DE2714384B2

DE2714384B2 - Überwachungseinrichtung für den Druck eines Gases

Info

Publication number: DE2714384B2
Application number: DE19772714384
Authority: DE
Inventors: Robert Dr.Techn. 1000 Berlin Kugler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1977-03-29
Filing date: 1977-03-29
Publication date: 1981-03-12
Also published as: JPS6145766B2; DE2714384A1; DE2714384C3; JPS53122775A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Überwachungseinrichtung für den Druck eines Gases unter Berücksichtigung der Temperatur, insbesondere für elektrische Schalter mit Druckgas als Löschmittel, bei der in Abhängigkeit der von einem Druck- und einem Temperaturfühler abgeleiteten Meßwertsignal durch Vergleich mit den Werten einer Sollwertkurve ein Ausgangssignal gebildet ist.

Zur Überwachung des Druckes von Gasen, insbesondere für elektrische Schalter mit Druckgas als Löschmittel, verwendet man üblicherweise Druckwächter, die in Abhängigkeit vom Druck einen elektrischen Meßwert abgeben. In bestimmten Fällen kommt es aber nicht nur darauf an, den Druck des Gases, sondern auch seine Dichte zu erfassen. Diese ändert sich aber nach bekannten Gesetzen mit der Temperatur, wenn der Druck konstant gehalten wird. Aus diesem Grunde muß der Druck des Gases unter Berücksichtigung der Temperatur überwacht werden.

Aus der DT-AS 12 46 854 ist eine Überwachungseinrichtung für den Druck eines Gases bekannt, die mit elektrischen Meßwertgebern für den Druck und die Temperatur arbeitet, deren Ausgangsgrößen zur gemeinsamen Betätigung eines Kontaktes zur Abgabe einer Meldung zusammengefaßt werden. Die bekannte Überwachungseinrichtung setzt voraus, daß in dem zu überwachenden Bereich die Abhängigkeit zwischen Druck und Temperatur annähernd linear ist. Dementsprechend sind auch die Potentialänderungen, die den Schaltkreisen zur Meldung und Weiterverarbeitung der Signale zugeführt werden, linear.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen weiten Bereich des Druck/TerriDeraturverlaufs von für Hochspannungs-Leistungsschalter geeignete Isolier- und Löschgase, insbesondere Schwefelhexafluorid, zu erfassen. Nach der Erfindung wird dies dadurch gelöst, daß die dem Druck/Temperaiurverlauf des zu überwachenden Gases angepaßte Sollwertkurve nichtlirear verläuft und in einem im Temperaturkreis liegenden ROM- oder PROM-Speicher eingegeben ist

Durch Anwendung der Erfindung ist es möglich, eine bei allen wesentlichen Zustandsgrößen arbeitende, die Dichte genau erfassende Überwachungseinrichtung zu schaffen. Dies ist insbesondere deswegen vorteilhaft, weil durch unvermeidbare Lecks, ständig schwankende Umgebungstemperaturen und unterschiedliche elektrische Belastungen des Schaltgerätes die für die Isolierfähigkeit und Löschfähigkeit entscheidende Dichte des Gases überwacht werden kann.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Überwachungseinrichtung mit Analog-Meßwerte erzeugenden Druck- und Temperaturfühlern sind für die Meßkreise Analog- Digital-Wandler eingesetzt. Zum Vergleich der Meßwerte für Druck und Temperatur ist als Komparator zumindest ein 8 bit aufweisender Komparator vorgesehen, der an seinem Ausgang ein digitales Schaltsignal abgibt.

Um unabhängig von einer Störungsmeldung auch ein Warnsignal abgeben zu können, das bereits dann ausgelöst wird, wenn ein dem kritischen Wert benachbarter Istwert erreicht ist, ist mindestens ein weiterer Komparator vorgesehen, dessen Sollwerteingang an den ROM- oder PROM-Speicher über eine Addierstufe angeschlossen ist, deren zweiter Eingang mit einem frei wählbaren Zusatzsollwert gespeist wird. Weitere Vorteile und Einzelheiten des Erfindungsgedankens sind an Hand der Zeichnung schematisch dargestellt.

In der Figur ist ein Prinzipschaltbild für eine Überwachungseinrichtung für den Druck eines Gases unter Berücksichtigung der Temperatur gezeichnet. Die dargestellte Überwachungseinrichtung ist insbesondere für elektrische Schalter mit unter Druck stehendem SF_b als Lösch- und Isoliermittel bestimmt. Die Temperatur des Ga^es wird durch einen Thermofühler I, z. B. ein Thermoelement, erfaßt. Die vom Thermoelement an den Klemmen 2 und 3 abgegebene quasistationäre Gleichspannung wird in einem Gleichspannungsverstärker 4 verstärkt und von dort einem Analog-Digital-Wandler 5 zugeführt. Dieser Analog-Digital-Wandler wandelt das analoge Spannungssignal ·η ein binär codiertes Spannungssignal um, das als Adresse eines Halbleiterspeicher;, 6 ROM (read only memory) dient. In diesem Speicher 6 ist die entsprechende Dichtekennlinie des zu überwachenden Gases P = f (T) fest einprogrammiert. Die Adresse des jeweiligen Speicherplatzes besteht z. B. aus 8 bit, die man wegen des Temperaturbereiches von ca. 100⁰C (Bereich von -30°C bis +7O⁰C) und für eine Auflösung der Kennlinie in O,5°C-Schritten braucht, um eine Adresse bis zu maximal 255 darstellen zu können.

Der Speicherinhalt des Speichers 6 ist der zu der Temperatur zugehörige Druckwert. Dieser Sollwert wird nun mit dem Istwert des Gasdruckes verglichen. Zur Erfassung des Druckes dient ein Druckfühler 7, der z. B. als Potentiometer für deren Geber ausgebildet ist und mit seinem analogen Signal in der Leitung 8 einen Analog-Digital-Wandler 9 speist. Die auf der Leitung 8 geführten Signale, die von dem Druckwertgeber stammen, sind in aller Regel so groß, daß ein Gleichspannungsverstärker entfallen kann. Der Analog-

Digital-Umwandler 9 liefert wiederum ein 8 bit-Signal, das nun mit dem Sollwert aus dem Speicher 6 in einem 8 bis-Komparator 10 verglichen wird. Unterschreitet der Istwert den Sollwert, so wird eine Meldung z. B. durch ein Relais 11 galvanisch getrennt elektrisch weiterverarbeitet.

Falls bei einer Undichtigkeit des Schalters unterschieden werden soll, ob es sich um einen noch zulässigen oder nichtzulässigen Gasverlust handelt, muß eine zweite Kennlinie herangezogen werden.

Dies könnte man an sich durch einen weiteren Halbleiterspeicher lösen. Mit hinreichender Genauigkeit, insbesondere deshalb, weil die Dichtekennlinien fast parallel mit einem Druck-Temperatur-Diagramm des Gases verlaufen, ist es wirtschaftlich günstiger, dem ausgelesenen Sollwert einen konstanten Wert durch Addition oder Subtraktion zuzuordnen.

Hierfür wird in einem zweiten 8 bis-Komparator 12 der aus dem Speicher 6 entnommene Drucksollwert auf eine Additionsstufe 13 zugeführt, deren zweiter Eingang ein Festwert z. B. von + 0,2 bar zugeleitet wird. Dieser um eine Konstante erhöhte Solldruckwert des Speichers 6 wird im Komparator 12 mit dem Istwert des Druckes verglichen.

ίο Der besondere Vorteil der erfindungsgemißen Ausführungsform ist die Überwachungsmöglichkeit eines weiten Bereiches des Temperatur-Druck-Verlaufes eines Gases mit beliebig feiner Abstufung der Kennlinie.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Überwachungseinrichtung für den Druck eines Gases unter Berücksichtigung der Temperatur, insbesondere für elektrische Schalter mit Druckgas als Löschmittel, bei der in Abhängigkeit der von einem Druck- und einem Temperaturfühler abgeleiteten Meßwertsignale durch Vergleich mit den Werten einer Sollwertkurve ein Ausgangssignal gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Druck/Temperaturverlauf des zu überwachenden Gases angepaßte Sollwertkurve nichtlinear verläuft und in einem im Temperaturkreis liegenden ROM- oder PROM-Speicher eingegeben ist.

2. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 1 mit Analogmeßwerte erzeugenden Druck- und Temperaturfühlern, dadurch gekennzeichnet, daß in die Meßkreise Analog-Digital-Wandler eingesetzt sind.

3. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Komparator zum Vergleich der Meßwerte für Druck und Temperatur zumindest als 8 bit-Komparator ausgebildet ist, der an seinem Ausgang ein digitales Schaltsignal abgibt.

4. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch mindestens einen weiteren Komparator, dessen Sollwerteingang an den ROM- oder PROM-Speicher über eine Addierstufe angeschlossen ist, deren zweiter Eingang mit einem frei wählbaren Zusatz-Sollwert gespeist wird.