DE1936552C3 - Meßverfahren zur Messung des bei Ausschaltungen entstehenden Schaltstückabbrandes von Hochspannungsleistungsschaltern - Google Patents

Description

antrieb eines Hochspannungsleistungsschalters und meinen in weniger als 300 ms abgeschlossen, so daß einen damit gesteuerten Meßkreis zur Feststellung bei einer Kurzunterbrechung des Netzes nach dieser

des Schaltstückabbrandes, Zeit bereits die Wiedereinschaltung des Leistungs-

Fig, 2 bis 5 mehrere vorteilhafte Varianten des schalters erfolgen kann. Beim erneuten Ausschalten

Meßkreises, 5 des Leistungsschalters α öffnet mit dem Anziehen des

Fig. 6 den Wirkschaltplan zur getrennten Erias- Relais rf der Öffner rf3 wieder, und nach der Anzugs-

sung der Ausschaltungen über den Netzschutz und zeit schließt der Schließer rf 2 und legt den Konden-

der betriebsmäßigen Ausschaltungen mit zwei züge- sator k erneut an die Spannung, die von dem Sekun-

hörigen, -verschieden dimensionierten Meßkreisen. därstrom des Stromwandlers / an dem ohmschen

In der Fig. 1 erfolgt die Ausschaltung des io Widerstand r erzeugt wird.

Leistungsschalters α mittels der Ausschaltspule i, die In Weiterführung der Erfindung wird für den Meßauf übliche Weise durch Betätigungsschalter e, b an kreis eine Gleichrichteranordnung gemäß F i g. 2 als Spannung gelegt wird. Der eine Betätigungschalter b Mittelpunktschaltung vorgeschlagen. Durch die Verist für das betriebsmäßige Schalten und der andere e doppelung der Anzahl der Gleichrichter erhöht sich für Ausschaltungen über den Netzschutz bestimmt. 15 die Schnelligkeit, mit der sich der Kondensator k Das Schaltglied a 1 ist ein Hilfsschalter des Leistungs- während der Ausschaltzeit des Leistungsschalters Schalters α und unterbricht, sobald beim Ausschalt- aufladen kann, da beide Halbwellen der an den Wivorgang der Leistungsschalter seine Endstellung er- derstand r erzeugten Spannung zur Aufladung des reicht hat, den Betätigungskreis der Ausschaltspule i. Kondensators A: beitragen. Die gleichen Vorteile las-Parallel zur Ausschaltspule j ist ein Hilfsrelais rf an- ao sen sich mit einer Brückenschaltung gemäß F i g. 3 geordnet, das bei Betätigung eines Betätigungsschal- erreichen. Eine weitere Verringerung der Aufladezeit ters b oder e ebenfalls an Spannung gelegt wird und des Kondensators k ist durch die Schaltungen nach sich über sein Schaltglied rf 1 selbst an Spannung Fig. 4 oder 5 möglich. Durch die Induktivität m im hält, und zwar so lange, bis das Schaltglied al öffnet. Gleichstromkreis wird der Strom geglättet. Auf diese Weitere Schaltglieder des Hilfsrelais rf, und zwar der 25 Weise steht an dem Widerstand r eine dem Strom im Schließer rf2 und der Öffner rf3 sind in einem Meß- Leistungsschalter proportionale Gleichspannung zur kreis / angeordnet, der über einen Stromwandler / Verfügung, d'» <uif den Kondensator k übertragen mit der Hauptstrombahn des Leistungsschalttrs α in wird.

Verbindung steht. In dem Meßkreis / ist die Sekun- Da die mit dem Leistungsschalter zu schaltenden därwicklung des Stromwandlers / mit einem ohm- 3° Ströme im Verhältnis 1: 50 schwanken, wird zur Verschen Widerstand r verbunden. Parallel zu diesem feinerung des Meßverfahrens eine Messung mit zwei Widerstand ist über den Schließer rf2 und den Gleich- Meßkreisen — wie in Fig. 6 dargestellt — vorgerichter /! ein Kondensator k angeschlossen, und par- schlagen. Zur getrennten Erfassung der über die Beallel zum Kondensator ist über den öffner rf3 ein tätigungsschalter e und b eingeleiteten Ausschaltvor-Ladungsmengenmeßgerät bzw. Amperestundenzäh- 35 gänge ist über je ein Hilfsschaltglied a 1 und al' soler g mit dem Zählwerk ζ angeschlossen. wohl dem Betätigungsschalter β ein Hilfsrelais rf mit

Die Wirkungsweise der Anordnung ist wie folgt: dem Selbsthalteschaltglied rfl wie auch dem Betäti-Der Sekundärstrom im Stromwandler / erzeugt an gungsschalter b ein Hilfsrelais rf' mit dem Selbsthalteden Widerstand r eine dem Strom proportionale schaltgliedrfl' zugeordnet, die über die Gleichrich-Spannung. Diese Spannung wird nach dem Schließen 40 ter /i3 und «4 gegeneinander verriegelt sind. Jedes des Schließers rf2 über den Gleichrichter /1 gleich- Hilfsrelais rf und rf' steuert hierbei mit seinen Schaltgerichtet und dem Kondensator k zugeführt. Der gliedern, die wieder als Schließer rf2 bzw. rf2'und als Kondensator lädt sich dabei von Halbwelle zu Halb- öffner rf3 bzw. rf3' geschaltet sind, einen eigenen welle immer mehr auf, bis die maximale Spannung Meßkreis / bzw. /', die zwar verschieden dimensioerreicht ist. Wenn der Leistungsschalter die Aus- 45 niert aber doch auf die gleiche Weise wirken wie beschaltung beendet hat, wird über das Schaltglied a 1 reits in Fig. 1 beschrieben, und auf ein gemeinsames des Leistungsschalters der Stromkreis für die Aus- summierendes Zählwerk ζ arbeiten. Der Vorteil dieschaltspule s und für das Hilfsrelais rf unterbrochen. ser Anordnung ist die Möglichkeit der getrennten Er-Das Hilfsrelais rf fällt ab, und somit öffnet der Schlie- fassung von Ausschaltungen, die über den Netzschutz ßer rf2 wieder. Nach der Rückfallzeit des Relais 50 (Betätigungsschalter e) verursacht werden, und solschließt dann der öffner rf3 und verbindet den auf- chen, die betriebsmäßig (Betätigungsschalter b) erfolgeladenen Kondensator k mit dem Amperestunden- gen. Wird nämlich der Schalter α über den Netzzähler g, der die nun stattfindende Entladung des schutz, also über den Betätigungsschalter e, ausge-Kondensators mißt und den Meßwert auf eine sum- schaltet — was im allgemeinen eine Kurzschlußabmierende Zählvorrichtung ζ gibt. 55 schaltung bedeutet — so spricht das Relais rf an und

Das Strom-Zeit-Integral der Kondensatorentladung schaltet den stärker dimensionierten Meßkreis / ein.

kann z. B. von einem Magnetmotorzähler gemessen Bei über den Betätigungsschalter b bewirkten betriebs-

werden, der aus einem feststehenden permanenten mäßigen Ausschaltungen spricht hingegen das Hilfs-

Feldmagneten besteht, um den sich ein glockenför- relais rf' an und schaltet den schwächer dimensionier-

miger Anker bewegt, der frei tragend gewickelt und in 60 ten Meßkreis /' ein.

Kunstharz eingegossen ist. Der Strom wird dem An- Selbstverständlich kann die Meßanordnung noch

ker über zwei Spezialbürsten und einen Kollektor zu- weiter unterteilt werden, indem z. B. ein Meßkreis

geführt. Neben dieser elektromechanischen Zählung nur bei Ausschaltungen von leerlaufenden Leitungen

ist auch eine digitale Ladungsmengenerfassung mit oder leerlaufenden Transformatoren, ein weiterer bei

Hilfe von elektronischen Zählketten möglich. 65 Lastschaltung und ein weiterer bei Kurzschlußschal-

Die Entladung des Kondensators und die Registrie- tungen wirksam gemacht werden. Die Meßanordnun-

rung der Kondensatorspannung als Maß für den vom gen können sowohl ein- wie auch mehrphasig vorge-

Leistungsschalter abgeschalteten Strom ist im allge- sehen werden.

Der mit der Erfindung erzielbare Vorteil liegt insbesondere darin, daß eine dem Schaltstückabbrand proportionale Meßgröße an beliebiger Stelle, z. B. in der Schaltwarte, registriert werden kann, ohne daß es eines Eingriffes in den Leistungsschalter bedarf. Die Wartungszeiträume für den Leistungsschalter können auf das Ergebnis der Schaltstückabbrandmessung abgestimmt werden. Das heißt, der Wartungszeitraum kann zunächst unabhängig von der Schwere der Schaltungen festgelegt werden und wird nur verkürzt, wenn der mit dem neuen Meßverfahren ermittelte Schaltstückabbrand dies erforderlich macht.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims (6)

werken versehen, die erstens alle Schalthandlungen Patentansprüche: unabhängig von der Höhe des geschalteten Stromes zählen und die zweitens alle Kurzschlußabschaltun-

1. Meßverfahren zur Messung des bei Aus- gen, die durch den Netzschutz ausgelöst werden, reschaltungen entstehenden Schaltstückabbrandes 5 gistrieren. Dieses Verfahren kann nur in sehr grober von Hochspannungsleistungsschaltern, bei dem als Annäherung Rückschlüsse auf den Schaltstückab-Maß für den Schaltstückabbrand ein dem bei brand zulassen, da erstens schon das betriebsm&Sige jeder Ausschaltung während der Gesamtausschalt- Schalten mit sehr unterschiedlichen Strömen erfolgt, zeit über den Leistungsschalter fließenden Strom z. B. leerlaufende Transformatoren und leerlaufende proportionaler, mittels eines Stromwandlers um- io Leitungen sowie Lastabschaltungen bis zum Nenngewandelter Strom dient, dadurch gekenn- strom des Schalters, und da zweitens auch die zu zeichnet, daß bei jeder Ausschaltung während schaltenden Kurzschlußströme sehr unterschiedlich der Gesamtausschaltzeit eine Kapazität (k) von sein können.

dem umgewandelten Strom (/) aufgeladen wird, Es ist ein Meßverfahren angegeben worden (USA.- und daß unmittelbar nach Beendigung jedes Aus- 15 Patentschrift 3 161 822), mit dessen Hilfe der jeweischaltvorganges die Ladungsmenge der Kapazität lige durch Ausschaltungen bedingte Schaltstückabdurch eine die Ladungsmengen jeder Ausschal- brand recht genau registriert werden kann, und zwar tung summierende Meßeinrichtung (g) festgestellt ohne daß die Schaltstücke selbst in Augenschein gewird, nommen werden müssen oder der Leistungsschalter

2. Meßverfahren nach Anspruch 1, gekenn- *° in seiner betrieblichen Funktion beeinträchtigt wird, zeichnet durch die Anwendung mindestens zweier Dabei wird der während jeder Schaltung über den verschieden dimensionierter Meßkreise (/, /') zur Schalter fließende Strom bzw. ein diesem proportiogetrennten Messung der dem Ausschaltstrom ent- naler Strom als Maß für den Schaltstückabbrand hersprechenden Ladungsmenge von Ausschaltungen, angezogen. Dies wird dadurch erreicht, daß mittels die über den Netzschutz erfolgen, und von be- "5 einer elektromagnetischen Pumpe eine Flüssigkeit aus triebsmäßigen Ausschaltungen. einem ersten Behälter in einen zwei'en Behälter ge-

3. Meßkreis zur Durchführung des Meßverfah- pumpt wird. Die Menge des gepumpten Fluids entrens nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet spricht dem über den Schalter fließenden Strom, durch einen im wesentlichen aus Stromwandler Dieses Meßverfahren ist sehr aufwendig.

(/), Widerstand (r), Gleichrichter (n) und Kapazi- 3< > Aufgabe der Erfindung ist es, ein Meßverfahren tat (k) bestehenden Aufladekreis und daran an- der eingangs genannten Art zu schaffen, welches einschließbaren Ladungsmeßgerät (g) und ein durch fach und praktisch nicht störanfällig ist.
den Ausbefehl ansprechendes und durch Been- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gedigung des Ausschaltvorganges wieder abfallendes löst, daß bei jeder Ausschaltung während der GeRelais (rf), dessen Schaltgüeder (dl, d3) so ge- 35 samtausschaltzeit eine Kapazität von dem umgewanschaltet sind, daß bei angesprochenem Relais der delten Strom aufgeladen wird, und daß unmittelbar Aufladekreis der Kapazität geschlossen ist, wäh- nach Beendigung jedes Ausschaltvorganges die Larend bei abgefallenem Relais der Aufladekreis dungsmenge der Kapazität durch eine die Ladungsunterbrochen und die Kapazität mit dem La- mengen jeder Ausschaltung summierende Meßeindungsmeßgerät verbunden ist. 40 richtung festgestellt wird.

4. Meßkreis nach Anspruch 3, gekennzeichnet In Anbetracht dessen, daß die Höhe der zu schaldurch eine Zweiweggleichrichteranordnung in tenden Ströme sehr unterschiedlich sein kann, wird Mittelpunktschallung. in Weiterführung der Erfindung das Meßverfahren

5. Meßkreis nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch Anwendung von mindestens zwei verschieder durch eine Graetz-Brückenschaltung. 45 dimensionierten Meßkreisen so durchgeführt, daß die

6. Meßkreis nach Anspruch 4 oder 5, gekenn- Messung der den Ausschaltströmen entsprechender zeichnet durch eine im Gleichstromteil liegende Ladungsmengen von Ausschaltungen, die über den Induktivität. Netzschutz erfolgen (Kurzschlußabschaltungen), getrennt von der Messung der Ladungsmenge bei be·

50 triebsmäßigen Ausschaltungen erfolgt.

In zweckmäßiger Weise ist der Meßkreis zui

Die Erfindung bezieht sich auf ein Meßverfahren Durchführung des neuen Meßverfahrens gekenn· zur Messung des bei Ausschaltungen entstehenden zeichnet durch einen im wesentlichen aus Strom-Schaltstückabbrandes von Hochspannungsleistungs- wandler, Widerstand, Gleichrichter und Kapazität beschallern, bei dem als Maß für den Schaltstückab- 55 stehenden Aufladekreis und daran anschließbarer brand ein mit dem bei jeder Ausschaltung während Ladungsmeßgerät und ein durch den Aus-Befehl an der Gesamtausschaltzeit über den Leistungsschalter sprechendes und durch Beendigung des Ausschalt· fließenden Strom proportionaler, mittels eines Strom- Vorganges wieder abfallendes Relais, dessen Schalt wandlers umgewandelter Strom dient. glieder so geschaltet sind, daß bei angesprochenen

Bei Hochspannungsleistungsschaltern besteht die 60 Relais der Aufladekreis der Kapazität geschlosser Notwendigkeit, die im Betrieb eingesetzten Leistungs- ist, während bei abgefallenem Relais der Auflade schalter in gewissen Zeitabständen zu warten. Ein kreis unterbrochen und die Kapazität mit den Kriterium für die Wartung ist der Schaltstückab- Ladungsmeßgerät verbunden ist.
brand, der von der Zahl der Schaltungen und der Verschiedene Meßkreise zur Durchführung de

Höhe der geschalteten Ströme abhängig ist. Da es 65 Meßverfahrens nach der Erfindung werden an Ham praktisch nicht möglich ist, Schaltstücke von in Be- der zugehörigen Zeichnung nachstehend näher er trieb befindlichen Leistungsschaltern ständig optisch läutert. Es zeigt
zu beobachten, sind derartige Schalter meist mit Zähl- F i g. 1 den Wirkschaltplan für den Ausschalt