DE2260976C3 - - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Überprüfung einer Überwachungseinrichtung, die bei Stromrichtern mit mehreren parallelgeschalteten Stromrichterventilen den Ausfall eines Stromrichterventils anzeigt, wobei während des Betriebs der Stromrichteranlage eine Überbrückung der Stromrichterventile zur Herstellung eines Kurzschlusses kurzzeitig von Hand gelegt wird, so daß die Überwachungseinrichtung auch ohne Ausfall eines Stromrichterventils anspricht.

In Chemie- und Bahnspeiseglcichrichtern werden wegen der hohen Stromstärken häufig viele Stromrichterventile parallel zwischen Stromschienen angeordnet Die parallelen Stromwege bestehen dabei meist nur aus einem Stromrichterventil und einer Sicherung. Verliert ein Stromrichterventil seine Sperrfähigkeit so kann nach Ansprechen der zugeordneten Sicherung wegen der Paralielschaltung mehrerer Stromwege der Betrieb doch aufrecht erhalten werden. Das Stromrichterventil und die Sicherung können zu passender Zeit ausgetauscht werden. Hierfür ist es jedoch erforderlich, daß die Stromrichterventile überwacht und etwaige Ausfälle angezeigt werden. Solche Überwachungseinrichtungen sind bekannt, wie beispielsweise der Rückstrommeldewandler bei Chemie- und Bahnspeisegleichrichteranlagen.

Bekannte Überwachungseinrichtungen werden bisher nicht während des Betriebes der Stromrichteranlage auf ihre Funktionsfähigkeit überprüft. So ist beispielsweise bei dem bekannten Rückstrommeldewandler eine gesonderte W^;cklung vorgesehen, über die nach Abschaltung der Anlage oder aber auch im Prüffeld ein Kondensator entladen werden kann, um ein Ansprechen auf Rückströme zu überprüfen.

Aus der DT-AS 11 61 632 ist ein kombinierter Fehlerstrom-Fehlerspannungs-Schutzschalter mit Summenstromwandler sowie Auslösemagneten für das Schaltschloß bekannt. Das angegebene Ausführungsbeispiel zeigt, daß in einem Dreiphasennetz mit NuI-lui.g durch eine festinstallierte Verbindung zwischen einem Phasenleiter und dem Nulleiter durch Betätigung einer Drucktaste die Auslösebedingung für einen Summenstromwandler erfüllt und damit die Funktion der Überwachungseinrichtung überprüft werden kann. Im Überprüfungsfail bricht die Spannung in dem kurzgeschlossenen Phasenleiter zusammen und die mit den Klemmen UVWO verbundene elektrische Anordnung wird durch einen vierpoligen Schalter von der Einspeisung getrennt. Die angegebene Überprüfungseinrichtung ist mit der überwachten Anlage jedoch fest verbunden. Auch bei einer Vielzahl räumlich benachbarter derartiger Anlagen müßte jede einzelne Anlage mit einer solchen Überprüfungseinrichtung versehen werden.

Darüber hinaus ist durch die DT-AS 11 30 633 eine Vorrichtung zur fortlaufenden Überwachung mechanischer und elektrischer Anlagen bekannt. Dabei wird in periodischem Wechsel der Normalzustand und ein das zu überwachende Ereignis vortäuschender Zustand durch eine komplizierte Zusammenwirkung einer Vielzahl von elektronischen und elektromechanischen Bauteilen durchlaufen. Eine nachgeschaltete Alarmvorrichtung wird betätigt, sobald die periodischen Zustandsänderungen ausbleiben. Dies ist der Fall, wenn entweder eine Störung in der Überwachungseinrichtung auftritt oder das zu überwachende Ereignis eintritt. Bei Stromrichteranlagen ist eine derartige Anordnung nicht einsetzbar, da sie ein periodisches Kurzschließen von Halbleiterventilen lediglich zur Überprüfung einer wenig störungsanfälligen Überwachungseinrichtung bedeuten würde. Ein ordnungsgemäßer Betrieb der dem Stromrichter nachgeschalteten Last wäre in vielen Fällen nicht mehr möglich.

Darüber hinaus ist die bekannte Anordnung aufwendig und damit teuer sowie durch Fesiinstallation nur einer einzigen Anlage zugeordnet.

Weiterhin ist aus der Zeitschrift ÖZF., Jahrgang 21, Heft 5, Mai 1968, S. 263 ein transportabler ein- und zweipoliger elektronischer Spannungssucher für Spannungen größer oder gleich 3000 V bekannt. Zur Über-

üfung der Funktionsfähigkeit der Elektronik des Ge-2(s wird in den Verstärkereingang bei Betätigung cioer Eigenprüftaste aus einer eingebauten Spannungsvolle ein Strom eingespeist Hierbei wird also lediglich der elektronische Teil der Überwachungseinrichtung durch Einspeisen eines das zu überwachende Signal simulierenden Signals in den Eingang des elektronischen teils überprüft

Es besteht die Aufgabe, eine Einrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die durch Vermeidung liner Festiustallation beweglich bleibt, wobei bei einfacher mechanischer Handhabung ein zuverlässiger Kontaklschluß und hohe Sicherheit des Bedienungspersonals erreicht werden soll.

Die Aufgabe wird erfindungsgemaß dadurch gelöst, daß die Einrichtung eine tragbare Prüfzange ist. die aus einem isolierten Handgriff, einem Schutzschild und einem elektrisch leitendem Teil besteht, an dem Kontakte zur Herstellung elektrisch leitender Verbindun gen mit Stromschienen angebracht sind, wobei ein Kontakt am Ende und ein Kontakt so in der Mitte der Prüfzange angebracht sind, daß die Entfernung zwischen den Kontakten etwa der mittleren Entfernung zweier paralleler Stromschienen in einer zu überprü fenden Gleichrichteranlage entspricht und eine elek- trisch leitende Platte quer am Ende des quaderförmigen Mantels angeschlagen ist, an der ein Kontakt so angebracht ist, daß seine die elektrische Verbindung herstellende Spitze in die entgegengesetzte Richtung weist, wie die des zweiten Kontakts in der Mitte der Zange. Vorzugsweise wird der elektrisch leitende Teil aus zwei Kontakten und einem über elektrische Schaltelemente geführten Kurzschlußweg bestehen.

Damit können durch eine einzige Prüfeinrichtung eine ganze Reihe von räumlich benachbarten Stromrichteranlagen auf die Funktionsfähigkeit ihrer Überwachungseinrichtungen hin überprüft werden. Eine solche Prüfeinrichtung wird an dem isolierten Handgriff gehalten und mit den Kontakten ähnlich einem Kurzschlußbügel mit elektrischen Stromschienen in Verbin- dung gebracht. Die Ausgestaltung des elektrischen Kurzschlußwegs zwischen den Kontakten in Form von Schaltelementen bewirkt bei entsprechender Wahl der Schaltelemente, daß kein zu großer Kurzschlußstrom fließt, der Teile der Anlage oder die Prüfeinrichtung zerstören könnte. Der vor dem isolierten Handgriff angebrachte Schutzschild verhindert zusätzlich eine Gefährdung der Bedienungsperson. Die Anordnung der Kontakte bringt den Vorteil, daß bei der Erzeugung des Kurzschlusses nicht lange nach den betreffenden Stromschienen gesucht werden muß. Di-rch die quer am Ende des quaderförmigen Mantels angeschlagene Platte wird es möglich, daß die Zange zunächst soweit in den zu überprüfenden Gleichrichterschrank eingeführt wird, bis die Platte an der weiter entfernten, der zu überbrückenden Stromschienen anliegt. Drückt man jetzt den mittleren Kontakt gegen die näher liegende Stromschiene, so wird der äußere Kontakt zwangläufig gegen die andere Stromschiene gedruckt. Damit wird hohe Kontaktsicherheit bei einfacher Bedienung ge- 6n währleistet.

Als Schaltelemente im Kurzschlußweg können eine Sicherung, ein Schutzschalter und ein elektrischer Widerstand vorgesehen sein. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Schaltelemente im Kurzschlußweg so dimensioniert sind, daß der Schutzschalter sofort nach Eintrc-• ten eines Kurzschlußstroms öffnet, daß der Widerstand arnRer als die Summe der Durchlaßwiderstande der Stromrichterventile und Sicherungen in den parallefen Stromwegen ist und daß die Sicherung den Kurzschlußweg nur bei nicht ansprechendem Schutzschalter öffnet Durch diese Anordnung der einzelnen Schaltelemente wird der Überwachyngsvorgang unabhängig vom jeweiligen Durchlaßzustand der zu überbrückenden Dioden jederzeit durchführbar. Der Widerstand im Kurzschlußweg bewirkt, daß nur bei gesperrten Gleichrichterventilen ein großer Kurzschlußstrom über die Prüfeinrichtung fließt Bei geöffneten Ventilen ist der Widerstandswert der Prüfeinrichtung größer als der Durchlaßwiderstand der parallelen Ventilzweige. Der Kurzschlußstrom in der Prüfeinrichtung übersteigt bei sperrenden Gleichrichterventilen um Größenordnungen den Strom in der Prüfeinrichtung bei geöffneten Gleichrichterventilen. Daher ist es möglich den Schutzschalter so zu dimensionieren, daß er noch im Anstieg der ersten Halbwelle des Kurzschlußstroms öffnet Die Sicherung im Kurzschlußweg ist nur für den Sonderfall vorgesehen, daß der Schutzschalter einmal nicht funktionieren sollte.

Der elektrisch leitende Teil der Prüfzange kann mit einem quaderförmigen Mantel umhüllt sein. Diese Umhüllung ist besonders dann vorteilhaft, wenn wie beispielsweise in Chemie- und Bahnspeisegleichrichteranlagen mehrere Stromschienen dicht beieinander liegen. Neben dem zusätzlichen Schutz der Bedienungsperson bildet somit der Mantel einen Schutz gegen fälschlichen Kurzschluß zwischen Stromschienen, deren Überbrückung bei der Überprüfung nicht beabsichtigt ist.

Die Erfindung wird im folgenden beispielhaft an Hand der F i g. t bis 4 erläutert.

F i g. 1 zeigt schematisch das Beispiel einer Gleichrichteranlage. Über einen Gleichrichtertransformator 8 wird der Strom mittels einer Weehselstromschiene 2 zu den Anodenseiten der Stromrichter 4 geführt. Die Kathodenseiten der Stromrichter sind über Sicherungen 5 und eine Gleichstromschiene 3 mit dem Verbraucher 7 verbunden. In dieser Figur wurden drei parallele Stromrichter 4 und Sicherungen 5 gezeigt. Es ist jedoch angedeutet, daß sie stellvertretend für eine beliebige Zahl paralleler Stromrichter stehen können. Oberhalb der Stromrichter ist das elektrische Schaltbild der Prüfzange 6 gezeigr, das in F i g. 2 näher beschrieben ist Es verdeutlicht hier die Überbrückung der Stromrichter, die zur Überprüfung der Überwachungseinrichtung notwendig ist.

F i g. 2 zeigt noch einmal gesondert das elektrische Schaltbild 6 der Prüfzange. Über einen Kontakt 65 wird der Strom über eine Sicherung 63, einen Schutzschalter 62 und einen Widerstand 61 zu einem zweiten Kontakt 64 geführt. Bei der Dimensionierung der einzelnen Schaltelemente ist darauf zu achten, daß der Widerstand 61 größer ist als der addierte Durchlaßwiderstand der Stromrichter und Sicherungen in den parallelen Stromwegen. Dadurch wird gewährleistet, daß bei geöffneten Stromrichtern 4, bedingt durch den höheren Widerstandswert der Prüfzange 6, nur ein minimaler Strom über die Prüfzange 6 fließen kann. Erst beim Schließen der Stromrichtcrvenüle wird die Prüfzange den gesamten Rückstrom übernehmen. Zur Vermeidung eines Kurzschlußstroms in der Prüfzange auch bei geöffneten Stromrichtervcntilen sind andere Lösungen möglich, wie beispielsweise die Einbeziehung von /u den Stromrichterventilen im Hauptzweig antiparallelen Dioden als Schaltelemente im Kurzschlußwege der Prüf/iingc. Der Schutzschalter 62 ist so auszulegen, daß er schon im Anstieg des Rückstroms den Kurzschluß-

weg der Prüfzange öffnet. Die Sicherung 63 ist nur für den Notfall vorgesehen, wenn der Schutzschalter 62 nicht öffnen sollte.

. Fig.3 zeigt an einem Ausführungsbeispiel die konstruktive Anordnung von Stromschienen in einer Gleichrichteranlage. Die Lage der Prüfzange 6 stellt dar, wie in diesem Fall eine Überbrückung der Stromrichterventile hergestellt werden kann. Auf der Wechselstromseite der Stromrichterventile ist an der Wechselstromschiene 2 der Rückstrommeldewandler 1 angebracht. Die Enden der hier angedeuteten Wicklung des Rückstrommeldewandlers sind mit einer nicht gezeigten Überwachungseinrichtung verbunden. Zwischen Wechselstromschiene 2 und Gleichstromschiene 3 liegen Stromrichterventile 4 und Sicherungen 5.

Bei praktischen. Anwendungsbeispielen wie z. B. Chemiegleichrichteranlagen werden sehr viele der hier nur angedeuteten Stromrichterzweige 4, 5 parallelgeschaltet sein. Die Prüfzange 6 kann an dem Handgriff 66 gehalten werden. Dabei dient der Schutzschild 68 zum Schutz der Bedienungsperson. Zur Durchführung des Prüfverfahrens der Überwachungseinrichtung wird nun die Prüfzange an der Gleichstromschiene vorbeigeführt, bis sie mit dem Querriegel 651 an der Wechselstromschiene 2 zum Anliegen kommt. Drückt man nun den Mittelkontakt 64 gegen die Gleichstromschiene 3 so wird sich, bedingt durch die Anordnung des Kontakts 65 am Ende der Zange dieser Kontakt automatisch gegen die Wechselstromschiene 3 legen. Durch die Anordnung der elektrischen Kontakte 64 und 65, derart, daß ihre die elektrische Verbindung herstellenden Spitzen in entgegengesetzte Richtungen weisen wird eine sichere Durchführung des Verfahrens gewährleistet. Die Prüfzange kann nach Anlegen nut schwer verrutschen. Ein sicheres Herstellen der elektrisch leitenden Verbindungen zwischen Stromschienen und Kontakten ist immer gewährleistet.

F i g. 4 zeigt einen Schnitt durch die in F i g. 3 gezeigte Prüfzange. In diesem Ausführungsbeispiel wird der elektrisch leitende Teil der Prüfzange, der sich an der Handgriff 66 und den Schutzschild 68 anschließt, vor einem quaderförmigen Mantel 69 umhüllt, der in zwe unterschiedlich große Quader unterteilt wurde. Der Hüllmantel besteht aus elektrisch nicht leitendem Ma terial. Im breiteren Teil des Hüllmantels sind zwei Räu me zur Unterbringung der Sicherung 63 und de; Schutzschalters 62 vorgesehen. Zur Spitze der Prüfzan ge hin schließt sich ein schmalerer Teil des Hüllmantcl; an, in dem der Widerstand 61 liegt, und an dem die elektrischen Kontakte 64 und 65 angebracht sind. Quei am Ende dieses quaderförmigen Mantels befindet siel· eine elektrisch leitende Platte, an der der eine Kontak 65 so angebracht ist, daß seine die elektrische Verbin dung herstellende Spitze in die entgegengesetzte Rieh tung weist, wie die des zweiten Kontakts 64 in der Mit te der Zange. Die einzelnen elektrischen Schaltelemen te sind innerhalb des Hüllmantels der Zange mittel: elektrischer Kabel verbunden. Der Stromweg ist strich punktiert angedeutet. Handgriff 66 und elektrisch lei tender Teil sind mit Hilfe einer Schraube 67 zusammen gehalten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Überprüfung einer Überwachungseinrichtung, die bei Stromrichtern mit menreren parallel geschalteten Stromrichterventilen den Ausfall eines Stromrichterventils anzeigt wobei während des Betriebs der Stromrichteranlage eine Überbrückung der Stromrichterventile zur Herstellung eines Kurzschlusses kurzzeitig von Hand gelegt wird, so daß die Überwachungseinrichtung auch ohne Ausfall eines Stromrichterventils anspricht dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung eine tragbare Prüfzange (6) ist, die aus einem isolierten Handgriff (66), einem Schutzschild (68) und einem elektrisch leitenden Teil (61 bis 65) besteht, an dem Kontakte zur Herstel'ung elektrisch leitender Verbindungen mit Stromschienen (2, 3) angebracht sind, wobei ein Kontakt (65) am Ende und ein Kontakt (64) so in der Mitte der Prüfzange angebracht sind, daß die Entfernung zwischen den Kontakten etwa der mittleren Entfernung zweier paralleler Stromschienen in einer zu überprüfenden Gleichrichteranlage entspricht und eine elektrisch leitende Platte (651) quer am Ende des quaderförmigen Mantels (69) angeschlagen ist, an der ein Kontakt (65) so angebracht ist, daß seine die elektrische Verbindung herstellende Spitze in die entgegengesetzte Richtung weist wie die des zweiten Kontakts in der Mitte der Zange.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrisch leitende Teil aus zwei Kontakten (64, 65) und einem über elektrische Schaltelemente (61, 62, 63) geführten Kurzschlußweg besteht.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Schaltelemente im Kurzschlußweg eine Sicherung (63), e^;n Schutzschalter (62) und ein elektrischer Widerstand (61) vorgesehen sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltelemente im Kurzschlußweg so dimensioniert sind, daß der Schutzschalter (62) sofort nach Eintreten eines Kurzschlußstroms öffnet, daß der Widerstand (61) größer als die Summe der Durchlaßwiderstände der Stromrichterventile (4) und Sicherungen (5) in den parallelen Stromwegen ist, und daß die Sicherung (63) den Kurzschlußweg nur bei nicht ansprechendem Schutzschalter öffnet.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ihr elektrisch leitender Teil mit einem quaderförmigen Mantel (69) umhüllt ist.