetriebnahme oder Inbetriebnahme des Betriebsmittels zwecks dessen Überprüfung mittels wenigstens einer Steuereinrichtung und wenigstens einer galvanisch von der Steuereinrichtung getrennten Bedieneinrichtung, wobei das Verfahren eine Überwachung und Visualisierung des Betriebszustandes oder Schaltzustandes des Betriebsmittels an der Bedieneinrichtung umfasst.The invention relates to a method for testing a gas-insulated high-voltage electrical equipment, in particular a circuit breaker, comprising at least one gas filling or gas removal by means of a filling or removal device, the monitoring of the filling or removal process by monitoring one or more measures of states or changes in state of the filling, the removal device and / or the operating means and / or a gas storage device selected from the measured quantities mass, temperature, pressure and flow rate and the decommissioning or commissioning of the equipment for the purpose of its review by means of at least one control device and at least one galvanically separated from the control device operating the, Method comprises monitoring and visualization of the operating state or switching state of the operating means on the operating device.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung eines gasisolierten elektrischen Hochspannungsbetriebsmittels, insbesondere ein Verfahren zur Inbetriebnahme eines solchen Betriebsmittels nach Wartung und Wiederinbetriebnahme oder als Erstinbetriebnahme. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Schaltungsanordnung, umfassend wenigstens ein elektrisches Hochspannungsbetriebsmittel mit einer Isoliergasfüllung.The invention relates to a method for testing a gas-insulated high-voltage electrical equipment, in particular a method for starting such a device after maintenance and recommissioning or as a first commissioning. The invention further relates to a circuit arrangement comprising at least one high-voltage electrical operating medium with an insulating gas filling.

Als Hochspannungsbetriebsmittel kommen beispielsweise elektrische Leistungsschalter und Messwandler in Betracht. Messwandler dienen der Transformation von Wechselspannungen und Wechselströmen auf einheitliche Werte, die mit Messinstrumenten erfassbar sind. Ein Messwandler erlaubt die galvanische Trennung zwischen Messobjekt und Messinstrument.As a high-voltage resources, for example, electrical circuit breakers and transducers into consideration. Transducers are used to transform alternating voltages and alternating currents to uniform values that can be detected with measuring instruments. A transducer allows galvanic isolation between the test object and the measuring instrument.

Leistungsschalter dienen dazu, Nennstrom dauernd und Überströme sowie Kurzschlussströme kurzfristig zu führen. Leistungsschalter dienen in der Regel zum Unterbrechen hoher Wechselströme.Circuit-breakers are used to maintain rated current permanently and short-circuit overcurrents and short-circuit currents. Circuit breakers are usually used to interrupt high alternating currents.

Solche elektrische Betriebsmittel sind häufig mit einem Isolier- und Löschgas gefüllt. Als Löschgas kommt beispielsweise SF6 (Schwefelhexafluorid) in Betracht. Beispielsweise eine Kontakttrennung in einem Leistungsschalter führt zunächst zu einem Lichtbogen zwischen den Kontakten, die beispielsweise in einem mit Isoliergas gefüllten Schaltgerätepol angeordnet sind. In den Schaltgerätepolen ist das Isoliergas unter einem vorgegebenen Mindestdruck eingeschlossen und bewirkt ein Erlöschen eines entstehenden Lichtbogens.Such electrical equipment is often filled with an insulating and quenching gas. Suitable extinguishing gas is, for example, SF 6 (sulfur hexafluoride). For example, a contact separation in a circuit breaker initially leads to an arc between the contacts, which are arranged for example in a filled with insulating Schaltgerätepol. In the Schaltgerätepolen the insulating gas is trapped below a predetermined minimum pressure and causes extinction of a resulting arc.

Sowohl die Schaltgerätepole von Leistungsschaltern als auch andere isoliergasgefüllte Gehäuse von elektrischen Betriebsmitteln sind als Druckkörper ausgebildet, die bestimmte Dichtigkeits- und Festigkeitsanforderungen erfüllen müssen, um den durch die Druckbeaufschlagung und/oder durch Schaltvorgänge entstehenden Kräften sicher standzuhalten. Diese Druckkörper sind häufig Hohlkörper aus Porzellan und Stahl, welche beispielsweise ständig mit einem inneren Überdruck von 8 bar beaufschlagt sind. Bei Schaltvorgängen in einem Leistungsschalter können beispielsweise Druckspitzen bis zu 15 bar über Atmosphärendruck auftreten. Der Festigkeit des Materials kommt dabei eine entscheidende Bedeutung zu. Bei einer Wiederinbetriebnahme eines gewarteten Leistungsschalters und bei einer Erstinbetriebnahme besteht die Gefahr, dass während des Füllvorgangs oder durch die entstehenden Kräfte beim Probeschalten der Schalter birst. Zur Sicherheit des Personals, welches eine Befüllung des elektrischen Betriebsmittel durchführt, ist es erforderlich, dass Hochspannungsbetriebsmittel aus sicherer Entfernung zu befüllen.Both the switchgear poles of circuit breakers and other insulating gas-filled housing of electrical equipment are designed as pressure hull that must meet certain Dichtigkeits- and strength requirements to withstand the forces resulting from the pressurization and / or by switching operations safely. These pressure bodies are often hollow bodies made of porcelain and steel, which, for example, are constantly subjected to an internal overpressure of 8 bar. For example, during switching operations in a circuit breaker, pressure peaks of up to 15 bar may occur above atmospheric pressure. The strength of the material plays a crucial role. When restarting a serviced circuit breaker and during a first commissioning, there is a risk that the switch bursts during the filling process or due to the resulting forces when testing. For the safety of the personnel, which performs a filling of the electrical equipment, it is necessary to fill the high voltage resources from a safe distance.

Beispielsweise aus der WO 2010/086024 A1 sind eine Messeinrichtung zum Bestimmen der Füllmenge eines SF6-Gases in einer Isolierkammer oder einer Schaltanlage und ein entsprechendes Verfahren bekannt, wobei das Verfahren eine dauerhafte Überwachung der Füllmenge des Isoliergases des Betriebsmittels umfasst. Dazu ist an dem Betriebsmittel eine Messeinrichtung vorgesehen, die in einer Isolierkammer des Betriebsmittels einen Druckaufnehmer und ein Temperaturmesselement aufweist. Die Messeinrichtung umfasst weiterhin eine Verarbeitungsvorrichtung zur Bestimmung der Füllmenge des Gases aus dem von dem Druckaufnehmer gemessenen Druckmesswert und dem von dem Temperaturmesselement gemessenen zugehörigen Temperaturmesswert. Das Temperaturelement und der Druckaufnehmer geben ihre Messsignale an die Verarbeitungsvorrichtung ab, die diese Signale verarbeitet und ein der Füllmenge entsprechendes Signal ausgibt. Dieses Signal kann per Datenfernübertragung an eine entfernt angeordnete Auswerteeinrichtung übertragen werden.For example, from the WO 2010/086024 A1 are a measuring device for determining the filling amount of an SF 6 gas in an isolation chamber or a switchgear and a corresponding method known, the method comprises a permanent monitoring of the filling amount of the insulating gas of the equipment. For this purpose, a measuring device is provided on the operating means, which has a pressure sensor and a temperature measuring element in an insulating chamber of the equipment. The measuring device further comprises a processing device for determining the filling quantity of the gas from the pressure measurement value measured by the pressure sensor and the associated temperature measurement value measured by the temperature measuring element. The temperature element and the pressure transducer deliver their measuring signals to the processing device, which processes these signals and outputs a signal corresponding to the filling quantity. This signal can be transmitted by remote data transmission to a remotely located evaluation device.

Eine Vorrichtung zur Drucküberwachung an einem Schaltgerätepol eines elektrischen Schaltgeräts, der mit einem Isoliergas befüllt ist, ist aus der DE 10 2007 016 720 A1 bekannt.A device for pressure monitoring at a Schaltgerätepol an electrical switching device, which is filled with an insulating gas is from the DE 10 2007 016 720 A1 known.

Eine weitere Einheit zur Überwachung und/oder Signalisierung/Visualisierung von Betriebsgrößen einer gasisolierten Schaltanlage ist beispielsweise aus der DE 10 2008 063 682 A1 bekannt, wobei die dort beschriebene Überwachungseinheit mit wenigstens einer Messzelle zur Erfassung der Dichte und des Drucks eines im Gasraum der gasisolierten Schaltanlage befindlichen Schutzgases und mit einer Verarbeitungseinheit versehen ist, welche die von der Messzelle erfassten Größen verarbeitet.Another unit for monitoring and / or signaling / visualization of operating variables of a gas-insulated switchgear is, for example, from DE 10 2008 063 682 A1 The monitoring unit described therein is provided with at least one measuring cell for detecting the density and pressure of a protective gas located in the gas space of the gas-insulated switchgear and with a processing unit which processes the variables detected by the measuring cell.

Ein elektrischer Leistungsschalter ist beispielsweise aus der DE 10 2010 013 877 A1 bekannt.An electrical circuit breaker is for example from the DE 10 2010 013 877 A1 known.

Die bekannten Einrichtungen zur Drucküberwachung bei schutzgasisolierten elektrischen Betriebsmitteln dienen in erster Linie dazu, einen Druckverlust zu detektieren, um ggf. Wartungen an dem Betriebsmittel vornehmen zu können.The known devices for pressure monitoring in protective gas-insulated electrical equipment are primarily used to detect a pressure drop to possibly perform maintenance on the equipment can.

Der bekannte Stand der Technik trägt nicht dem Problem der Erstinbetriebnahme oder Wiederinbetriebnahme eines Leistungsschalters ggf. auch nach sicherer Befüllung Rechnung.The known prior art does not take into account the problem of initial commissioning or recommissioning of a circuit breaker, possibly even after safe filling.

Beispielsweise bei einer Erst- oder Wiederinbetriebnahme von Leistungsschaltern ist es erforderlich, diese nach Befüllung mit Druckgas probezuschalten. Das Porzellan des Druckkörpers kann beispielsweise Transportschäden erlitten haben, die bei einer erstmaligen Befüllung mit Isoliergas/Löschgas noch nicht zum Bruch des Porzellankörpers führen, wobei jedoch dann immer noch die Möglichkeit besteht, dass Spannungsspitzen/Kraftspitzen bei Inbetriebnahme des Betriebsmittels zum Bersten des Porzellans oder eines Druckkörpers aus Stahl führen können. Für eine Befüllung und Funktionsprüfung des Betriebsmittels ist es für das Bedienpersonal in der Regel unerlässlich, sich in unmittelbare räumliche Nähe zu dem Betriebsmittel zu begeben.For example, during a first or re-commissioning of circuit breakers, it is necessary to test them after filling with compressed gas. The porcelain of the pressure hull can For example, have suffered transport damage, which does not lead to breakage of the porcelain body at a first filling with insulating / extinguishing gas, but still there is the possibility that voltage spikes / force peaks when commissioning the equipment for breaking the porcelain or a pressure hull made of steel , For a filling and functional testing of the equipment, it is usually essential for the operating personnel to move into immediate physical proximity to the equipment.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Prüfung eines gasisolierten elektrischen Hochspannungsbetriebsmittels bereitzustellen, welches sich insbesondere für die Erstinbetriebnahme oder Wiederinbetriebnahme des Betriebsmittels nach Wartung eignet und welches der zuvor geschilderten Problematik in besonderem Maße Rechnung trägt.The invention is therefore based on the object to provide a method for testing a gas-insulated high-voltage electrical equipment, which is particularly suitable for the initial commissioning or recommissioning of the equipment after maintenance and which bears the above-mentioned problem in particular account.

Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, eine entsprechende Schaltungsanordnung bereitzustellen.The invention is further based on the object to provide a corresponding circuit arrangement.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ergeben sich aus den Unteransprüchen.The problem underlying the invention is solved by the features of the independent claims. Advantageous embodiments of the method according to the invention and the circuit arrangement according to the invention will become apparent from the dependent claims.

Ein Verfahren zur Prüfung eines gasisolierten elektrischen Hochspannungsbetriebsmittels gemäß der Erfindung umfasst wenigstens eine Gasbefüllung oder Gasentnahme mittels einer Befüll- oder Entnahmeeinrichtung, die Überwachung des Befüll- oder Entnahmevorgangs durch Überwachung einer oder mehrerer Messgrößen von Zuständen und/oder Zustandsänderungen der Befülleinrichtung, und/oder der Entnahmeinrichtung und/oder des Betriebsmittels und/oder einer Gasbevorratungseinrichtung, ausgewählt aus den Messgrößen Masse, Temperatur, Druck und Durchflussmenge oder Volumenstrom sowie die Außerbetriebnahme oder Inbetriebnahme des Betriebsmittels zwecks Überprüfung desselben mittels wenigstens einer Steuereinrichtung und wenigstens einer galvanisch von der Steuereinrichtung getrennten Bedieneinrichtung, wobei das Verfahren eine Überwachung und Visualisierung des Betriebszustands oder Schaltzustands des Betriebsmittels an der Bedieneinrichtung umfasst.A method for testing a gas-insulated electrical high-voltage operating means according to the invention comprises at least one gas filling or gas removal by means of a filling or removal device, the monitoring of the filling or removal process by monitoring one or more measures of states and / or changes in state of the filling, and / or the Removal device and / or the equipment and / or a gas storage device selected from the measured variables mass, temperature, pressure and flow or volume flow and the decommissioning or commissioning of the equipment for the purpose of checking the same by means of at least one control device and at least one galvanically separated from the control device operating means the method comprises monitoring and visualizing the operating state or switching state of the operating means at the operating device.

Das Verfahren gemäß der Erfindung ermöglicht somit sowohl eine ferngesteuerte Durchführung und Überwachung des Befüll- oder Entnahmevorgangs des Betriebsmittels mit Löschgas oder Isoliergas, sondern auch eine ferngesteuerte Inbetriebnahme oder Probeschaltung des Betriebsmittels, wobei eine vollständige galvanische Trennung einer Bedieneinrichtung von einer Steuereinrichtung oder einer sogenannten Automatisierungseinrichtung vorgesehen ist. Unter einer Steuereinrichtung oder Automatisierungseinrichtung im Sinne der Erfindung kann beispielsweise eine speicherprogrammierbare Steuerung zur Ausgabe von Schaltbefehlen sowie zur Steuerung von Ventilen und/oder Armaturen vorgesehen sein.The method according to the invention thus enables both a remote-controlled implementation and monitoring of the filling or removal operation of the equipment with quenching gas or insulating gas, but also a remote commissioning or Probeschaltung the equipment, with a complete galvanic isolation of an operating device provided by a control device or a so-called automation device is. Under a control device or automation device according to the invention, for example, a programmable logic controller may be provided for the output of switching commands and for controlling valves and / or fittings.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren können beispielsweise ein Befüllvorgang und nachfolgende Probeschaltungen aus einer sicheren Position des Bedienpersonals durchgeführt werden. Dadurch, dass zwischen der Bedieneinrichtung und einer Steuereinrichtung/Automatisierungseinrichtung keine galvanische Koppelung besteht, kann in Hochspannungsschaltanlagen weitestgehend auf die Verlegung von Rohren und/oder Leitungen zwecks Fernbefüllung und Fernschaltung verzichtet werden.By the method according to the invention, for example, a filling process and subsequent trial circuits can be performed from a safe position of the operating personnel. Because there is no galvanic coupling between the operating device and a control device / automation device, high-voltage switchgears can largely do without the laying of pipes and / or lines for the purpose of remote filling and remote switching.

Bei einer zweckmäßigen Variante des Verfahrens gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass die Betätigung der Steuereinrichtung über die Bedieneinrichtung kabellos ferngesteuert erfolgt, d. h. über eine Funkstrecke, die beispielsweise über Bluetooth, WLAN, IWLAN oder über ein GSM-Netz (GPRS oder UMTS) aufgebaut werden kann.In an expedient variant of the method according to the invention, provision is made for the actuation of the control device to be remote-controlled wirelessly via the operating device, i. H. via a radio link that can be established, for example, via Bluetooth, WLAN, IWLAN or via a GSM network (GPRS or UMTS).

Zweckmäßigerweise erfolgt eine Einleitung und/oder die Beendigung eines Befüll- oder Entnahmevorgangs ferngesteuert über die Steuereinrichtung. Die Steuereinrichtung kann so programmiert sein, dass ein Befüllvorgang des Betriebsmittels dann beendet wird, wenn beispielsweise der Gasdruck zwischen einer Gasbevorratungseinrichtung und dem Betriebsmittel, beispielsweise der Isoliergaskammer eines Schaltgerätepols, ausgeglichen ist. Alternativ kann der Befüllvorgang dann beendet werden, wenn beispielsweise in einer Zuführleitung an das elektrische Betriebsmittel ein gewisser Volumenstrom unterschritten wurde oder ein vorbestimmtes Volumen bereits durchgesetzt wurde.Appropriately, an initiation and / or the completion of a filling or removal operation is remotely controlled via the control device. The control device may be programmed such that a filling operation of the operating means is terminated when, for example, the gas pressure between a gas storage device and the operating means, for example the insulating gas chamber of a Schaltgerätepols, is balanced. Alternatively, the filling process can be terminated when, for example, in a supply line to the electrical equipment has fallen below a certain volume flow or a predetermined volume has already been enforced.

Vorzugsweise umfasst das Verfahren gemäß der Erfindung eine Plausibilitätskontrolle des Befüll- und/oder Entnahmevorgangs durch Vergleich mehrerer Messgrößen von Zuständen oder Zustandsänderungen der Befülleinrichtung und/oder der Entnahmeeinrichtung und/oder des Betriebsmittels und/oder der Gasbevorratungseinrichtung. Hierdurch kann sichergestellt werden, ob die Befüllung erfolgreich war und kein Leck in der Zuführleitung und/oder dem Betriebsmittel und/oder der Entnahmeeinrichtung vorhanden ist. Dies kann beispielsweise durch Druck- und gegebenenfalls Temperaturmessung, gegebenenfalls auch an verschiedenen Stellen, Dichtemessung, Volumenstrommessung sowie Wiegen zur Bestimmung der entnommenen Gasmenge erfolgen.Preferably, the method according to the invention comprises a plausibility check of the filling and / or removal process by comparing a plurality of measured variables of states or state changes of the filling device and / or the removal device and / or the operating means and / or the gas storage device. This makes it possible to ensure that the filling was successful and there is no leak in the supply line and / or the operating medium and / or the removal device. This can be done for example by pressure and optionally temperature measurement, optionally also at various points, density measurement, flow measurement and weighing to determine the amount of gas removed.

Zweckmäßigerweise erfolgt bei Ausführung eines Steuervorgangs durch die Steuereinrichtung eine Rückkoppelung an die Bedieneinrichtung in dem Sinne, dass die Bedieneinrichtung ein Signal als Bestätigung eines durchgeführten Schaltvorgangs oder eines bestimmten Schalterzustandes erhält. Hierzu kann beispielsweise über eine entsprechende Belegung der Anschlüsse an dem Betriebsmittel eine Rückmeldung des Betriebszustandes des Betriebsmittels abgegriffen werden. Beispielsweise bei einem Leistungsschalter ist es sinnvoll, die Schalterstellung zu erfassen und an die Steuereinrichtung weiterzugeben bzw. an die Bedieneinrichtung rückzukoppeln. Conveniently, in the execution of a control operation by the control device, a feedback to the operating device in the sense that the operating device receives a signal as confirmation of a performed switching operation or a specific switch state. For this purpose, a feedback of the operating state of the operating means can be tapped, for example, via a corresponding assignment of the connections to the operating medium. For example, in a circuit breaker, it makes sense to detect the switch position and pass it to the control device or feed back to the operating device.

Bei einer zweckmäßigen Variante des Verfahrens gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass der Entnahme- oder Befüllvorgang mittels einer Volumenstrommessung zwischen einer Gasbevorratungseinrichtung und dem Betriebsmittel überwacht wird und in Abhängigkeit der ermittelten Durchflussmenge beendet wird. Alternativ kann der Befüllvorgang über Druck- und Temperatursensoren an dem Betriebsmittel überwacht werden. Ein Füllmengensignal kann bekanntermaßen bei bekannter Dichte des Isoliergases aufgrund eines gemessenen Gasdrucksignals und einer gemessenen Gastemperatur errechnet werden.In an expedient variant of the method according to the invention, it is provided that the removal or filling process is monitored by means of a volume flow measurement between a gas storage device and the operating medium and is terminated as a function of the determined flow rate. Alternatively, the filling process can be monitored via pressure and temperature sensors on the equipment. As is known, a filling quantity signal can be calculated at a known density of the insulating gas on the basis of a measured gas pressure signal and a measured gas temperature.

Zusätzlich kann eine Überwachung des Befüllvorgangs über eine Wägeeinrichtung an der Gasbevorratungseinrichtung erfolgen. Beispielsweise kann eine Gasbevorratungseinrichtung in Form von einer oder mehreren Gasflaschen auf einer Wägeeinrichtung angeordnet sein. Als Waage bzw. Wägeeinrichtung kommen beispielsweise plattenförmige Wägeteller in Betracht, die mittels Dehnmessstreifen funktionieren, die in bekannter Art und Weise über eine Wheatstonesche Messbrücke abgeglichen sind.In addition, monitoring of the filling process via a weighing device on the gas storage device can take place. For example, a gas storage device in the form of one or more gas cylinders may be arranged on a weighing device. As scale or weighing device, for example, plate-shaped weighing pan come into consideration, which work by means of strain gauges, which are aligned in a known manner via a Wheatstone bridge.

Das Verfahren gemäß der Erfindung zeichnet sich weiterhin durch eine vorzugsweise mehrmalige ferngesteuerte Betätigung des Betriebsmittels mit einer Rückkoppelung des Schaltzustandes oder Betriebszustandes nach Beendigung des Füllvorgangs aus. Insbesondere hierdurch ist eine sichere Inbetriebnahme oder Wiederinbetriebnahme des Betriebsmittels gewährleistet.The method according to the invention is further characterized by a preferably repeated remote operation of the operating means with a feedback of the switching state or operating state after completion of the filling operation. In particular, this ensures safe commissioning or recommissioning of the equipment.

Eine Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung umfasst wenigstens ein elektrisches Hochspannungsbetriebsmittel mit einer Isoliergasfüllung, wenigstens eine Befüll- und Entnahmeeinrichtung für die Isoliergasfüllung, wenigstens eine Messeinrichtung zur Überwachung einer oder mehrerer Messgrößen von Zuständen oder Zustandsänderungen einer Gasbevorratungseinrichtung und/oder der Befüll- und Entnahmeeinrichtung und/oder des Betriebsmittels, wenigstens eine Steuereinrichtung, die mit der Befüll- und Entnahmeeinrichtung und mit einer Betätigungseinrichtung für das Betriebsmittel gekoppelt ist sowie eine galvanisch von der Steuereinrichtung getrennte Bedienungseinrichtung, über die die Steuereinrichtung betätigbar ist und die wenigstens eine Rückkoppelung der ausgeführten Steuerbefehle sowie des Schaltzustandes und/oder Betriebszustandes des Betriebsmittels ausgibt.A circuit arrangement according to the invention comprises at least one high-voltage electrical operating medium with an insulating gas filling, at least one filling and removal device for the Isoliergasfüllung, at least one measuring device for monitoring one or more measures of states or changes in state of a gas storage device and / or the filling and removal device and / or the operating means, at least one control device which is coupled to the filling and removal device and an actuating device for the operating means and a galvanically isolated from the control device operating means via which the control device is actuated and the at least one feedback of the executed control commands and the switching state and / or operating state of the equipment outputs.

Eine Befüll- und Entnahmeeinrichtung für die Isoliergasfüllung kann im Sinne der Erfindung beispielsweise eine Armatur mit einem oder mehreren Magnetventilen sein, die in einer Verbindungsleitung zwischen einer Gasbevorratungseinrichtung und dem Betriebsmittel angeordnet ist.For the purposes of the invention, a filling and removal device for the insulating gas filling can be, for example, a valve with one or more solenoid valves, which is arranged in a connecting line between a gas storage device and the operating medium.

Eine Variante der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung zeichnet sich durch wenigstens eine über die Steuereinrichtung schaltbare Ventilanordnung aus, die zwischen dem Betriebsmittel und der Gasbevorratungseinrichtung angeordnet ist. Wie vorstehend bereits erwähnt, kann eine solche Ventilanordnung ein oder mehrere elektrisch betätigbare Magnetventile umfassen.A variant of the circuit arrangement according to the invention is characterized by at least one switchable via the control device valve arrangement, which is arranged between the operating means and the gas storage device. As already mentioned above, such a valve arrangement may comprise one or more electrically actuated solenoid valves.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung ist wenigstens eine Durchflussmesseinrichtung zwischen der Gasbevorratungseinrichtung und dem Betriebsmittel vorgesehen. Die Durchflussmesseinrichtung kann beispielsweise einen Ultraschalldurchflussmesser oder einen Massedurchflussmesser nach dem Coriolisprinzip umfassen. Im einfachsten Fall kann eine Durchflussmessung über die Drehzahl eines im Gasstrom angeordneten Flügelrades erfolgen.In an advantageous embodiment of the circuit arrangement according to the invention, at least one flow measuring device is provided between the gas storage device and the operating means. The flow measuring device may comprise, for example, an ultrasonic flow meter or a mass flow meter according to the Coriolis principle. In the simplest case, a flow measurement via the speed of a arranged in the gas flow impeller can be done.

Als Isoliergas im Sinne der Erfindung kommt beispielsweise SF6 (Schwefelhexafluorid) in Betracht. Möglich ist allerdings auch die Verwendung anderer Inertgase, wie beispielsweise die Verwendung von Stickstoff.As insulating gas in the context of the invention, for example, SF 6 (sulfur hexafluoride) into consideration. However, it is also possible to use other inert gases, such as the use of nitrogen.

Eine zweckmäßige Variante der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung zeichnet sich durch wenigstens eine Wägeeinrichtung an der Gasbevorratungseinrichtung aus.An expedient variant of the circuit arrangement according to the invention is characterized by at least one weighing device on the gas storage device.

Bei einer weiteren Variante der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung sind alternativ oder zusätzlich wenigstens ein Temperatur- und/oder ein Drucksensor an dem Betriebsmittel vorgesehen.In a further variant of the circuit arrangement according to the invention, alternatively or additionally, at least one temperature and / or one pressure sensor are provided on the operating means.

Die Schaltungsanordnung zeichnet sich weiterhin durch eine drahtlos mit der Steuereinrichtung gekoppelte Bedieneinrichtung aus. Sowohl die Steuereinrichtung als auch die Bedieneinrichtung können mit einer Netzstrom-unabhängigen Spannungsversorgung versehen sein, bevorzugt wird jedoch die Steuereinrichtung mit Notstrom versorgt.The circuit arrangement is further characterized by a wirelessly coupled to the controller operating device. Both the control device and the operating device can be provided with a mains-independent power supply, but preferably the control device is supplied with emergency power.

Bei einer bevorzugten Variante der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung ist als elektrisches Betriebsmittel ein SF6-gefüllter Hochspannungs-Leistungsschalter vorgesehen, der einen SF6-beaufschlagten Schaltgerätepol umfasst, dessen Druckkörper bzw. Schaltkammergehäuse aus Keramik besteht.In a preferred variant of the circuit arrangement according to the invention is as electrical equipment, an SF 6 -filled high-voltage circuit breaker provided which comprises a SF 6 -beaufschlagten Schaltgerätepol whose pressure body or switching chamber housing made of ceramic.

Eine grob schematische Darstellung einer Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung ist in der beigefügten Zeichnung dargestellt.A rough schematic representation of a circuit arrangement according to the invention is shown in the accompanying drawing.

Mit 1 ist ein 3-poliger SF6-Hochspannungs-Leistungsschalter bezeichnet, der ein Schaltergestell 2 mit drei auf Stützisolatoren 3 angeordneten Schaltkammerpolen 4, ein darunter angeordnetes Schaltgehäuse 5 sowie einen Gasanschluss 6 und einen Steuereingang 7 umfasst. Der Gasanschluss 6 des Leistungsschalters 1 ist über eine Zufuhrleitung 8 an eine Gasflasche 9 als Gasbevorratungseinrichtung angeschlossen. In der Zufuhrleitung 8 ist eine Armatur mit einem Magnetventil 10 angeordnet, welches über eine im Folgenden als Automatisierungseinheit 11 bezeichnete Steuereinrichtung angeschlossen ist. Die Gasflasche 9 ist auf einer Wägeeinheit 12 angeordnet, die über eine Wägesignalleitung 12a an die Automatisierungseinheit 11 angeschlossen ist. Die Automatisierungseinheit 11 ist weiterhin über die Steuerleitungen 7a, b, c, d, e an einen Steuereingang 7 des Schaltgehäuses 5 des Leistungsschalters 1 angeschlossen. Über eine nur andeutungsweise dargestellte Funkstrecke 13 ist die Automatisierungseinheit 11 mit einer Bedieneinrichtung verbunden, wobei die Funkstrecke 13 eine vollständige galvanische Trennung zwischen Funkstrecke 13 und Bedieneinrichtung 14 gewährleistet.With 1 is a 3-pole SF 6 high-voltage circuit breaker called a switch frame 2 with three on post insulators 3 arranged switching chamber poles 4 , an arranged underneath switch housing 5 as well as a gas connection 6 and a control input 7 includes. The gas connection 6 of the circuit breaker 1 is via a supply line 8th to a gas cylinder 9 connected as gas storage device. In the supply line 8th is a valve with a solenoid valve 10 arranged, which in the following as an automation unit 11 designated control device is connected. The gas bottle 9 is on a weighing unit 12 arranged, via a weighing signal line 12a to the automation unit 11 connected. The automation unit 11 is still on the control lines 7a , b, c, d, e to a control input 7 of the switch housing 5 of the circuit breaker 1 connected. About a hinted radio link only 13 is the automation unit 11 connected to an operating device, wherein the radio link 13 a complete galvanic isolation between the radio link 13 and operating device 14 guaranteed.

Die Einleitung eines Befüllvorgangs erfolgt beispielsweise durch ferngesteuerte Betätigung des Magnetventils 10 über die Bedieneinrichtung 14. Dazu wird das Magnetventil 10 geöffnet, sodass der Weg aus der Gasflasche 9 in den Leistungsschalter 1 freigegeben ist. Während des gesamten Befüllvorgangs steht die Gasflasche auf der Wägeeinrichtung 12. Das Magnetventil kann beispielsweise über ein 24 V-Relais von der Automatisierungseinheit 11 angesteuert werden. Über eine nicht dargestellte Durchflussmesseinrichtung kann die von der Gasflasche 9 in den Leistungsschalter 1 übertragene Gasmenge ermittelt werden. Eine solche Durchflussmengenerfassung wäre in der Regel ausreichend, um die Abfüllung von SF6 zu bestimmen. Die Wägeeinrichtung 12 als auch ein zusätzlicher Temperatursensor 15 als auch ein zusätzlicher Drucksensor 16 dienen lediglich der Kontrolle und sind insoweit redundant. Mittels Temperatur und Druck kann die Füllmenge über die Gasgleichung rechnerisch ermittelt werden, über die Wägesignalleitung 12a kann ebenfalls ermittelt werden, welche Restmenge in der Gasflasche 9 noch enthalten ist.The initiation of a filling process, for example, by remote control actuation of the solenoid valve 10 via the operating device 14 , This is the solenoid valve 10 opened, leaving the way out of the gas cylinder 9 in the circuit breaker 1 is released. During the entire filling process, the gas cylinder is on the weighing device 12 , The solenoid valve can, for example, via a 24 V relay from the automation unit 11 be controlled. About a flow meter, not shown, of the gas cylinder 9 in the circuit breaker 1 transferred amount of gas can be determined. Such a flow rate measurement would normally be sufficient to determine the filling of SF 6 . The weighing device 12 as well as an additional temperature sensor 15 as well as an additional pressure sensor 16 are only for control and are redundant. By means of temperature and pressure, the filling quantity can be determined by calculation using the gas equation, via the weighing signal line 12a can also be determined, what residual amount in the gas cylinder 9 is still included.

Wenn der im Leistungsschalter 1 vorbestimmte Gasdruck erreicht ist oder wenn der Gasdruck im Leistungsschalter 1 gleich dem Gasdruck in der Gasflasche 9 ist oder wenn kein Durchfluss mehr stattfindet, kann der Befüllvorgang beendet sein und über die Automatisierungseinheit 11 vollständig beendet werden, indem das Magnetventil 10 schaltend angesteuert wird.When in the circuit breaker 1 predetermined gas pressure is reached or when the gas pressure in the circuit breaker 1 equal to the gas pressure in the gas bottle 9 or if no more flow occurs, the filling process can be completed and via the automation unit 11 be completely stopped by the solenoid valve 10 is controlled switching.

Sodann kann über die Bedieneinrichtung 14 eine Betätigung des Leistungsschalters 1 erfolgen. Über einen Abgriff der betreffenden Kontaktklemmen des Leistungsschalters kann an der Automatisierungseinheit 11 die Schalterstellung des Leistungsschalters zuverlässig ermittelt werden und eine Bedieneinrichtung 14 visualisiert werden.Then can on the control device 14 an operation of the circuit breaker 1 respectively. About a tap of the respective contact terminals of the circuit breaker can on the automation unit 11 the switch position of the circuit breaker are reliably determined and an operating device 14 be visualized.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Hochspannungs-LeistungsschalterHigh-voltage circuit breakers
22
Schaltgestellswitching frame
33
StützisolatorenPost insulators
44
SchaltkammerpoleInterrupter poles
55
Schaltgehäuseswitch housing
66
Gasanschlussgas connection
77
Steuereingangcontrol input
7a, b, c, d, e7a, b, c, d, e
Steuerleitungencontrol lines
88th
Zufuhrleitungsupply line
99
Gasflaschegas bottle
1010
Magnetventilmagnetic valve
10a10a
Steuerleitungcontrol line
1111
Automatisierungseinheitautomation unit
1212
Wägeeinrichtungweighing
12a12a
WägesignalleitungWägesignalleitung
1313
Funkstreckeradio link
1414
Bedieneinrichtungoperating device
1515
Temperatursensortemperature sensor
1616
Drucksensorpressure sensor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (15)

Verfahren zur Prüfung eines gasisolierten elektrischen Hochspannungsbetriebsmittels umfassend wenigstens eine Gasbefüllung oder eine Gasentnahme mittels einer Befüll- oder Entnahmeeinrichtung, die Überwachung des Befüll- oder Entnahmevorgangs durch Überwachung einer oder mehrerer Messgrößen von Zuständen oder Zustandsänderungen der Befülleinrichtung, und/oder der Entnahmeeinrichtung und/oder des Betriebsmittels und/oder einer Gasbevorratungseinrichtung, ausgewählt aus den Messgrößen Masse, Temperatur, Druck und Volumenstrom sowie die Außerbetriebnahme oder Inbetriebnahme des Betriebsmittels zwecks Funktionsprüfung des Betriebsmittels mittels wenigstens einer Steuereinrichtung und wenigstens einer galvanisch von der Steuereinrichtung getrennten Bedieneinrichtung, wobei das Verfahren eine Überwachung und Visualisierung des Betriebszustandes oder Schaltzustandes des Betriebsmittels an der Bedieneinrichtung umfasst.A method for testing a gas-insulated electrical high-voltage operating means comprising at least one gas filling or gas removal by means of a filling or removal device, the monitoring of the filling or removal process by monitoring one or more parameters of states or changes in state of the filling, and / or the removal device and / or the Equipment and / or a gas storage device selected from the measures mass, temperature, pressure and flow and the decommissioning or commissioning of the equipment for the purpose of functional testing of the equipment by means of at least one control device and at least one galvanically separated from the control device operating device, the method monitoring and visualization the operating state or switching state of the operating means comprises at the operating device. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigung der Steuereinrichtung über die Bedieneinrichtung kabellos ferngesteuert erfolgt.A method according to claim 1, characterized in that the operation of the control device via the operating device is wirelessly controlled by remote control. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einleitung und/oder Beendung eines Befüll- oder Entnahmevorgangs ferngesteuert über die Steuereinrichtung erfolgt.A method according to claim 1 or 2, characterized in that an initiation and / or termination of a filling or removal operation is carried out remotely via the control device. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Plausibilitätskontrolle des Befüll- und/oder Entnahmevorgangs durch Vergleich mehrerer Messgrößen von Zuständen oder Zustandsänderungen der Befülleinrichtung und/oder der Entnahmeeinrichtung und/oder des Betriebsmittels und/oder der Gasbevorratungseinrichtung erfolgt.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that a plausibility check of the filling and / or removal operation by comparison of several parameters of states or changes in state of the filling and / or the removal device and / or the operating means and / or the gas storage device takes place. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausführung eines Steuervorgangs oder Schaltvorgangs durch die Steuereinrichtung an die Bedieneinrichtung rückgekoppelt wird.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the execution of a control process or switching operation is fed back by the control device to the operating device. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Entnahme- oder Befüllvorgang mittels einer Volumenstrommessung zwischen einer Gasbevorratungseinrichtung und dem Betriebsmittel überwacht wird und in Abhängigkeit der ermittelten Durchflussmenge beendet wird.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the removal or filling process is monitored by means of a volume flow measurement between a gas storage device and the operating means and is terminated depending on the determined flow rate. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass nach Beendigung des Füllvorgangs eine vorzugsweise mehrmalige ferngesteuerte Betätigung des Betriebsmittels mit einer Rückkoppelung des Schaltzustandes erfolgt.Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that after completion of the filling operation preferably a repeated remote controlled actuation of the operating means takes place with a feedback of the switching state. Schaltungsanordnung umfassend wenigstens ein elektrisches Hochspannungsbetriebsmittel mit einer Isoliergasfüllung, wenigstens eine Befüll- und Entnahmeeinrichtung für die Isoliergasfüllung, wenigstens eine Messeinrichtung zur Überwachung eines oder mehrerer Messgrößen von Zuständen oder Zustandsänderungen einer Gasbevorratungseinrichtung und/oder der Befüll- und Entnahmeeinrichtung und/oder des Betriebsmittels, wenigstens eine Steuereinrichtung, die mit der Befüll- und Entnahmeeinrichtung und mit einer Betätigungseinrichtung für das Betriebsmittel gekoppelt ist sowie eine galvanisch von der Steuereinrichtung getrennte Bedienungseinrichtung, über die die Steuereinrichtung betätigbar ist und die wenigstens eine Rückkoppelung der ausgeführten Steuerbefehle sowie des Schaltzustandes und/oder Betriebszustandes des Betriebsmittels empfängt und/oder ausgibt.Circuit arrangement comprising at least one electrical high-voltage operating medium with an insulating gas filling, at least one filling and removal device for the Isoliergasfüllung, at least one measuring device for monitoring one or more measures of states or changes in state of a gas storage device and / or the filling and removal device and / or the operating means, at least a control device which is coupled to the filling and removal device and with an actuating device for the operating means and a galvanically separated from the control device operating means via which the control device is actuated and the at least one feedback of the executed control commands and the switching state and / or operating state of Receives and / or dispense equipment. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch wenigstens eine über die Steuereinrichtung schaltbare Ventilanordnung, die zwischen dem Betriebsmittel und der Gasbevorratungseinrichtung angeordnet ist.Circuit arrangement according to claim 8, characterized by at least one switchable via the control device valve arrangement which is arranged between the operating means and the gas storage device. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, gekennzeichnet durch wenigstens eine Durchflussmesseinrichtung zwischen der Gasbevorratungseinrichtung und dem Betriebsmittel.Circuit arrangement according to one of claims 8 or 9, characterized by at least one flow measuring device between the gas storage device and the operating means. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, gekennzeichnet durch wenigstens eine Wägeeinrichtung (12) an der Gasbevorratungseinrichtung.Circuit arrangement according to one of Claims 8 to 10, characterized by at least one weighing device ( 12 ) at the gas storage facility. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, gekennzeichnet durch wenigstens einen Temperatur- und/oder Drucksensor (14, 15) an dem Betriebsmittel.Circuit arrangement according to one of claims 8 to 11, characterized by at least one temperature and / or pressure sensor ( 14 . 15 ) on the equipment. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, gekennzeichnet durch eine drahtlos mit der Steuereinrichtung gekoppelte Bedieneinrichtung (14).Circuit arrangement according to one of claims 8 to 12, characterized by a wirelessly coupled to the control device operating device ( 14 ). Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung und/oder die Bedieneinrichtung (14) eine netzstromunabhängige Spannungsversorgung aufweisen.Circuit arrangement according to one of claims 8 to 12, characterized in that the control device and / or the operating device ( 14 ) have a mains-independent power supply. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 14 mit einem SF6-gefüllten Hochspannungs-Leistungsschalter (1) als elektrisches Betriebsmittel.Circuit arrangement according to one of Claims 8 to 14, having an SF 6 -filled high-voltage circuit breaker ( 1 ) as electrical equipment.
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