DE1807591A1 - Control system for high voltage switch - Google Patents
Control system for high voltage switchInfo
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Description
Steuerungssystem für nochspannungsschalter Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur verzogerungsfreien Auslosung von Hochspannungsschaltern, insbesondere mit Rohrfachunterbrechung, wobei in unmittelbarer Nähe der Trennstellen Einrichtungen zu Betätigung angeordnet sind, die surch Einwirkung eines praktisch trägheitslosen Signale freigegeben werden. Power Switch Control System The invention relates to an arrangement for the delay-free triggering of high-voltage switches, in particular with pipe compartment interruption, with facilities in the immediate vicinity of the separation points to actuation are arranged, the s by the action of a practically inertia Signals are released.
Um gestorte Anlagenteile von Netz zu trennen und somit stark verstörende Wirkungen zu vermeiden, sind kurze Schaltereigenseiten notwendig. Zur Erreichung dieses Zieles sind Schalter bekannt, die mit mechanischen Auslosegestänge, z.B. Isolierstäben aus glasfaserverstärkten Kunstharz, versehen sind.In order to separate disrupted system parts from the network and thus severely disturbing ones Short counter pages are necessary to avoid effects. To achieve to this end, switches are known which are provided with mechanical trip links, e.g. Insulating rods made of glass fiber reinforced synthetic resin are provided.
Diese Schalter weisen jedoch noch keinen zufriedenstellenden noch@@schen Gleichlauf der Kontakte auf, erfordern hohen Justifieraufwand und erschweren den konstruktiven Aufbau von Schaltern nach den Baukastenprinzip. Außerden stellen die Isoliergestänge ein hochspannungstechnisch anfälliges Bauteil daß, und eine Synchronsteuerung läßt sich trotz großen Aufwandes sicht exakt realisieren. Zur Vermeidung dieser Nachteile ist es bekannt, durch einen Lichtstrahl oder- impuls von Erdpotential zum Hochspannungspotential oder umgekehrt eise Auslösung des Schalters zu bewirken. Dabei bewirkt eine Ausführung lediglich eine Auslösung auf Erdpotential befindlicher Betätigungsglieder durch Lichtstrahl von Hochspannungspotential aus, weist also keine Vorteile auf.However, these switches are not yet satisfactory Synchronization of the contacts, require a high level of adjustment effort and complicate the constructive structure of switches according to the modular principle. In addition, the Isoliergestänge a high voltage susceptible component that, and a synchronous control can be realized exactly despite great effort. To avoid this It is known to have disadvantages due to a light beam or pulse from earth potential to the high voltage potential or vice versa to cause the switch to trip. An execution only triggers those located at ground potential Actuators by light beam from high voltage potential, so has no benefits on.
Bei einen neuerdings bekannt gewordenen Schalter wird ein auf Hochspannungspotential angeordneter Kondensator unter Einwirkung eines von Erdpotential ausgesandten Lichtblitzes zur Auslösung des Schalters entladen. Dabei erfolgt die Aufladung des Kondensators durch einen Spezieltransformator von Erdpotential aus. Diese Anordnung hat des Nachteil, daß der Aufbau des Schalters durch Spezialbauelemente unnötig vergrössert und verteuert wird. Außerdem ist diese Anordnung hochspannungstechnisch sttöranfällig und vorringert also die Betriebesicherheit.In a switch that has recently become known, a switch is at high voltage potential arranged capacitor under Effect of one of earth potential emitted flash of light discharged to trigger the switch. The Charging of the capacitor by a special transformer from earth potential. This arrangement has the disadvantage that the structure of the switch by special components is unnecessarily enlarged and made more expensive. In addition, this arrangement is high-voltage prone to failure and thus impairs operational safety.
Der Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, ein Steuerungssystem zu schaffen, mit dessen Hilfe ein trägheitsloses, relativ energiearmes Signal soweit verstärkt wird, daß die auf Hochspannungspotential angeordneten Steuer- und Betätigungseinrichtungen zeitkonstant und mit geringer Eigenzeit ausgelöst werden, ohne die aufgeführten Nachteile aufzuweisen.The invention is therefore based on the object of a control system to create, with the help of which an inertia-free, relatively low-energy signal so far it is reinforced that the control and actuation devices arranged at high voltage potential time-constant and with a low operating time can be triggered without the listed Have disadvantages.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, inden auf Hochspannungspotential in unmittelbarer Nähe der Trennstellen angeordnete Betätigungseinrichtungen trägkeitslos ausgelöst werden und die Betätigung durch Umwandlung von in anderer Form auf Hochspannungspotential gespeicherter Energie, z.B.This object is achieved according to the invention, inden on high voltage potential Actuating devices arranged in the immediate vicinity of the separation points inert are triggered and the actuation by converting in another form to high voltage potential stored energy, e.g.
mechanischer, pneumatischer oder chemischer Energie, in elektrischer Energie und/oder durch den Betrieb des Schalters auf Hochspannungspotential freiwerdender Energie unmittelbar und/ oder mittelbar bewirkt wird.mechanical, pneumatic or chemical energy, in electrical Energy and / or released by operating the switch on high voltage potential Energy is effected directly and / or indirectly.
Dabei kann Erfindung durch eine Reihe weiterer Merkmale gekennzeichnet sein. So ergeben sich bei erfindungsgemäßer Kombination einer beliebigen Energiequlle oder -speichers mit einem elektrischen Energiespeicher Vorteile, da dass die trägheitbedarfteten Umwandlungs- und Speichervorgänge im stationären Betrieb erfolgen können und die praktischen trägheitslos einsetzbare Energie für die Betätigung des Schalters zu benötigten Zeitpunkt bereits bereitsteht.The invention can be characterized by a number of further features be. Any desired energy source is thus obtained with a combination according to the invention or storage with an electrical energy storage advantages, since that the inertia Conversion and storage processes can take place in stationary operation and the practical energy that can be used without inertia to operate the switch to required time is already available.
Für den Einsatz von Energiewandlern gibt es eine Reihe von Möglichkeiten. So kann z.B. als Energiewandler für chemische ZnerSie eine Brennstoffzelle dienen. Vorteilhaft irt dabei ein Typ mit Gas als Brennstoff, z.B. eine Wasserstoff-Sauerstoff-Zelle, wobei der Sauerstoff der umgebenden Luft entnommen wird. Dabei ist weiteres Erfindungsmerkmal, daß zur Ergänzung des auf Hochspannungspotential gespeicherten Brennstoffes eine Nachfülleitung vorgesehen ist oder eine vorhandene Verbindungsleitung zeitweise als Nachfülleitung benutzt wird. Damit wird eine Ergänzung der auf Hochspannlagepotential gespeicherten Energie ohne Betriebsunterbrechung ermöglicht und die Speicherabmessungen können klein gehalten werden. In äquivalenter Weise kann bei Umformung pneumatische Energie verfahren werden, wobei als Energiewandler ein auf Hochspannungspotential angeordneter Druckgasgenerator dienen kann. Dabei kann als Antriebsmedium außer auf Hochspannungspotential gespeichertem Druckgas auch durch den Betrieb des Schalters freiwerdene Stromungsenergie, z.B. Schaltgas oder Leckgas, dienen.There are a number of options for using energy converters. For example, a fuel cell can serve as an energy converter for chemical substances. A type with gas as fuel, e.g. a hydrogen-oxygen cell, is advantageous. whereby the oxygen is taken from the surrounding air. Another feature of the invention is that to supplement the fuel stored on high voltage potential a Refill line is provided or an existing connection line at times is used as a refill line. This is a supplement to the high voltage potential stored energy without interruption of operation and the storage dimensions can be kept small. In an equivalent way, pneumatic forming can be used Energy are moved, with a high-voltage potential as an energy converter arranged pressure gas generator can serve. It can be used as a drive medium Pressurized gas stored at high voltage potential also by operating the switch Electricity energy released, e.g. switching gas or leakage gas, is used.
Ein weiteres Merkmal besteht in der Umwandlung gespeicherter mechanischer Energie, z.B. einem Federkraftspeicher, der nach jeder Betätigung neu aufgeladen wird und dessen Energie in an sich bekannter Weise umgeformt wird, z.B. durch Umformung von Bewegungsenergie nach dem Induktionsprinzip. Auch hierbei kann beim Schaltvorgang selbst freiwerdende Energie, z.B.Another feature is the conversion of stored mechanical Energy, e.g. a spring force storage device, which is recharged after each actuation and whose energy is transformed in a manner known per se, e.g. by transformation of kinetic energy according to the induction principle. Here, too, during the switching process self-released energy, e.g.
durch Umwandlung der Dämpfungsenergie beim Abbremsen der bewegten Schaltkontakte, in elektrische Energie umgewandelt werden.by converting the damping energy when braking the moving Switching contacts, converted into electrical energy.
Eine weitere Möglichkeit der Nutzung von durch den Betrieb des Schalters freiwerdender energie besteht, darin, einen Teil der Hochspannung abzugreifen und nach Gleichrichtung zu speichern. Auch die an der Strombahn des Schalters selbst freiwerdende Energie kann genutzt werden, z.B. durch Abgriff mindestens eines Teiles des Spannungsabfalles, durch Umwandlung der Stromwärme elektrische Energie, z.B. mittels Thermoelementenbatterie, oder durch eine in der Strombahn angeordnete Induktionsspule.Another way of using by operating the switch The energy released consists of tapping part of the high voltage and to save after rectification. Also the one on the circuit of the switch itself The energy released can be used, e.g. by tapping at least one part the voltage drop, electrical energy, e.g. by means of a thermocouple battery or an induction coil arranged in the current path.
Weiter bietet sich die Ausnutzung eines Teiles der Lichtbogegenenergie an, wobei die Nutzung mit Hilfe von durch den Lichtbogen gespeisten Fotoelementen erfolgt. Zum Erreichung einer kontinuierlichen versorgung ist es dabei zweckmäßig, diese Fotoelemente mit weiteren Fotoelementen zu kombinieren, die dem Tageslicht ausgesetzt sind. Damit werden eine schnelle Energieergänzung nach Schaltvorgängen und eine sichere Dauerversorgung gewährleistet.A part of the counter energy of the arc can also be used on, the use with the help of photo elements fed by the arc he follows. To achieve a continuous supply, it is advisable to to combine these photo elements with other photo elements that are exposed to daylight are exposed. This means that energy can be added quickly after switching operations and a secure permanent supply is guaranteed.
Ein weiteres Kennzeichen der Erfindung besteht darin, daß eine Energiequelle mit großer Dauerleistung mit mindestens einer Energiequelle oder -speichereinrichtung geringer Ibuerleistung, aber hoher Impulsleistung zusammenwirkt. Bei dieser Anordnung ergibt sich der fUr die Anordnung auf liochspannungspotential besonders große Vorteil, daß die Energiequelle oder -speichereinrichtung für die jeweiligen Aufgaben optimal angepaßt ist, und somit unnötige Energieverluste vor mieden werden. Damit wird eine erfindungsgemäße Ausbildung des Energiespeichers als aondeneator fur mindestens 4 betätigungsvorgänge ohne erhebliche Vergrößerung der Abmessungen ermöglicht, wobei zusatzlich Mittel zur Begrenzung der jeweils abgegebenen Energiemenge vorgesehen sind. Damin der Energieeinheit der Energiequelle oder -speichereinrichtung größer Impulsleitung ständig die erforderliche Höhe hat, kann sie außer äquivalenter Anwendung der bereits genannten Maßnahmen auch über an sich bekannte Einrichtungen, z.B. einen Transverter, mit der Energiequelle hoher Dauerleistung verbunden sein.Another feature of the invention is that an energy source with high continuous power with at least one energy source or storage device low Ibuer power, but high pulse power interacts. With this arrangement this results in a particularly great advantage for the arrangement on hole voltage potential, that the energy source or storage device is optimal for the respective tasks is adapted, and thus unnecessary energy losses are avoided. This becomes a inventive design of the energy store as an aondeneator for at least Allows 4 operations without significant increase in dimensions, with additional means are provided to limit the amount of energy given off are. Damin the energy unit of the energy source or storage device larger impulse line always has the required height, it can be except equivalent Application of the measures already mentioned also via known facilities, e.g. a transverter, connected to the energy source with high continuous power.
Sender und Empfänger der Steuerungssysteme können auch in Richtverbindung Stehen. Damit wird erreicht, daß trotz Verzicht auf besondere Übertragungsmittel für den trägsheitslösen Impuls eine konzentrierte und wenig störungsanfällige Befehlsgabe erfolgt. Diese Maßnahme wird ergänzt durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Isolatorarmaturen und/oder anderer am Schalter vorhandener Einrichtungen als elektrostatische und/oder elektromagnetische Abschirmung für Sender Empfänger.The transmitter and receiver of the control systems can also be in directional connection Stand. This ensures that despite the fact that no special transmission media are used for the inertia-free impulse a concentrated and less susceptible to disturbance command he follows. This measure is supplemented by the inventive design of the isolator fittings and / or devices other than electrostatic and / or present on the switch electromagnetic shielding for transmitter receiver.
Zusätzlich kann die Erfindung noch dadurch gekennzeichnet sein, daß mindestend das trägheitslose Signal in der an sich bekannten Weise mit den Hauptstrom jedes Poles synchron ausgelöst wird. Dazu wird das Steuerungssystem vorteilhaft so ausgebildet, daß die durch das trägheitslose Signal freigegosene Energie unmittelbar auf das Auslöseorgan der Schaltkontakte wirkt. Selbstvorständlich kann die den Steuerungssystem zugeordnete Energiequelle oder -quellen auch zur Stromversorgung anderer, auf Hochspannungspotential angeordneter Einrichtungen dienen.In addition, the invention can also be characterized in that at least the inertia-free signal in the manner known per se with the main stream each pole is triggered synchronously. To this end, the control system becomes advantageous designed so that the energy released by the inertial signal is immediate acts on the trigger element of the switching contacts. It goes without saying that it can use the control system Assigned energy source or sources also for powering others, at high voltage potential arranged facilities serve.
An Hand eines Beispiels sei die Erfindung näher erläutert: Auf einem Untergertell (1) ist ein Isolator (2) aufgebaut, der die Schaltkammer (3) und des Steuerschrank (4) mit dem eingebauten Steuerungssystem trägt. Im Untergestell (1) ist der Sender (5) für einen tragheitslosen Impuls, z.B. einen Lichtblitz, angeordnet, der über durchlässige Öffnungen aurch den ssol3tor (2), der gleichzeitig zur Ergänzung des Löschmediums dienen kann, auf eine Einrichtung (6) trifft.The invention will be explained in more detail using an example: On one An isolator (2) is built on the lower part (1), which separates the switching chamber (3) and the Control cabinet (4) with the built-in control system. In the underframe (1) is the transmitter (5) for an inertial impulse, e.g. a Flash of light, arranged, which is via permeable openings aurch the ssol3tor (2), which at the same time can serve to supplement the extinguishing medium, meets a device (6).
Dadurch wird in dieser Sinrichtung (6) ein elektrischer II-puls ausgelost uns auf eine Anordnung (7) gegeben, die z.B.This triggers an electrical II pulse in this direction (6) given us an arrangement (7), e.g.
aus eine. Kondensator und einem steuerbaren Sperrglied besteht. Dadurch wird die gespeicherte Energie ausgelost und führt zur Betätigung der Schaltkontakte mittels der etätigungseinrichtung (8). Die Betätigungsenergie wird durch Umwandlung der im Behälter (9) gespeicherten chemischen Energie mittels des Energiewandlers (10), beispielsweise eine Brennstoffzelle, bereitgestellt. Die Ergängzung der im Energiespeicher der Anordnung (7) enthaltenen Energie kann aber auch durch Rückgewinnung von Lichtbogenenergie durch Fotoelemente (11) über einen Umformer (12) erfolgen. Die Ergänzung der chemischen Energie im Speicher (9) kann über eine Nachfülleitung (13) vorgenommen werden, die hier gleichzeitig der Ubertrqung eines Notbefehls dient. Der Notberobl wird von einem Geber (14) über Umschalteinrichtungen (15; 16) auf die Betätigungseinrichtung (8) gegeben. Zur Ergänzung der chemischen Energie werden die Umschlteinrichtungen (15; 16) in geeigneter Weise, z.B. durch einen Druckgasimpuls, so gesteuert, daß die Nachfülleitungen (13; 17;18) miteinander verbunden sind und am Anschluß (19) nachgefüllten chemischen Brennstoffe in den Speicher (9) gelangen.from a. There is a capacitor and a controllable locking element. Through this the stored energy is released and activates the switching contacts by means of the actuation device (8). The actuation energy is through conversion the chemical energy stored in the container (9) by means of the energy converter (10), for example a fuel cell, provided. The addition of the im Energy storage of the arrangement (7) contained energy can also be recovered of arc energy through photo elements (11) via a converter (12). The chemical energy in the store (9) can be supplemented via a refill line (13), which here also serves to transmit an emergency command. The Notberobl is activated by a transmitter (14) via switching devices (15; 16) given the actuating device (8). To be used to supplement the chemical energy the switching devices (15; 16) in a suitable manner, e.g. by means of a compressed gas pulse, controlled so that the refill lines (13; 17; 18) are connected to one another and at the connection (19) refilled chemical fuels get into the memory (9).
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- 1968-11-07 DE DE19681807591 patent/DE1807591A1/en active Pending
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