DE19915978A1

DE19915978A1 - Verfahren zur Messung des Kontaktabbrandes eines Mittel- oder Hochspannungs-Leistungsschalters

Info

Publication number: DE19915978A1
Application number: DE1999115978
Authority: DE
Inventors: Franz-Josef Koerber
Original assignee: ABB Patent GmbH
Current assignee: ABB Patent GmbH
Priority date: 1999-04-09
Filing date: 1999-04-09
Publication date: 2000-10-12

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Messung des Kontakabbrandes eines Schalterpols eines Mittel- oder Hochspannungs-Leistungsschalters vorgeschlagen, dessen bewegliches Kontaktstück mittels eines Antriebes bewegt wird, wobei das bewegliche Kontaktstück während eines Schließvorganges zunächst mit einem Vorkontakt und anschließend mit einem Hauptkontakt in Kontakt tritt. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, DOLLAR A - daß eine Schalthandlung vom AUS-Zustand in den EIN-Zustand mit definiert langsamem Bewegungsablauf unter Einsatz einer im wesentlichen konstanten Kraft des Antriebes durchgeführt wird, DOLLAR A - daß ein Zeit/Weg-Diagramm des beweglichen Kontaktstückes während dieser Schalthandlung aufgenommen wird, DOLLAR A - daß ein Vergleich dieses aktuellen Zeit/Weg-Diagramms mit einem im Neuzustand der Kontakte ermittelten Soll-Zeit/Weg-Diagramm durchgeführt wird, DOLLAR A - und daß der Kontaktabbrand aus dem Vergleich der Wegstrecke (s1) bis zum Beginn der Kontaktgabe des beweglichen Kontaktstücks mit dem Vorkontakt des aktuellen Zeit/Weg-Diagramms mit dem Soll-Zeit/Weg-Diagramm ermittelt wird, DOLLAR A - wobei der Beginn der Kontaktgabe jeweils aus den Tangenten der Diagramme bestimmt wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Messung des Kontaktabbrandes eines Mittel- oder Hochspannungs-Leistungsschalters, insbesondere SF₆-Leistungsschalters, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Um den aktuellen Kontaktabbrand eines Mittel- oder Hochspannungs-Leistungsschal ters zu ermitteln, muß üblicherweise vor und hinter dem Schaftgerät eine Meßmöglich keit auf die Hauptstrombahn (Sammelschiene) geschaffen werden. Folglich muß ein Teil einer das Schaltgerät enthaltenden Schaltanlage außer Betrieb gehen. Beispiels weise kann ein erster Meßpunkt am Schnellerder des zu messenden Feldes und ein zweiter Meßpunkt am Schnellerder des benachbarten Feldes vorgesehen sein. Die Sammelschiene ist somit innerhalb der Meßkette und muß zur Bestimmung des Kon taktabbrandes außer Betrieb gehen, d. h. es ist eine nachteilige Freischaltung erforder lich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Messung des Kontaktab brandes eines Mittel- oder Hochspannungs-Leistungsschalters der eingangs genannten Art anzugeben, mit dessen Hilfe Freischaltungen am Feld einer Schaltanlage vermie den werden.

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffes erfindungs gemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Dabei ist aus der DE 196 04 203 A1 bereits ein Verfahren zur Überwachung eines Mit tel- oder Hochspannungs-Leistungsschalters bekannt, der ein bewegliches Kontakt stück aufweist, welches von einer Antriebsvorrichtung angetrieben wird, wobei zwi schen der Antriebsvorrichtung und dem beweglichen Kontaktstück Getriebeelemente, wie zum Beispiel eine Kurbelwelle, eine Pleuelstange oder eine Antriebsstange vorge sehen sind, die die Bewegung der Antriebsvorrichtung auf das bewegliche Kontaktstück übertragen. Es wird der tatsächliche Bewegungsverlauf der Antriebsvorrichtung ge messen und mit einem Bewegungsverlauf-Sollwert verglichen, wobei bei Abweichun gen hin zu beschleunigtem oder verzögertem Bewegungsverlauf ein Alarmsignal abge geben wird. Als charakteristische Werte werden die Geschwindigkeit und/oder die größte Steigung des Bewegungsverlaufes verwendet. Dieses bekannte Verfahren dient zur Überwachung der Getriebekomponenten zwischen der Antriebsvorrichtung und dem beweglichen Kontaktstück während des Betriebes.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß das vor geschlagene Verfahren zur Messung des Kontaktabbrandes eines Mittel- oder Hoch spannungs-Leistungsschalters ohne Freischaltungen am Feld und ohne zusätzliche Meß-Verkabelung auskommt. Es muß lediglich der Abgang des zu messenden Mittel- oder Hochspannungs-Leistungsschalters außer Betrieb genommen werden.

Weitere Vorteile sind aus der nachstehenden Beschreibung ersichtlich.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeich net.

Die Erfindung wird nachstehend anhand des in der einzigen Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert.

Ein hydraulischer Antriebes eines Mittel- oder Hochspannungs-Leistungsschalters bie tet die vorteilhafte Möglichkeit, einen Schalterpol mit einem definiert langsamen Bewe gungsablauf betreiben zu können, wobei während der Bewegung der erforderliche Kraftbedarf detektiert werden kann. Bleibt während des definiert langsamen Bewe gungsablaufes die Kraft des Antriebes im wesentlichen konstant, können mit Hilfe eines während des Bewegungsablaufes aufgenommenen Zeit/Weg-Diagramms die während der Bewegung aufgetretenen Änderungen des Kraftbedarfs ermittelt werden.

Die Änderungen des Kraftbedarfs (Änderungen der Reibwerte) resultieren aus dem Zustand der Lagerungen, Durchführungen, Dichtungen und dynamischen Kontakte. Die Bedingung, die Kraft des Antriebes während des langsamen Bewegungsablaufes im wesentlichen konstant zu haften, kann beispielsweise erfüllt werden, indem der elektri sche Motor der hydraulischen Pumpe des Antriebes mit im Vergleich zum Normalbe trieb reduzierter, konstanter Spannung beaufschlagt wird. Dieser Betrieb mit reduzierter Motorspannung ist vorteilhaft, jedoch nicht unbedingt erforderlich.

Bevor ein derartiges Zeit/Weg-Diagramm aufgenommen werden kann, wird zunächst der Mittel- oder Hochspannungs-Leistungsschalters geöffnet, d. h. in den AUS-Zustand gebracht. Daraufhin werden die Trenner zur Sammelschiene und zum Abgang geöffnet. Anschließend wird der Hydraulikdruck des hydraulischen Antriebes abgelassen und der Antrieb wird komplett entspannt - dies bezieht sich insbesondere auf einen üblicher weise vorgesehenen Federspeicher des Antriebes.

In einem nächsten Schritt wird das die EIN/AUS-Schaltung steuernde, elektrisch ange triebene Umschaltsitzventil des hydraulischen Antriebes in die richtige Position - d. h. die Stellung "Closing" - gebracht, die hydraulische Pumpe eingeschaltet und mit Hilfe der von Null anlaufenden hydraulischen Pumpe die Kolbenstange definiert langsam bewegt, so daß eine Schalthandlung vom AUS-Zustand in den EIN-Zustand durchge führt wird. Der Druck der hydraulischen Pumpe erhöht sich während einer Zeitspanne von Null auf einen gewünschten Wert und bleibt anschließend auf diesem Wert kon stant. Der Wert des Druckes wird derart gewählt, daß die sich einstellende Schaltzeit (Zeitraum bis zum Schließen der Hauptkontakte) im Bereich von wenigen Sekunden liegt. Wichtig in diesem Zusammenhang ist es auch, daß der vorgegebene hydraulische Druck genügend niedrig ist, damit während des langsamen Bewegungsablaufes keine Antriebsenergie im Federpaket des Schalterantriebes gespeichert wird. Dies würde den Meßvorgang in unzulässiger Weise verfälschen.

In der Figur ist das Zeit/Weg-Diagramm des sich einstellenden Bewegungsablaufes gezeigt, wobei auf der Abszisse die Zeit t und auf der Ordinate der Weg s des bewegli chen Kontaktstückes des Mittel- oder Hochspannungs-Leistungsschalters (SF6- gasisolierter Hochspannungs-Leistungsschalter) aufgetragen ist. Der Weg s wird vor zugsweise durch Erfassung der bei der Schalthandlung "Closing" bzw. "EIN" auftreten den Bewegung der Kolbenstange des hydraulischen Antriebes des Hochspannungs- Leistungsschalters ermittelt.

Im ersten Zeitraum 0<t<t1 ist lediglich die Reibung der Durchführung und der Schalt kammern zu überwinden. Die Kennlinie weist eine konstante erste Steigung (erste Tangente) auf.

Zum Zeitpunkt t1 respektive nach Durchlaufen der Wegstrecke s1 berührt der bewegli che Kontakt den Vorkontakt (Arcing-Kontakt, Lichtbogen-Kontakt). Dieser Kontaktie rungs-Zustand dauert bis zum Zeitpunkt t2 respektive dem Durchlaufen der Wegstrecke s2 an. Der Pumpenmotor wird in diesem zweiten Zeitraum t1<t<t2 ins Moment gedrückt und pumpt langsamer. Die Kennlinie weist eine im Vergleich zur ersten Steigung fla chere zweite Steigung (zweite Tangente) auf.

Im dritten Zeitraum t2<t<t3 respektive bis zum Durchlaufen der Wegstrecke s3 ist wie derum lediglich die Reibung der Durchführung und der Schaltkammern zu überwinden. Die Kennlinie weist dementsprechend die konstante erste Steigung (erste Tangente) auf.

Zum Zeitpunkt t3 erfolgt der Einlauf des beweglichen Kontaktstückes in den Hauptkon takt (festes Kontaktstück). Dieser Zustand dauert bis zum Zeitpunkt t4 respektive dem Durchlaufen der Wegstrecke s4 an. Der Pumpenmotor wird in diesem vierten Zeitraum t3<t<t4 wiederum ins Moment gedrückt und pumpt langsamer. Die Kennlinie weist dementsprechend wiederum eine im Vergleich zur ersten Steigung flachere dritte Stei gung (dritte Tangente) auf.

Der insbesondere durch Kurzschlußabschaltungen verursachte Kontaktabbrand äußert sich in einer Vergrößerung des Hubes 0<s<s1 bis zum Beginn der Kontaktgabe mit dem Vorkontakt, d. h. bis zur Wegstrecke s1. Dementsprechend läßt sich durch Ver gleich eines aktuell ermittelten Zeit/Weg-Diagramms mit einem im Neuzustand der Kontakte ermittelten Soll-Zeit/Weg-Diagramm der aktuelle Kontaktabbrand feststellen. Liegt der aktuelle Kontaktabbrand über einem vorgegebenen Grenzwert, so sind die Kontakte auszutauschen.

Falls man zum Betrieb der hydraulischen Pumpe nicht in die Anlagensteuerung ein greifen will, kann man alternativ eine externe (tragbare) Hydraulikpumpe einsetzen. Am einfachsten ist es jedoch, den Motor der hydraulischen Pumpe elektrisch von den Ver sorgungsleitungen abzuklemmen und mit einem relativ kleinen externen Netzteil mit gewünschter Spannung zu betreiben.

Beim vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiel wird ein hydraulischer Antrieb vor ausgesetzt. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Antriebsform beschränkt, sondern beispielsweise auch bei einem reinen Federspeicherantrieb einsetzbar. Hierzu werden zunächst die Federn deaktiviert und die Verklinkung gelöst. Die Realisierung zur Mes sung des Kontaktabbrandes erfolgt dann, indem das bewegliche Kontaktstück des Lei stungsschalters mit Hilfe des Aufzugsmotors für die Federn betätigt wird.

Claims

1. Verfahren zur Messung des Kontaktabbrandes eines Schalterpols eines Mittel- oder Hochspannungs-Leistungsschalters, dessen bewegliches Kontaktstück mittels eines Antriebes bewegt wird, wobei das bewegliche Kontaktstück während eines Schließvorganges zunächst mit einem Vorkontakt und anschließend mit einem Haupt kontakt in Kontakt tritt, dadurch gekennzeichnet,

1. daß eine Schalthandlung vom AUS-Zustand in den EIN-Zustand mit defi niert langsamem Bewegungsablauf unter Einsatz einer im wesentlichen konstanten Kraft des Antriebes durchgeführt wird,
2. daß ein Zeit/Weg-Diagramm des beweglichen Kontaktstückes während dieser Schalthandlung aufgenommen wird,
3. daß ein Vergleich dieses aktuellen Zeit/Weg-Diagramms mit einem im Neu zustand der Kontakte ermittelten Soll-Zeit/Weg-Diagramm durchgeführt wird,
4. und daß der Kontaktabbrand aus dem Vergleich der Wegstrecke (s1) bis zum Beginn der Kontaktgabe des beweglichen Kontaktstücks mit dem Vorkontakt des aktuellen Zeit/Weg-Diagramms mit dem Soll-Zeit/Weg-Diagramm ermittelt wird,
5. wobei der Beginn der Kontaktgabe jeweils aus den Tangenten der Dia gramme bestimmt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem eine hydraulische Pumpe aufweisenden Antrieb zur Realisierung des definiert langsamen Bewegungsablaufs der elektrische Motor der hydraulischen Pumpe mit im Vergleich zum Normalbetrieb reduzierter Spannung betrieben wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem eine hydraulische Pumpe aufweisenden Antrieb eine externe hydraulische Pumpe einge setzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem eine hydraulischen Pumpe aufweisenden Antrieb der elektrische Motor der hydraulischen Pumpe von den Versorgungsleitungen abgeklemmt und mit einem externen Netzteil mit gewünschter Spannung betrieben wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Fe derspeicherantrieb zunächst die Federn deaktiviert und die Verklinkung gelöst werden, wonach die Betätigung des Schalters durch den Aufzugsmotor für die Federn erfolgt.