DE2055477C3

DE2055477C3 - Method for monitoring the resistance of contact arrangements, in particular switches, containing high-voltage conductors in fully insulated switchgear

Info

Publication number: DE2055477C3
Application number: DE19702055477
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz 1000 Berlin Picard (verstorben)
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Filing date: 1970-10-27
Publication date: 1976-11-11

Description

Zum Überwachen von Hochspannungsleitern, insbesondere Schaltern, an vollisolierten Anlagen mit einer Metallkapselung hat man entweder Fenster, die den Zustand des Hochspannungsleiters, z. B. die Schaltstellung eines im Leitungszuge liegenden Trennschalters, erkennen lassen, oder sogenannte Stellungsmelder verwendet, die mit dem beweglichen Schaltstück gekuppelt sind und außerhalb der Metallkapselung dessen Stellung anzeigen sollen. Beide Möglichkeiten sind recht aufwendig und umständlich zu handhaben oder aber nicht genügend zuverlässig. Außerdem ist das Personal unter Umständen nicht genügend geschützt. Zum Beispiel kann bei der Beobachtung des Hochspan- <>5 nungsleiters durch Fenster ein in der Kapselung brennender Lichtbogen schwere Sehslörungen verursachen. For monitoring high-voltage conductors, especially switches, on fully insulated systems with a Metal encapsulation has either window that shows the state of the high-voltage conductor, e.g. B. the switch position a circuit breaker located in the line, or so-called position indicator used, which are coupled to the movable contact piece and outside the metal enclosure should show its position. Both options are very complex and cumbersome to use or not sufficiently reliable. In addition, personnel may not be adequately protected. For example, when observing the high-voltage conductor through a window, an in the encapsulation Burning arc can cause severe visual impairment.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Überwachen des Widerstandes von Kontaktanordnungen, insbesondere Schalter, enthaltenden Hochspannungsleitern in vollisolierten Schaltanlagen mit einer Metallkapselung und mit Erdungsschaltern, die den Hochspannungsleiter und die Metallkapselung zu verbinden gestatten.The invention relates to a method for monitoring the resistance of contact arrangements, in particular switches containing high-voltage conductors in fully insulated switchgear with a Metal enclosure and with earthing switches that connect the high-voltage conductor and the metal enclosure allow connect.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren dieser Art anzugeben, mit dem die Funktion von Hochspannungsleitern, insbesondere deren Leitfähigkeit, in einfacherer Weise überwacht werden kann.The invention is based on the object of specifying a method of this type with which the function of high-voltage conductors, in particular their conductivity, can be monitored in a simpler way.

Nach der Erfindung wird dies dadurch gelöst, daß an mindestens zwei Stellen der Schaltanlage Erdungsschalter geschlossen werden, daß eine mit den Erdungsschaltern verbundene Schleife des Hochspannungsstromkreises durch Schließen der zwischen den Erdungsschaltern liegenden Kontaktanordnungen gebildet wird und daß durch Vergleich der Ergebnisse aus je einer Widerstandsmessung vor und nach der Schleifenbildung ein Überwachungssignal gewonnen wird.According to the invention, this is achieved in that at least two points in the switchgear earthing switch be concluded that a loop of the high-voltage circuit connected to the earthing switches is formed by closing the contact arrangements lying between the earthing switches and that by comparing the results from one resistance measurement each before and after the loop formation a monitoring signal is obtained.

Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Widerstand eines Hochspannungsleiters, insbesondere der Schaltzustand von Kontaktanordnungen im Zuge des Hochspannungsleiters direkt meßbar überwacht und nicht nur dem optischen Anschein nach kon'roKiert. Dies kann durch die Parallelschaltung des Hochspannungsleiters zu einem Strompfad geschehen, der für den Erdungsstrom notwendig ist und in erster Linie durch die Kapselung verläuft. Hierbei kann der Widerstand des mit den Erdungsschaltern parallel zur Kapselung geschalteten Hochspannungsleiters bestimmt werden. Die Änderung des Widerstandes der Kapselung wird vorteilhaft beim Durchschalten der Hochspannungsstromschleife gemessen. Der Widerstand wird zweckmäßig durch den Spannungsabfall, der im Schleifenstromkreis entsteht, für einen bestimmten Strom ermittelt. Vorzugsweise beträgt der Strom 0,5 bis 10% des Nennbetriebsstromes. Für Anlagen von z. B. 1250 Ampere Nennstrom arbeitet man also mit Strömen in der Größenordnung 6 bis 120 Ampere. Der Strom kann durch Vorwiderstände eingestellt werden, wobei die treibende Spannung z. B. 6 Volt betragen kann.When using the method according to the invention, the resistance of a high-voltage conductor, In particular, the switching state of contact arrangements in the course of the high-voltage conductor can be measured directly monitored and not only checked for appearance. This can be done by connecting the High-voltage conductor happen to a current path, which is necessary for the ground current and in the first place Line runs through the enclosure. The resistance of the earthing switch can be parallel to the Encapsulation switched high-voltage conductor can be determined. The change in resistance of the Encapsulation is advantageously measured when the high-voltage current loop is switched through. The resistance is expedient by the voltage drop that arises in the loop circuit, for a certain Current determined. The current is preferably 0.5 to 10% of the nominal operating current. For systems of z. B. 1250 ampere nominal current one works with currents in the order of magnitude 6 to 120 amperes. the Current can be set using series resistors, the driving voltage being e.g. B. 6 volts can.

Der Spannungsfall wird vorzugsweise mit einer Kompensationsschaltung ermittelt, die eine praktisch leistungslose Messung gestattet. Es kommen aber auch andere Meßverfahren entsprechender Empfindlichkeit für die Verwirklichung der Erfindung in Frage.The voltage drop is preferably determined with a compensation circuit, which is a practical powerless measurement permitted. However, there are also other measuring methods with a corresponding sensitivity for the realization of the invention in question.

Das Verfahren nach der Erfindung kann nicht nur bei der Inbetriebnahme einer Hochspannungsschaltanlage vorteilhaft dazu dienen, die richtige Funktion der Hochspannungsleiter, insbesondere der im Leitungszuge liegenden Schalter, zu prüfen. Vielmehr kann es auch durchaus lohnend sein, eine vollisolierte Hochspannungsschaltanlage zur Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung mit fest an den Erdungsschalter aufweisenden Stellen der Anlage installierten Meßleitungen auszurüsten, die zu einem Strom- und einem Spannungsmesser sowie einer Spannungsquelle Führen. Dabei kann man mehrere Meßkreise über Umschalter mit den Meßinstrumenten verbindbar anordnen. Zum Beispiel kann man im Rahmen einer Drehstromanlage die drei üblicherweise gleichen Phasen einpolig mit den gleichen Meßinstrumenten und einer einzigen Batterie als Spannungsquelle überprüfen.The method according to the invention can not only be used when commissioning a high-voltage switchgear advantageously serve to ensure the correct function of the high-voltage conductors, especially those in the line of cables lying switch to check. Rather, it can also be quite worthwhile to have a fully insulated high-voltage switchgear for using the method according to the invention with measuring lines permanently installed at the points of the system that have the earthing switch equip that lead to an ammeter, a voltmeter and a voltage source. Several measuring circuits can be arranged so that they can be connected to the measuring instruments via changeover switches. To the For example, in the context of a three-phase system, the three usually identical phases can be monopolar with the the same measuring instruments and a single battery as the voltage source.

Die Umschalter können bei diesem Ausführungsbeispiel einer vollisolierten Hochspannungsschaltanlage Zwischenstellungen besitzen, in denen die Leitungen-In this exemplary embodiment, the changeover switches can be a fully insulated high-voltage switchgear Have intermediate positions in which the lines

den zum Abbau induzierter Störspannungen kurzgeschlossen bzw. Überspannungsschutzeinrichtungen wirksam sind.short-circuited to the reduction of induced interference voltages or overvoltage protection devices are effective.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden im folgenden an Hand der Zeichnung zwei Ausführungs- S beispiele beschrieben.For a more detailed explanation of the invention, two embodiments are shown below with reference to the drawing examples described.

In Fig. 1 ist eine metallgekapselte Hochspannungsschaltanlage 1 schematisch dargestellt, deren aus einzelnen Abschnitten 2, 3, 4 usw. zusammengesetzte Metallkapselung 5 einen Hochspannungsleiter 6 um- >o schließt. Der Hochspannungsleiter 6 verläuft überwiegend in der Achse der zylindrischen Metallkapselung 5.In Fig. 1 is a metal-enclosed high-voltage switchgear 1 is shown schematically, its composed of individual sections 2, 3, 4, etc. Metal encapsulation 5 encloses a high-voltage conductor 6-> o. The high voltage conductor 6 runs predominantly in the axis of the cylindrical metal enclosure 5.

Der Hochspannungsleiter 6 ist mit Scheibenisolatoren 7,8,9,10 usw. an der Metallkapselung 5 abgestützt, die zugleich zur Schottung des Inneren der Kapselung 5 dienen können. Er umfaßt beim Ausführungsbeispiel einen Trennschalter 12, der von einem Antriebsmotor 13 betätigt wird. Auf beiden Seiten des Trennschalters 12 sind zwei gleiche Erdungsschalter 15 und 16 angeordnet, deren Antriebsmotcren mit 17 und 18 bezeichnet sind.The high-voltage conductor 6 is supported on the metal enclosure 5 with disk insulators 7,8,9,10 etc., which can also serve to partition the interior of the encapsulation 5. It includes in the embodiment a circuit breaker 12 which is operated by a drive motor 13. On both sides of the circuit breaker 12, two identical earthing switches 15 and 16 are arranged, their drive motors with 17 and 18 are designated.

Die Erdungsschalter 15 und 16 stellen in eingeschaltetem Zustand eine Verbindung des Hochspannungsleiters 6 mit der Metallkapselung 5 her. Da die Metallkapselung 6 zum Berührungsschutz geerdet sein soll, sind die Erdungsschalter darüber hinaus durch eine Erdleitung 20 mit einem Erdanschluß 21 verbunden.The earthing switches 15 and 16 provide a connection of the high-voltage conductor in the switched-on state 6 with the metal encapsulation 5. Since the metal encapsulation 6 must be grounded for protection against accidental contact is, the earthing switches are also connected to an earth connection 21 by an earth line 20.

Beim Verfahren nach der Erfindung wird die einwandfreie Funktion des Hochspannungsleiters 6, d. h. die richtige Einstellung der Schaltstücke des Trennschalters 12 und gegebenenfalls der Erdungsschalter 15 und 16 sowie anderer, möglicherweise dazwischenliegender Kontaktstücke dadurch geprüft, daß mit Hilfe der Erdungsschalter 15, 16 ein Stromkreis hergestellt wird. Der Stromkreis umfaßt eine Gleichstromquelle 22, mit der ein Strommesser 23 sowie ein Regelwiderstand 24 in Reihe geschaltet sind. Der von dem Strom hervorgerufene Spannungsabfall wird mit einem Spannungsmesser 26 ermittelt.In the method according to the invention, the proper functioning of the high-voltage conductor 6, d. H. the correct setting of the contact pieces of the disconnector 12 and, if necessary, of the earthing switch 15 and 16 as well as other, possibly intervening contact pieces checked that with the help the grounding switch 15, 16 a circuit is established. The circuit comprises a direct current source 22, with which an ammeter 23 and a variable resistor 24 are connected in series. The one from the stream The voltage drop caused is determined with a voltmeter 26.

Wie man sieht, sind die Stromquellen 22 mit dem Strommesser 23 und der Spannungsmesser 24 über Umschalter 27, 28, 29 und 30 an jeweils eine der drei Phasen A, B, C eines Drehstromsystems anschließbar, das in der F i g. 1 bei A im Schnitt und bei B und C für die anderen Phasen in einer Ansicht gezeichnet ist.As can be seen, the current sources 22 with the ammeter 23 and the voltmeter 24 can be connected via changeover switches 27, 28, 29 and 30 to one of the three phases A, B, C of a three-phase system which is shown in FIG. 1 is drawn at A in section and at B and C for the other phases in a view.

Außerdem können die Umschalter 27, 28, 29 und 30 Zwischenstellungen erhalten, in denen die Meßleitungen zum Schutz gegen induzierte Störspannungen kurzgeschlossen oder an Überspannungsschutzgeräte angeschlossen sind.In addition, the changeover switches 27, 28, 29 and 30 can receive intermediate positions in which the measuring lines short-circuited or connected to surge protection devices to protect against induced interference voltages are.

Zur Messung der richtigen Funktion wird mit dem Widerstand 24 ein für die Messung geeigneter Strom zwischen 0,5 und 10% des Betriebsnennstromes eingeregelt. Die Spannung dafür sollte nicht unter 6 V liegen, damit eventuell Verschmutzungen, die für die betriebsmäßige Hochspannung unbedeutend sind, die Messung nicht verfälschen können. Der Strom, der mit dem Strommesser 23 festgestellt wird und z. B. 25 A beträgt, fließt zunächst über die Metallkapselung 5 und über den Erdungsschalter 20. Erst wenn der Trennschalter 12 und die Erdungsschalter 15 und 16 geschlossen werden, ergibt sich ein dazu paralleler Strompfad, der entsprechende Teile des Hochspannungsleiters 6 umfaßt. Der Widerstand dieses Strompfades liegt bei üblichen Anlagen in der gleichen Größenordnung wie der Widerstandswert der Kapselung 5 und des Erdleiters 20. Er ist deshalb meßtechnisch ohne weiteres zu erfassen. Ein von dem üblichen Wert abweichender Widerstandswert, der durch den im Stromkreis entsprechenden Spannungsabfall für einen bestimmten Strom ermittelt werden kann, deutet deshalb darauf hin, daß der Hochstromleiter nicht voll funktionsfähig ist. Es kann z. B. sein, daß der Trennschalter 12 oder einer der Erdungsschalter 15 und 16 beim Einschalten nicht den gewünschten Kontakt gibt Auf die gleiche Weise können auch zu große Übergangswiderstände an Kuppelkontaktstellen ermittelt werden, die zwischen den einzelnen Geräten der Anlage vorgesehen sein können.In order to measure the correct function, a current suitable for the measurement is supplied with the resistor 24 regulated between 0.5 and 10% of the nominal operating current. The voltage for this should not be below 6 V. lie so that any contamination that is insignificant for the operational high voltage, the Cannot falsify the measurement. The current that is detected with the ammeter 23 and z. B. 25 A amounts, first flows through the metal enclosure 5 and the earthing switch 20. Only when the disconnector 12 and the earthing switches 15 and 16 are closed, there is a parallel current path, the corresponding parts of the high-voltage conductor 6 comprises. The resistance of this current path is included usual systems in the same order of magnitude as the resistance value of the encapsulation 5 and des Earth conductor 20. It can therefore be measured easily. A value that differs from the usual one Resistance value resulting from the corresponding voltage drop in the circuit for a specific current can be determined, therefore indicates that the high current conductor is not fully functional. It can e.g. B. be that the circuit breaker 12 or one of the grounding switches 15 and 16 when switching on desired contact. In the same way, you can also specify contact resistances that are too high Coupling contact points are determined, which are provided between the individual devices of the system be able.

Die Umschalter 27 bis 30 ermöglichen es, die Spannungsquelle 22 und die Meßgeräte 23, 26 fest zu installieren und wahlweise auf jeweils eine der Phasen A. ßoder C umzuschalten. Die gleiche Anordnung kann auch sinngemäß dazu verwendet werden, mehrere Leitungsabschnitte eines einpoligen oder einphasigen metallgekapselten Hochspannungsleiters nacheinander zu überprüfen, wobei vorausgesetzt wird, daß mehr als zwei Erdanschlüsse vorhanden sind.The changeover switches 27 to 30 make it possible to permanently install the voltage source 22 and the measuring devices 23, 26 and to switch to one of the phases A., ß or C, as desired. The same arrangement can also be used analogously to check several line sections of a single-pole or single-phase metal-encapsulated high-voltage conductor one after the other, it being assumed that more than two earth connections are present.

In F i g. 2 ist für eine noch schematischer gezeichnete Hochspannungsschaltanlage mit dem Trennschalter 12 und de.1 Erdungsschaltern 15 und 16 eine Anordnung dargestellt, bei der der Spannungsabfall der Ströme über die Metallkapselung 5 (Pfeil 35) und über den Hochstromleiter mit einer Kompensationsschaltung ermittelt wird. Dabei ist der Spannungsquelle 22 wiederum ein Strommesser 23 und ein Stellwiderstand 24 in Reihe geschaltet. Die F i g. 2 zeigt ferner die als Schaltungselemente dargestellten Leitungswiderstände 37, 38,41 und 43. Mit den Widerständen 40 und 42 wird ein Hilfsstromkreis gebildet, der von dem Hilfsstrom In durchflossen wird. Ih hat an dem Stellwiderstand 40 einen Spannungsabfall zur Folge. Dieser Spannungsabfall läßt sich durch Verstellen des Widerstandes 40 so einregeln, daß er genauso groß wie der zu messende Spannungsabfall im offenen Zustand der Hochspannungsstrombahn ist. In diesem Falle wird die Spannung am Voltmesser 26 Null, da beide Spannungsabfälle sich gegenseitig aufheben. Das Voltmeter 26 kann jetzt auf einen empfindlicheren Meßbereich umgeschaltet werden, der es gestattet, die Änderung des Spannungsabfalles beim Schließen der Hochspannungsstrombahn deutlicher abzulesen.In Fig. 2 an arrangement is shown for an even more schematically drawn high-voltage switchgear with the disconnector 12 and de.1 earthing switches 15 and 16, in which the voltage drop of the currents across the metal encapsulation 5 (arrow 35) and across the high-current conductor is determined with a compensation circuit. An ammeter 23 and a variable resistor 24 are connected in series to the voltage source 22. The F i g. 2 also shows the line resistances 37, 38, 41 and 43 shown as circuit elements. With the resistors 40 and 42, an auxiliary circuit is formed through which the auxiliary current In flows. Ih has to the variable resistor 40 a voltage drop result. This voltage drop can be regulated by adjusting the resistor 40 so that it is just as large as the voltage drop to be measured in the open state of the high-voltage current path. In this case the voltage at voltmeter 26 becomes zero, since both voltage drops cancel each other out. The voltmeter 26 can now be switched to a more sensitive measuring range which allows the change in the voltage drop when the high-voltage current path is closed to be read more clearly.

Die Erfindung kann auch bei metallgekapselten Hochspannungsschaltanlagen eingesetzt werden, in denen bei einpoliger Kapselung dreipolig starr miteinander gekoppelte Schaltgeräte eingesetzt sind. Da hierbei der galvanische Kontakt, der eine Änderung des Widerstandes im Meßkreis ergibt, für die drei Pole nie vollständig gleichmäßig erfolgt, kann man am stufenweisen Zurückgehen des Spannungsabfalls für einen bestimmten Strom die nacheinander schließenden Schaltstrecken erkennen. Genauere Untersuchungen kann man dann so ausführen, daß man den Meßkreis über Erdungsschalter führt, die sich einpolig schalten lassen. Auf diese Weise erhält man dann Stromkreise, die nur über jeweils einpolige Hochspannungsleiter verlaufen. Zum Beispiel kann man die einzelnen Pole einer Sammelschiene, die in einem gemeinsamen Metallgehäuse untergebracht sind, dadurch erfassen, daß man neben dem Sammelschienenerder einen Erder aus den Zu- oder Abgängen, den sogenannten Feldern, benutzt, da diese einpolig betätigt bzw. die Meßleitungen 38,43 an einen Pol angeschlossen werden können.The invention can also be used in metal-enclosed high-voltage switchgear, in which are used in single-pole encapsulation with three-pole rigidly coupled switching devices. There here the galvanic contact, which results in a change in the resistance in the measuring circuit, never for the three poles occurs completely evenly, one can see the gradual decrease in the voltage drop for one detect the switching paths that close one after the other for a certain current. More detailed investigations can then be carried out in such a way that the measuring circuit is routed via earthing switches that switch single-pole leave. In this way you get circuits that only have single-pole high-voltage conductors get lost. For example one can have the individual poles of a busbar that are in a common Metal housing are housed, thereby detect that one next to the busbar earth an earth from the entrances or exits, the so-called fields, as these are single-pole actuated or the measuring lines 38,43 can be connected to one pole.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Method for monitoring the resistance of contact arrangements, especially switches, containing high spam ladders in fully insulated Switchgear with a metal enclosure and with earthing switches that connect the high-voltage conductor and Allow the metal encapsulation to be connected, d a characterized in that an at least> ° two points of the switchgear earthing switch (15, 16) are closed, that one with the earthing switches (15, 16) connected loop of the high-voltage circuit by closing the between the grounding switches (15, 16) lying '5 contact arrangements (12) is formed and that by comparing the results from one resistance measurement each before and after the loop formation a monitoring signal is obtained.

2. The method according to claim 1, characterized in that the resistance of the grounding switches (15, 16) parallel to the metal encapsulation (1) switched high voltage conductor (6) is determined.

3. The method according to claim 1, characterized in that the change in resistance of the Encapsulation is measured when the high-voltage current loop is switched through.

4. The method according to claim 2, characterized in that the resistance is determined by determines a voltage drop occurring in the loop circuit for a specific current will.

5. The method according to claim 4, characterized in that the current 0.5 to 10% of the Nominal operating current.

6. The method according to claim 4 or 5, characterized in that the current is a direct current.

7. The method according to claim 2 or one of the following, characterized in that the resistance determination is determined by determining a voltage drop in the high-voltage circuit by a compensation circuit.

8. Fully insulated high-voltage switchgear for applying the method according to one of the Claims 1 to 6, characterized by points of the system which are fixed to the earthing switch installed measuring lines that lead to an ammeter and a voltmeter (23,26).

5050