DE1488996A1

DE1488996A1 - Photoelektrische Steuereinrichtung,insbesondere zur Ausloesung eines elektrischen Selbstschalters

Info

Publication number: DE1488996A1
Application number: DE19661488996
Authority: DE
Inventors: Yves Pelenc
Original assignee: Merlin Gerin SA
Current assignee: Merlin Gerin SA
Priority date: 1965-11-04
Filing date: 1966-11-02
Publication date: 1969-04-03
Also published as: SE325077B; US3511999A; FR1515983A; CH464323A; JPS44016747B1; GB1157706A; BE671813A; NL6615502A

Description

Etablissements Merlin & Gerin, Societe Anonyme, Grenoble

(Frankreich)

Photoelektrische Steuereinrichtung, insbesondere zur Auslösung eines elektrischen Selbstschalters

Die Erfindung bezieht sich auf photoelektrische Steuereinrichtungen, insbesondere zur Auslösung eines elektrischen Hochspannungsselbstschalters. Das ständige Bemühen, die Auslösezeit von Hochspannungsselbstschaltern zu vermindern, hat die Konstrukteure bewogen, die herkömmlichen hydraulischen,. pneumatischen und hydropneumatischen Steuereinrichtungen durch eine photoelektrische Steuereinrichtung zu ersetzen, in der der Raum, der die an Hochspannung liegenden Teile des Selbstschalters von den geerdeten !Teilen trennt, durch ein Lichtbündel überwunden wird, das von einer Lichtquelle aus-geht, die im allgemeinen von einer "Blitzlicht" genannten Gasentladungsröhre gebildet wird. Das Blitzlicht wird gezündet, wenn der Selbstschalter ausgelöst werden soll, wobei das vom Blitzlicht ausgestrahlte Lichtbündel quer durch eine Lichtführung auf einen photoelektrischen Körper geleitet wird, welcher einen elektromagnetischen Auslöser steuert, z.B. mittels eines gesteuerten Ventils, so wie eine Diode von einem Halbleiter (!Thyristor) gesteuert wird.

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Diese photoelektrischen Steuereinrichtungen werden im allgemeinen zusätzlich mit einer Steuerung herkömmlicher Art versehen, und zwar nur zu dem Zweck, um wegen ihrer kurzen Ansprechzeit im Falle einer schweren Störung einwandfrei zu arbeiten. Jede Ausschalteinheit bei einem Hochspannungsselbstschalter mit mehrfacher Abschaltung pro Pol hat dann im allgemeinen eeine eigene Auslösevorrichtung, und es ist ersichtlich, daß im Falle einer schweren Störung das Auslösen einer einzelnen Ausschalteinheit eines Selbstschalters vermieden werden muß. Dieser Umstand hat die Entstehung von Überwachungseinrichtungen veranlaßt, die in der Lage sind, den guten Zustand des Auslösestromkreises aller Ausschalteinheiten zu über- . prüfen. Auf diese Weise kann vermieden werden, daß ein Auslösebefehl gegeben wird, wenn nicht alle Stromkreise in Ordnung und in der Lage sind, den erteilten Befehl einwandfrei zu befolgen. Das Ziel einer solchen vorgeschlagenen Überwachungseinrichtung ist es, die versehiedenen Stromkreise direkt vor Abgabe eines Auslösebefehls zu überprüfen. Natürlich benötigt die vorherige Prüfung Zeit, mag diese noch so kurz sein, die die schnelle Ausführung eines Auslösebefehls beeinträchtigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese vorherige Prüfung durch eine ständige Kontrolle der Steuereinrichtungen zu vermeiden. Die erfindungsgemäße Überwachungs-

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einrichtung einer photoelektrischen Steuereinrichtung, insbesondere für den Auslösestromkreis eines Selbstschalters, der in eine elektrische Hochspannungsleitung mit Hilfe mindestens eines elektronischen Ventils, wie z.B. eines Thyristors, eingeschaltet ist, das durch photoelektrische Mittel gesteuert wird, ist dadurch gekennzeichnet, daß sie Prüfmittel zum dauernden Feststellen der Spannung an den Hauptklemmen des gesteuerten Ventils und Blockiermittel aufweist, die die photoelektrischen Mittel unwirksam machen, wenn die Spannung an den Hauptklemmen verschwindet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der einzigen Figur dargestellt, die schematisch eine photoelektrische Steuereinrichtung angewandt auf einen Hochspannungsselbstschalter, zeigt.

Die in der Figur innerhalb des Rechtecks T liegenden Teile befinden sich in einem am Boden aufgestellten, Erdpotential aufweisenden Steuerschrank. Innerhalb des Rechtecks P liegen die 'feile, die das Potential der Hochspannungsleitung L besitzen. Hierbei ist eine Steuereinrichtung einer einzigen Ausschalteinheit des Selbstschalters dargestellt.

Höhe des Erdbodens befindet sich eine elektrische Energiequelle 10, die mit dem Glühfaden oder den Anschluß-

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klemmen einer Blitzröhre 11, die das Blitzlicht oder die Lichtquelle bildet, über die Kontakte eines Störungsrelais 12 und einen Stromkreis eines elektronischen Tores \'j verbunden ist. Letzterer wird von einer photoelektrischen Steuereinrichtung 14- gesteuert, welche das Tor schließen kann, wenn sie unter nachfolgend beschriebenen Bedingungen beleuchtet wird, und es öffnen kann, d.h. den Stromkreis, der die Quelle 10 mit der Lichtquelle 11 verbindet, dann unterbrechen kann, wenn die Vorrichtung 14 nicht beleuchtet ist. Das Blitzlicht 11 kann ein Lichtbündel, das eine Lichtführung 15 durchquert, zu einem 'photoelektrischen Körper oder zu einer photoelektrischen Zelle 16 hinführen, die neben den unter Spannung stehenden Teilen der Ausschalteinheit, des Selbstschalters liegt.

Das Öffnen des beweglichen Schaltstücks dieser Ausschalteinheit, schematisch dargestellt bei 17 > wird von einem magne

elektrooptischen Auslöser gesteuert, zu dem die Spule gehört. Ein Kondensator I9i direkt von der Hochspannungsleitung L über einen Stromwandler 20 und eine Gleichrichterbrücke 21 gespeist, bildet eine elektrische Energiequelle. Gegeneinandergeschaltete Thyristoren 22,23 dienen zur Begrenzung der Spannung an den Klemmen der üleichrichterbrücke 21, wenn der Leitungsstrom zu hoch ist, während Widerstände 24,25, verbunden mit den Steuer-

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elektroden der Thyristoren 22,23, letztere in aeseia Fall zünden. Der Kondensator 19 ist mit der Spule 18 über einen Thyristor 26 oder eine andere Vorrichtung mit gesteuertem Ventil verbunden, dessen Steuerelektrode im Falle der Beleuchtung der Zelle 16 erregt werden kann. Die Zelle 16 ist andererseits über einen Widerstand 27 mit einem Pol des Kondensators 19 verbunden. Eine Lampe 28 oder eine andere Lichtquelle ist in Reihe mit einem Strombegrenzungswiderstand 29 geschaltet, Diese Reihenschaltung liegt parallel mit den Hauptklemmen des Thyristors 26. Ein Kondensator JO mit kleinerer Kapazität als der Kondensator 19 ist einerseits mit der Kathode des Thyristors 26 und andererseits mit der Verbindung zwischen dem Widerstände 29 und der Lampe 28 verbunden. Die Lampe 28 kann die Zelle 14 über eine zvreite Lichtführung 31 beleuchten, die den Raum zwischen den unter opjnnung stehenden Teilen und den geerdeten Teilen überbrückt und die eventuell mit der ersten Lichtführung eine Einheit bilden kann. Linsen 32,33 und 34 bewirken, daß die Lichtbündel, die die Lichtführungen 15 und 31 durchqueren, in einem Punkt zusamaenlaufen.

Alle Ausschalteinheiten des Selbstschalters sind mit einer Einrichtung gemäß dieser Figur versehen, jedoch mit der Einschränkung, daß verschiedene Ausschalteinheiten eines Pols oder mehrerer Pole gewisse, im Rechteck T enthaltene Teile gemeinsam haben, und zwar kann ein

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einzelnes Blitzlicht 11 über η Lichtführungen 15 die η Zellen 16 von η Ausschalteinheiten beleuchten, die in Sex-ie mit einem Pol verbunden sind. Andererseits können alle Ausschalteinheiten, obwohl von η Zellen gesteuert, an den Stromkreis von I¹Or 13 angeschlossen sein, Auf alle Fälle darf kein Blitzlicht 11 funktionieren, wenn eine einzige Zelle 14 nicht erregt ist.

Lie beschriebene Einrichtung arbeitet folgendermaßen :

tfenn die .Kontakte aller Ausschalteinheiten eines Pols des Selbstschalters geschlossen sind, fließt Strom- durch die Leitung L, der über den !Transformator 20 und die Brücke 21 den Kondensator 19 auflädt. Wenn der Stromkreis der opule 18 nicht unterbrochen ist und wenn beim Thyristor 26 kein Kurzschluß auftritt, entsteht Spannung an den Klemmen des Thyristors, und die Lampe 28 leuchtet auf. Folglich wird die Zelle 14 beleuchtet und gibt das Blitzlicht 11 frei, wenn die Zellen 14 der übrigen Ausschalteinheiten gleichermaßen erregt sind. In diesem Fall ist alles in Ordnung. l)as oder die Relais 12 können einen Auslösebefehl für alle Ausschalteinheiten des Pols geben. Das oder die Blitzlichte 11 aller Ausschalteinheiten werden nun gespeist und senden Lichtbündel zu allen Zellen 16 des Pols. Dadurch werden die !hyristören 26 gezündet und die Kondensatoren 19 über die Spulen

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entladen. Aul' diese Weise* öffnen sich die beweglichen Schaltstücke aller Ausschalteinheiten des Pols, und die »Störung wird nicht mehr gespeist.

Im Gegenteil, wenn eine einzige der Zellen 14 infolge erhöhter Spannung des Auslösestromkreises auf Grund ' einer Störung nicht beleuchtet wird, kann ein von .dem oder den Heiais 12 gegebener Auslösebefehl den Stromkreis des !Tores nicht passieren, so daß k^i/ve - -u^ schalt einheit einen Auslösebefehl erhält.

Die Lampe 28, die im allgemeinen beleuchtet bleibt, hat nur eine schwache Lichtleistung. Andererseits wurde festgestellt, daß diese Art Lampe nach Einschalten der Spannung einige Zeit braucht, bevor sie ihre normale Lichtstärke erreicht. Um nun zu vermeiden, daß unter diesen Umständen die Beleuchtung der Zelle 14 unmittelbar nach dem Schließen des Selbstschalters zu schwach ist,' um das Blitzlicht 11 ohne Verzögerung freizugeben, und um folglich zu vermeiden, daß ein Auslösebefehl im J?alIe ües Schließens auf eine Störung des Schalters trotz des guten Zustandes der in Frage stehenden Stromkreise ausgeführt wird, ist der Kondensator 50 vorgesehen, der eine Überspannung an der Lampe 28 während einiger Augenblicke nach Einschalten der Spannung zuläßt. Auf diese Weise ist die Zelle 14 sofort nach dem schließen des

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Selbstschalters genügend beleuchtet, um eine äußerst schnelle Auslösung sofort nach diesem Schließen des Selbstschalters zu gestatten.

Natürlich kann die beschriebene Anordnung geändert werden, ohne von der Erfindung selbst abzuweichen. Zum Beispiel kann be/ Verwendung eines Photothyristors die Zelle 16 mit dem Ihyristor 26 vereinigt werden.

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Claims

Patentansprüche :

Überwachungseinrichtung einer photoelektrischen Steuereinrichtung, insbesondere für den AaslöseStromkreis eines Selbstschalters, der in eine elektrische Hochspannungsleitung mit Hilfe mindestens eines elektronischen Ventils, z.B. eines Thyristors, eingeschaltet ist, das durch photoelektrische Mittel gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß sie Prüfmittel zum dauernden feststellen der Bpannung an den Hauptklemmen des gesteuerten Ventils und Blockiermittel aufweist, die die photoelektrischen Hittel unwirksam machen, wenn die Spannung an den Hauptklemraen verschwindet.
2. Einrichtung nach Anspruch '],. in der die photoelektrischen Mittel eine erste Lichtquelle umfassen, die eine erste mit der Steuerelektrode des elektronischen Ventils verbundene photoelekttische Zelle steuert, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfmittel eine zweite, mit den Klemmen des Ventils elektrisch verbundene Lichtquelle und eine zweite photoelektrische Zelle umfassen, die durch die zweite, mit der Spannung an den Klemmen zusammenwirkende , Lichtquelle gesteuert wird,und die die Blockiermittel steuert. .
3. Hinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Blockiermittel einen Stromkreis des elektronischen Tores umfassen,

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4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die erste photoelektrische Zelle in der Hochspannungszone des Selbstschalters befindet, während die erste Lichtquelle und die zweite photoelektrische Zelle in der Niederspannungszone des Selbstschalters liegen.
5. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie Mittel zur kurzzeitigen Erhöhung der Spannung an der zweiten Lichtquelle beim Auftreten von Spannung an den Anschlüssen des Ventils aufweist.
6. Einrichtung nach Anspruch 1 mit mehreren Abschaltstelien pro Pol, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Abschaltstelle ein elektronisches Steuerventil zur Auslösung dieser Abschaltstelle sowie photoelektrische Steuermittel des elektronischen Ventils und Prüfmittel zum ständigen !Feststellen der Spannung .an den Hauptklemmen des elektronischen Ventils zugeordnet sind, wobei mindestens eine Lichtquelle die photoelektrischen Mittel kontrolliert, während die Blockiermittel alle Lichtquellen unwirksam machen, wenn die Spannung an den Klemmen eines der elektronischen Ventile verschwindet.

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