DE102021203192B4 - Feststellung eines Alterungszustandes eines Hilfsschalters einer Schaltanlage - Google Patents

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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/327Testing of circuit interrupters, switches or circuit-breakers

Abstract

Auswertevorrichtung für eine Schaltanlage, wobei- die Schaltanlage zum Herstellen und Trennen mindestens einer elektrischen Verbindung ausgebildet ist und- eine Hilfseinrichtung (2), die durch einen Hilfsstromkreis (1) mit Strom versorgt wird,- einen Hilfsschalter (4) zum Öffnen und Schließen des Hilfsstromkreises (1) und- einen Stromsensor (5) zum Messen des Hilfsstromkreisstroms umfasst, und wobei- die Auswertevorrichtung (7) zur Feststellung eines Alterungszustandes des Hilfsschalters (4) auf Basis des gemessenen Hilfsstromkreisstroms ausgestaltet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Auswertevorrichtung für eine Schaltanlage, Schaltanlage zum Herstellen und Trennen mindestens einer elektrischen Verbindung mit einer erfindungsgemäßen Auswertevorrichtung, ein System aus einer Schaltanlage und einer erfindungsgemäßen Auswertevorrichtung und ein Verfahren zur Feststellung eines Alterungszustandes eines Hilfsschalters einer Schaltanlage.
  • In Leistungsschaltern der Mittelspannung werden Hilfsschalter und Hilfstaster genutzt, um Zustände zu signalisieren sowie interne Hilfseinrichtungen ein- bzw. auszuschalten. Hilfseinrichtungen im Leistungsschalter sind in diesem Fall beispielsweise die elektromagnetischen Auslöser für das Öffnen und Schließen des Leistungsschalters sowie die Elektromotoren, die zum Spannen des Federspeichers verwendet werden, welcher die Energie für Trennen der Kontakte im Auslösefall bereitstellt.
  • Die Schaltkontakte dieser Hilfstaster bzw. Hilfsschalter unterliegen dabei einer Alterung durch mechanische und elektrische Abnutzung, z.B. Kontaktabbrand aufgrund der Lichtbögen beim Abschalten von Strömen, Oxidation der Kontaktoberflächen, etc.
  • Diese Alterung führt im Betrieb der Leistungsschalter dazu, das interne Funktionen der Leistungsschalter bzw. die Signalisierung von Zuständen an der Nutzerschnittstelle nicht mehr korrekt ablaufen werden oder vollständig ausfallen und somit der Leistungsschalter gestört ist bzw. als gestört erkannt wird.
  • Würde man die Alterung der Schaltkontakte überwachen, bevor es zu einem Funktionsausfall kommt und würde man eine sich anbahnende Störung in den Hilfsschaltern bzw. Hilfstastern detektieren, könnten im Rahmen einer anlassbezogenen Wartung des Leistungsschalters die betroffenen Hilfsschalter bzw. Hilfstaster ausgetauscht werden, bevor es zu Funktionsstörungen des Leistungsschalters kommt.
  • Es wird üblicherweise eine Stromkreisüberwachung für die elektromagnetischen Auslöser und ggfs. für den Motorstromkreis bei Leistungsschaltern mit Federspeicherantrieb verwendet, um die prinzipielle Funktionsfähigkeit zu überwachen. Dabei wird ein geringer Prüfstrom in den Stromkreis eingespeist und (z.B. mittels einer Fensterdiskriminator-Schaltung) überwacht, ob der Stromfluss sich in einem zulässigen Bereich befindet. Mit diesen Verfahren wird primär ein Leitungsbruch erkannt.
  • Eine Erkennung der Verschlechterung der Kontaktstrecken von Hilfsschaltern bzw. Hilfstastern im Stromkreis ist dabei nicht möglich. Es wird nur der Totalausfall des Stromkreises erkannt. Eine Trendanalyse bzgl. zunehmender Verschlechterung der Kontaktstrecke oder eine Vorhersage über den voraussichtlichen Zeitpunkt des Ausfalls ist nicht möglich.
  • Aus der WO 2020/ 115313 A1 ist eine Vorrichtung zur Feststellung eines Alterungszustandes einer Schalteinrichtung bekannt, wobei als ein mögliches Kriterium in einem Hilfsstromkreis der Spulenstrom gemessen und anschließend ausgewertet wird.
  • Die Erfindung hat zur Aufgabe zur Sicherstellung der Betriebsfähigkeit von Schaltanlagen beizutragen.
  • Diese Aufgabe wird jeweils durch eine Auswertevorrichtung für eine Schaltanlage nach Anspruch 1, eine Schaltanlage zum Herstellen und Trennen mindestens einer elektrischen Verbindung nach Anspruch 10, ein System aus einer Schaltanlage und einer Auswertevorrichtung nach Anspruch 11 und ein Verfahren zur Feststellung eines Alterungszustandes einer Schaltanlage nach Anspruch 12 gelöst.
  • Erfindungsgemäß wird eine Auswertevorrichtung für eine Schaltanlage vorgeschlagen, welche wie folgt ausgestaltet ist. Die Schaltanlage ist zum Herstellen und Trennen mindestens einer elektrischen Verbindung ausgebildet. Dabei kann es sich z.B. um eine Mittelspannungsschaltanlage oder Hochspannungsschaltanlage handeln. Sie umfasst eine Hilfseinrichtung, die durch einen Hilfsstromkreis mit Strom versorgt wird und einen Hilfsschalter zum Öffnen und Schließen des Hilfsstromkreises. Erfindungsgemäß ist zudem ein Stromsensor zum Messen des Hilfsstromkreisstroms vorgesehen. Die Auswertevorrichtung (z.B. Microkontroller) ist dann zur Feststellung eines Alterungszustandes bzw. Verschleißzustandes des Hilfsschalters auf Basis des gemessenen Hilfsstromkreisstroms ausgestaltet. Dabei ist z.B. der Alterungszustand binär oder ternär und gibt an, ob eine Wartung bzw. ein Austausch erforderlich sind, bzw. ob zusätzlich noch eine Sperrung der Benutzung der Schaltanlage erfolgen sollte (ternärer Bewertung: regulärer Betrieb, Wartung erforderlich, Wartung erforderlich und Betrieb soll nicht mehr erfolgen). Noch mehr Zustände sind denkbar genauso wie verschiedene Warn- und Schutzmechanismen, die durch die Feststellung eines zugeordneten Alterungszustandes getriggert werden.
  • Gemäß einer Weiterbildung wird zumindest ein Abschnitt des Stromverlaufs des gemessenen Stroms zur Feststellung des Alterungszustandes durch die Auswertevorrichtung bewertet. Dabei handelt es sich vorzugsweise um einen Abschnitt, der durch die Abschaltung der Stromversorgung der Hilfseinrichtung und das darauffolgende Absinken des Stroms im Hilfsstromkreis zu einem vorgegebenen Wert (typischerweise null) bestimmt ist. Dem zugrunde liegt die Erkenntnis, dass sowohl die Zeitdauer als auch der Kurvenverlauf dieses Abschnitts durch Alterung bzw. Verschleiß der Kontakte des Hilfsschalters beeinträchtigt werden. Entsprechend ist gem. einer Ausgestaltung die Auswertevorrichtung für die Feststellung eines Alterungszustandes auf Basis der zeitl. Länge des Abschnitts, des Kurvenverlaufs des Abschnitts oder einer Kombination dieser beiden Eigenschaften ausgestaltet. Dabei kann die Auswertevorrichtung für die Feststellung eines Alterungszustandes auf Basis der zeitl. Länge des Abschnitts nach Maßgabe eines Schwellenwerts für die zeitl. Länge des Abschnitts ausgestaltet sein. D.h. das Überschreiten dieses Schwellenwertes ist z.B. ein Signal für das Erfordernis einer Wartung. Die Verwendung der Kurvenform für die Alterungszustandsfeststellung kann z.B. durch die Feststellung eines Alterungszustandes auf Basis der Kurvenform des Abschnitts nach Maßgabe des Auftretens eines lokalen Maximums realisiert sein. Alternativ oder ergänzend kann die Auswertevorrichtung für die Feststellung eines Alterungszustandes auf Basis der Kurvenform des Abschnitts mittels eines für die Kurvenformbewertung trainierten neuronalen Netzes ausgestaltet sein.
  • Gemäß einer Ausgestaltung ist die Auswertevorrichtung in die Schaltanlage integriert. Alternativ kann es sich auch um eine externe Auswertevorrichtung handeln, an welche die erforderlichen Hilfsstromkreismessdaten übertragen werden. In diesem Fall ist dann die Schaltanlage mit einer geeigneten Schnittstelle zu der drahtgebundenen oder drahtlosen Übertragung der Daten versehen. Es ist dabei z.B. auch denkbar, dass die Auswertevorrichtung ein Mobilfunkgerät ist, auf welchem mittels einer APP die Auswertungsfunktionalität realisiert ist. Auch ist denkbar, dass die Schaltanlage dafür ausgestaltet ist, die Strommesswert mit einem Zeitstempel zusammen an die Auswertevorrichtung zu übertragen. Die Daten der Stromwerte mit Zeitstempel können dabei auch zeitversetzt übertragen werden zur Auswertung. Dieses Verfahren ist z.B. bei Schutzgeräten (Netzschutz) üblich. Die Strom-Spannungswerte werden zum Zeitpunkt der Messung in einem sogenannten Störschrieb gespeichert und dieser wird nach Abschluss aller notwendigen Schalthandlungen (Abschalten des Fehlers auf der Hochspannungsleitung) an eine Auswerteeinheit übertragen oder auf Anforderung übertragen (Störschrieb im COMTRADE-Format).
  • Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Feststellung eines Alterungszustandes eines Hilfsschalters einer wie oben beschriebenen Schaltanlage. Dabei wird der Zeitpunkt einer Abschaltung der Hilfseinrichtung erfasst und im Regelfall auch abgespeichert. Zudem wird der Zeitpunkt nach der Abschaltung erfasst bzw. gespeichert, zu dem der Strom im Hilfsstromkreis einen vorgegebenen Wert (typischerweise null) erreicht. Auf Basis der Differenz der Zeitpunkte und/oder auf Basis des Kurvenverlaufs des Hilfskreisstroms wird dann der Alterungszustand des Hilfsschalters (4) festgestellt. Dabei wird in den meisten Ausgestaltungen eine Auswertevorrichtung, auf der das Verfahren läuft, die Stromdaten praktisch in Echtzeit erhalten, so dass die Bestimmung der der Differenz der Zeitpunkte bzw. der zeitl. Länge eines für die Analyse verwendeten Abschnitts des Stromverlaufs mittels eines internen Zeitgebers erfolgen kann. Wenn keine Echtzeitkommunikation der Messdaten sichergestellt ist (bei einer Realisierung der Auswertung außerhalb der Schaltanlage), kann die Schaltanlage dafür ausgestaltet sein, die Strommesswerte mit einem Zeitstempel zusammen an die Auswertevorrichtung zu übertragen. Die Daten der Stromwerte mit Zeitstempel können dabei auch zeitversetzt übertragen werden zur Auswertung.
  • Die Erfindung wird im Folgenden im Rahmen eines Ausführungsbeispiels anhand von Figuren näher beschreiben. Es zeigen:
    • 1: ein Bedienfeld von einer Mittelspannungsanlage,
    • 2: die Sekundärausstattung einer Mittelspannungsanlage,
    • 3: einen Hilfsstromkreis mit erfindungsgemäßer Überwachung auf Alterung der Hilfsschalterkontakte,
    • 4: einen normalen Stromverlauf bei Verwendung einer Hilfsvorrichtung,
    • 5: den Stromverlauf aus 4, wenn eine deutliche Alterung des Hilfsschalters vorliegt.
  • 1 und 2 stammen aus dem Dokument „SION Vakuum-Leistungsschalter 7,2 kV - 17,5 kV, 16 kA - 31,5 kA; 24 kV, 16 kA - 25 kA BETRIEBSANLEITUNG Bestell-Nr.: 9229 0025 100 0- Stand: 12.2017 de“. In dieser Betriebsanleitung sind typische Vakuum-Leistungsschalter der Mittelspannung beschrieben.
  • 1 zeigt das Bedienfeld und 2 die Sekundärausstattung eines Mittelspannungsleistungsschalter. Bzgl. der vollständigen Auflistung der in 1 und 2 gezeigten Elemente wird auf die Bezugszeichenliste verwiesen. Es wird im Folgenden nur insoweit auf Elemente dieser Figuren eingegangen, wie es für das Verständnis der Erfindung bzw. des Ausführungsbeispiels erforderlich ist.
  • Mit dem Druckknopf EIN 56.1 wird der Vakuum-Leistungsschalter ein- und mit dem Druckkopf AUS 56.2 ausgeschaltet. Nach Einschalten spannt ein dafür vorgesehener Motor 53 des Leistungsschalters eine Einschaltfeder nach. Die Druckknöpfe 56.1 und 56.2 wirken mechanisch auf die Entklinkung. Die Auslöser (Ein- und Ausschaltmagnet) werden elektrisch angesteuert über den Zentralsteckanschluss (32 in 2).
  • Es sind auf dem Bedienfeld ein paar Anzeigeelement vorgesehen. Der Speicherzustand der Einschaltfeder 55 wird über die Federzustandsanzeige 55.1 angezeigt. Die Schaltstellungsanzeige 56.3 zeigt den Schaltzustand EIN oder AUS an. Der Schaltspielzähler 58 zeigt die Zahl der Schaltspiele an. Ein Schaltspiel besteht dabei aus einer Ein- und Ausschaltung.
  • Beim Einschalten wird - wie oben angesprochen - die Einschaltfeder gespannt. Ein in 2 gezeigter Einschaltmagnet 52 schaltet dann den Vakuum-Leistungsschalter auf elektrischem Weg ein. Der Einschaltmagnet 52 ist nicht für Dauerbetrieb ausgelegt und wird schalterintern über einen Hilfsschalter 31 abgesteuert. Der Einschaltmagnet 52 ist dabei eine Hilfseinrichtung im Sinne dieser Anmeldung, die durch einen Hilfsschalter betätigt wird. Zu diesem Zweck ist ein Hilfsstromkreis vorhanden. Hilfsstromkreise sind aber auch für die Anzeige von Zuständen vorgesehen. (Zwar sind Federzustandsanzeige 55.1, Schaltstellungsanzeige 56.3 und Schaltspielzähler 58 als Anzeigen am Schalter rein mechanisch realisiert. Der Nutzer bekommt jedoch am Zentralstecker (32 in 2) diese Informationen als elektrischen Anschluss angeboten. Dafür sind weitere Hilfsstromkreise vonnöten.) Ebenso sind Hilfsstromkreise für weitere Schalter (Positionsschalter 54.1 - 54.4 und 54.6 - Funktion siehe Bezugszeichenliste) vorhanden. Diese Positionsschalter sind dabei eigentlich „Taster“.
  • Terminologisch korrekt werden Betätigungselemente als „Schalter“ bezeichnet, wenn die Stellung des Betätigungselementes in der zuletzt betätigten Position einrastet. Dagegen nehmen „Taster“ nach Betätigung bzw. Loslassen wieder die ursprüngliche Stellung ein. Landläufig wird jedoch häufig der Begriff „Schalter“ als Überbegriff für Schalter im eigentlichen Sinne und Taster verwendet. In dieser Anmeldung ist dieses breitere Verständnis des Begriffs „Schalter“ heranzuziehen außer an Stellen, wo beide Begriffe zusammen verwendet sind.
  • Typischerweise sind eine Vielzahl von Hilfsstromkreisen vorhanden, die diverse Hilfseinrichtungen des Mittelspannungsschalters versorgen. Dabei ist auch denkbar, dass ein Hilfsstromkreis für die Versorgung einer Mehrzahl von Hilfseinrichtungen vorgesehen ist.
  • In 3 ist ein solcher Hilfsstromkreis 1 schematisch dargestellt. Über diesen Hilfsstromkreis 1 wird eine Hilfseinrichtung 2 (z.B. Auslösespule) mit Strom versorgt, wofür eine Spannungsquelle 3 (z.B. Batterie) vorgesehen ist. Mittels eines Hilfsschalters 4 kann der Hilfsstromkreise 1 geöffnet und geschlossen werden, d.h. die Stromversorgung der Hilfseinrichtung 2 hergestellt bzw. unterbrochen werden. Erfindungsgemäß wird der Strom im Hilfsstromkreis gemessen, aufgezeichnet und analysiert. Dazu wird im Hilfsstromkreis 1 ein Stromsensor 5 angeordnet, über den Strommesswerte 6 erfasst und an eine Auswerteeinrichtung 7 übermittelt werden. Die Auswerteeinrichtung 7 kann dabei dezidiert für einen Hilfsstromkreis oder für eine Mehrzahl von Strommesskreisen vorgesehen sein. Bevorzugt ist die Auswerteeinrichtung im Mittelspannungsschalter integriert (z.B. ein Microcontroller). Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die Strommessdaten an eine externe Auswerteeinrichtung z.B. per Funk übertragen werden. Diese kann dann auch für mehrere Mittelspannungsschalter zuständig sein.
  • Die an die Auswerteeinrichtung übertragenen Stromwerte bilden eine Strommesskurve, wie sie in 4 für einen typischen Einschaltvorgang eines elektromagnetischen Auslösers eines Mittelspannungsschalter dargestellt ist. D.h. nach Einschalten des Mittelspannungsschalters wurde die Einschaltfeder gespannt und wird nun mit Hilfe des Auslösers entklinkt.
  • In den Figuren 4 und 5 repräsentiert die x-Achse dabei die Zeit in Sekunden, über der auf der y-Achse der Strom in Ampere aufgetragen ist. Im Stromverlauf sind charakteristische Punkte erkennbar, deren zeitlicher Ablauf ein Indiz für die Güte der Kontaktstrecke des im Stromkreis 1 liegenden Hilfsschalters 4 darstellt. Im Punkt „Start Strom“ beginnt der Stromfluss durch den Auslöser, im Punkt „Endposition“ ist die mechanische Endlage des Ankers des Auslösers erreicht. Dabei steigt der Strom bis zu einem Maximum „max. Strom“ an, um dann wieder etwas abzufallen. Im Punkt „Strom Abschaltung“ erfolgt die Abschaltung des Auslöserstroms durch den Hilfsschalter und im Punkt „Strom aus“ ist der Stromfluss auf den Wert null abgefallen. Untersucht wird nun die Zeitspanne zwischen „Strom Abschaltung“ und „Strom aus“, da dieser Zeitraum bzw. der zugehörige Kurvenverlauf ein Maß für den Kontaktverschleiß im Hilfsschalter darstellen. Denn dieser Zeitraum repräsentiert die Lichtbogenbrenndauer zwischen den Kontakten des Hilfsschalters. Durch verschlissene Kontaktoberflächen verlängert sich die Lichtbogenbrenndauer und damit auch der Kontaktverschleiß bis es schlussendlich zum Ausfall der Kontaktstrecke, Unterbrechung oder dauerhafter Kurzschluss (Verschweißung) kommt.
  • In 5 ist der Stromverlauf durch einen elektromagnetischen Auslöser mit vorgeschädigtem Kontaktpaar eines Hilfsschalters ersichtlich. Hier ist deutlich zu sehen, dass der Stromverlauf nicht stetig abnimmt, sondern eine Kurvenform annimmt, in der der Stromverlauf nicht weiter abfällt oder sogar wieder ansteigt. Die Ursache für den wieder ansteigenden Stromverlauf bis „lokales Maximum“ könnte ein erneutes Schließen der Kontakte sein, z.B. durch prellen. Je unebener die Kontakte sind desto häufiger sind solche Effekte zu beobachten. Die Ursache liegt wohl in der verringerten Kontaktöffnung durch die Aufschmelzungen auf der Kontaktoberfläche (Berge und Täler). Zusätzlich ist - wie in 5 gezeigt - die Dauer zwischen „Strom Abschaltung“ und „Strom aus“ länger als bei neuwertigen Kontakten im Hilfsschalter. Durch Überwachung der Kurvenform bzw. der Lichtbogenbrenndauer zwischen den Kontakten des Hilfsschalters kann ein Wartungshinweis an den Betreiber des Leistungsschalters gegeben werden. Dies stellt sicher, dass eine Wartung vor Funktionsstörung oder Ausfall des Leistungsschalters, durch fortschreiten des Kontaktverschleißes, durchgeführt und somit ein Ausfall vermieden werden kann.
  • Die Analyse der Stromkurve ermöglicht es, direkt auf den Zustand der Kontakte des Hilfsschalters zu schließen. Es wird nicht nur eine Unterbrechung des Stromkreises erkannt, sondern über den Kurvenverlauf des Stromes nach der Abschaltung im Punkt „Strom Abschaltung“ die Lichtbogenbrenndauer zwischen den Kontakten ermittelt. Diese kann auf Überschreiten eines für die Funktionsfähigkeit des Leistungsschalters relevanten Grenzwertes überwacht werden und so ein Wartungshinweis für den Kunden generiert werden zu einem Zeitpunkt, wo der gesamte Leistungsschalter noch nicht gestört ist.
  • Zusammengefasst gibt es dabei folgende Analyseoptionen:
    1. a) Überwachung der Zeitdauer
    2. b) Überwachung der Kurvenform
    3. c) Kombinierte Überwachung von Zeitdauer und Kurvenform
  • Die Zeitdauerüberwachung erfolgt dabei vorzugsweise mittels eines Schwellwerts als Kriterium. Dieser Schellwert wird auf Basis von Versuchen bzw. Erfahrungswerten festgelegt. Eine Überschreitung des Schwellwertes triggert dann z.B. einen Wartungshinweis.
  • Die Kurvenform kann z.B. auf Basis von Merkmalen des typischen Kurvenverlaufs erfolgen. Z.B. ist der Kurvenabschnitt im Bereich zwischen „Strom Abschaltung“ und „Strom aus“ im Fall von 4 monoton fallend, während im Fall der Schädigung (5) ein lokales Maximum (Punkt: „lokales Maximum“) auftritt. Es kann z.B. das Auftreten des lokalen Maximums als Kriterium für die Schädigung herangezogen werden oder z.B. das Mittel der ersten Ableitung. Eine raffiniertere Vorgehensweise zur Kurvenanalyse wäre die Verwendung eines neuronalen Netzes. Dieses wird anhand von Kurven mit Normalverlauf und Kurven bei einer Schädigung trainiert. Das neuronale Netz kann dabei mittels einer auf überwachtes Lernen basierenden Lernstrategie trainiert sein, die die Beurteilung von Informationen bzgl. des Auftretens eines Alterungszustandes als Klassifikationsproblem (binäre Beurteilung: Störung oder keine Störung) behandelt (im Englischen ist dafür der Ausdruck „supervised classification learning“ gebräuchlich). Für das neuronale Netz selber kann z.B. ein nach vorwärts gerichtetes neuronales Netzwerk (feed-forward neural network) mit mehrlagiger Perzeptron Architektur (multilayer perceptron architecture) zum Einsatz kommen.
  • Bei der kombinierten Überwachung von Zeitdauer und Kurvenform kann eine Schädigung festgestellt werden, wenn gem. einem der beiden Kriterien eine solche vorliegt. Alternativ können auch Zeitdauer und Kurvenform zu einem einzigen Kriterium verschmolzen werden. Dabei kann auch eine Gewichtung der beiden Ausgangskriterien erfolgen.
  • Es ist auch denkbar eine mehrstufige Beurteilung vorzunehmen mit entsprechend abgestuften Konsequenzen. Z.B. können zunächst ein Warnhinweis bzw. Wartungshinweis erfolgen. Z.B. bei Überschreiten eines weiteren Schwellwertes für die Zeitdauer kann dann der Betrieb als nicht mehr sicher angesehen werden und ein Dauerwarnsignal oder sogar eine automatische Verrieglung erfolgen.
  • Die Erfindung wurde oben im Rahmen eines Ausführungsbeispiels anhand eines Mittelspannungsschalters beschreiben. Die Erfindung ist dabei nicht auf diese Ausführungsbeispiel und insbesondere nicht auf dieses Schaltertyp beschränkt. So ist es z.B. problemlos möglich, das erfinderische Konzept auf einen Hochspannungsschalter zu übertragen.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
      20.1
      Abdeckhaube
      55.1
      Federzustandsanzeige
      56.1
      Druckknopf EIN
      56.2
      Druckknopf AUS
      56.3
      Schaltstellungsanzeige EIN-AUS
      57.2
      Handkurbelkupplung
      58
      Schaltspielzähler
      59.3
      Schlüsselverriegelung (optional)
    • 2
      31
      Hilfsschalter
      32
      Niederspannungs-Steckvorrichtung
      33.1
      Steckerleiste, 20-polig
      33.2
      Stecker für Einschubkassette
      33.3
      Stecker nur zusammen mit 20-poliger Steckerleiste
      34
      Hilfsschütz, Abschaltung und Pumpverhinderung
      51.1 1.
      Arbeitsstromauslöser
      51.2 2.
      Auslöser
      51.3 3.
      Auslöser
      52
      Einschaltmagnet
      53
      Motor, Spannen der Einschaltfeder
      54.1
      Positionsschalter, verhindert elektrische Einschaltung
      bei
      mechanischer Verriegelung (nicht dargestellt)
      54.2
      Positionsschalter, Motorsteuerung
      54.3
      Positionsschalter, Steuerung für Hilfsschütz 34
      54.4
      Positionsschalter, Meldung „Einschaltfeder gespannt“
      54.5
      Positionsschalter, elektrische Einschaltsperre oder Schlüsselverriegelung
      54.6
      Positionsschalter, Schalterfallmeldung
      55
      Einschaltfeder
      55.1
      Federzustandsanzeige
      56.3
      Schaltstellungsanzeige EIN-AUS
      57
      Getriebe
      57.2
      Handkurbelkupplung
      58
      Schaltspielzähler
      59.3
      Schlüsselverriegelung
      59.4
      Heizung, Kondenswasserschutz
      59.5
      Elektrische Einschaltsperre
      59.6
      Widerstand für Unterspannungsauslöser
    • 3
      1
      Hilfsstromkreis
      2
      Hilfseinrichtung (Auslösespule)
      3
      Spannungsquelle
      4
      Hilfsschalter
      5
      Stromsensor
      6
      Strommesswerte
      7
      Auswerteeinrichtung

Claims (12)

  1. Auswertevorrichtung für eine Schaltanlage, wobei - die Schaltanlage zum Herstellen und Trennen mindestens einer elektrischen Verbindung ausgebildet ist und - eine Hilfseinrichtung (2), die durch einen Hilfsstromkreis (1) mit Strom versorgt wird, - einen Hilfsschalter (4) zum Öffnen und Schließen des Hilfsstromkreises (1) und - einen Stromsensor (5) zum Messen des Hilfsstromkreisstroms umfasst, und wobei - die Auswertevorrichtung (7) zur Feststellung eines Alterungszustandes des Hilfsschalters (4) auf Basis des gemessenen Hilfsstromkreisstroms ausgestaltet ist.
  2. Auswertevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Abschnitt des Stromverlaufs des gemessenen Stroms zur Feststellung des Alterungszustandes durch die Auswertevorrichtung (7) bewertet wird.
  3. Auswertevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Abschnitt durch die Abschaltung der Stromversorgung der Hilfseinrichtung (2) und das darauf folgende Absinken des Stroms im Hilfsstromkreis (1) zu einem vorgegebenen Wert bestimmt ist.
  4. Auswertevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertevorrichtung (7) für die Feststellung eines Alterungszustandes auf Basis der zeitl. Länge des mindestens einen Abschnitts, des Kurvenverlaufs des mindestens einen Abschnitts oder einer Kombination dieser beiden Eigenschaften ausgestaltet ist.
  5. Auswertevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertevorrichtung (7) für die Feststellung eines Alterungszustandes auf Basis der zeitl. Länge des mindestens einen Abschnitts nach Maßgabe eines Schwellenwerts für die zeitl. Länge des Abschnitts ausgestaltet ist.
  6. Auswertevorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertevorrichtung (7) für die Feststellung eines Alterungszustandes auf Basis der Kurvenform des mindestens einen Abschnitts nach Maßgabe des Auftretens eines lokalen Maximums ausgestaltet ist.
  7. Auswertevorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertevorrichtung (7) für die Feststellung eines Alterungszustandes auf Basis der Kurvenform des mindestens einen Abschnitts mittels eines für die Kurvenformbewertung trainierten neuronalen Netzes ausgestaltet ist.
  8. Auswertevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertevorrichtung (7) zur Feststellung einer Mehrzahl von Alterungszuständen des Hilfsschalters (4) auf Basis des gemessenen Hilfsstromkreisstroms ausgestaltet ist.
  9. Auswertevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - die Auswertevorrichtung (7) dafür ausgebildet ist, eine Information über ein sich auf den Hilfsschalter (4) beziehendes Wartungs- oder Austauscherfordernis auszugeben, wenn ein Alterungszustand festgestellt wird.
  10. Schaltanlage zum Herstellen und Trennen mindestens einer elektrischen Verbindung, mit - einer Hilfseinrichtung (2), die durch einen Hilfsstromkreis (1) mit Strom versorgt wird, - einem Hilfsschalter (4) zum Öffnen und Schließen des Hilfsstromkreises und - einem Stromsensor (5) zum Messen des Hilfsstromkreisstroms , - umfassend eine Auswertevorrichtung (7) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
  11. System aus einer Schaltanlage und einer Auswertevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei - die Schaltanlage zum Herstellen und Trennen mindestens einer elektrischen Verbindung ausgebildet ist, - eine Hilfseinrichtung (2), die durch einen Hilfsstromkreis (1) mit Strom versorgt wird, - einen Hilfsschalter (4) zum Öffnen und Schließen des Hilfsstromkreises und - einen Stromsensor (5) zum Messen des Hilfsstromkreisstroms umfasst, und - mit einer Schnittstelle zum drahtgebundenen oder drahtlosen Übertragen von Hilfsstromkreisstrommessdaten an die Auswertevorrichtung (7) ausgebildet ist.
  12. Verfahren zur Feststellung eines Alterungszustandes eines Hilfsschalters einer Schaltanlage, wobei - die Schaltanlage zum Herstellen und Trennen mindestens einer elektrischen Verbindung ausgebildet ist und - eine Hilfseinrichtung (2), die durch einen Hilfsstromkreis (1) mit Strom versorgt wird, - einen Hilfsschalter (4) zum Öffnen und Schließen des Hilfsstromkreises (1) und - einen Stromsensor (5) zum Messen des Hilfsstromkreisstroms umfasst, bei dem - der Zeitpunkt einer Abschaltung der Hilfseinrichtung (2) erfasst wird, - der Zeitpunkt nach der Abschaltung erfasst wird, zu dem der Strom im Hilfsstromkreis (1) einen vorgegebenen Wert erreicht, und - auf Basis der Differenz der Zeitpunkte und/oder auf Basis des Kurvenverlaufs des Hilfskreisstroms der Alterungszustand des Hilfsschalters (4) festgestellt wird.
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