DE3110766A1

DE3110766A1 - Ueberwachungseinrichtung zum erfassen von fehlerlichtbogen in gekapselten, gas- isolierten schaltanlagen

Info

Publication number: DE3110766A1
Application number: DE19813110766
Authority: DE
Inventors: Helmut 6238 Hofheim Bayer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1981-03-19
Filing date: 1981-03-19
Publication date: 1982-09-30

Description

Uberwachungseinrichtung zum Erfassen von Fehler-
lichtbogen in gekapselten, Gas-isolierten Schaltanlagen Die Erfindung bezieht sich auf eine Uberwachungseinrichtung zum Erfassen von Fehlerlichtbogen in gekapselten, Gas-isolierten Schaltanlagen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Es ist bereits eine Uberwachungseinrichtung der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art bekannt, die neben dem einen Lichtleiter zur Funktiondberwachung einen zweiten Lichtleiter erfordert (DE-OS 28 56 188).
Es ist auch eine Einrichtung bekannt, bei der zur Erfassung und Signalisierung von in einem geschlossenen Behälter auftretenden Licht ein Lichtleiter verwendet wird. Eine Funktionsüberwachung wird Jedoch hierbei nicht vorgenommen (DE-OS 24 47 240).
Weiterhin ist eine Einrichtung zum Schutz von gekapselten, mit Druckgas isolierten Schaltanlagen gegen Fehlerlichtbogen bekannt, die lichtempfindliche Elemonfie, wie etwa Photozellen oder dergleichen aufweist. Die innerhalb der Kapselung der Schaltanlage angeordneten lichtempfindlichen Elemente sind zur Funktionskontrolle jeweils direkt mit einer Lichtquelle versehen. Die lichtempfindlichen Elemente, wie auch die für Prüfzwecke benutzte Lichtquelle, z.B. eine GlUhlampe,können von Fehlerlichtbogen beschädigt werden (DE-OS 22 16 238).
Ferner ist ein gekapseltes elektrisches Schaltfeld bekannt, bei dem ein Lichtleitkabel eine Abschottung zwischen zwei Räumen durchgreift. Das eine Ende des Lichtleitkabels ist an einem lichtempfindlichen Glied angeschlossen, welches in einem der Räume angeordnet ist. Das andere Ende des Lichtleitkabels ragt in den anderen Raum hinein. Fehlerlichtbogen in diesem Raum erregen das lichtempfindliche Glied im anderen Raum, über welches eine übliche Auslöseeinrichtung erregbar ist (DE-Gbm 80 19 228).
Aufgabe der Erfindung ist es, die Uberwachungseinrichtung der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Gattung so auszubilden, daß sie absolut schädlichen Einflüssen eines Fehlerlichtbogens entzogen ist, ferner unter Einsparung von Teilen wesentlich vereinfacht ist und dennoch eine periodische Überprüfung ihrer Funktionstüchtigkeit zul§ßt.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebene Ausbildung gelöst.
Durch die Verwendung des halbverspiegelten Fensters und der optischen Weiche wird gegenüber der bekannten Anordnung ein Lichtleitkabel eingespart.
Zweckmäßige Aus- und Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes ist im Anspruch 2 angegeben.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, die schematisch eine optoelektronische Schaltungsanordnung zeigt.
In Fig. 1 ist mit 1 ein Raum einer gekapselten, Gas -isolierten Schaltanlage bezeichnet. Als Gas kommt beispielsweise SF6 in Betracht.
Mit 2 ist eine Wand des Raumes 1 bezeichnet.
In der Wand 2 ist ein etwa halbverspiegeltes, abgedichtetes Fenster 3 beispielsweise aus Quarzglas angeordnet.
Auf der Außenseite des Raumes 1 ist am Fenster 3 eine Fassung 4 für ein Lichtleitkabel 5 befestigt.
Hinter dem freien Ende des Lichtleitkabels 5 befindet sich eine als optische Weiche 6 ausgebildete Spiegelfläche, die beispielsweise aus einer etwa halbverspiegelten Glasscheibe bestehen kann.
In einem ersten Strahlengang 7 der optischen Weiche 6 liegt eine Auswerteeinrichtung 8 mit einem Verstärker 9. Die Auswerteeinrichtung 8 enthält einen photoelektrischen Sensor, beispielsweise einen Fotowiderstand, einen Fototransistor, eine Fotodiode oder dergleichen.
Elektrisch hinter der Auswerteeinrichtung 8 und dem Verstärker 9 ist eine Einrichtung 1o zum Erfassen von Erdschlüssen und dahinter ein Auslöseglied 11 angeordnet. Die Einrichtung 10 zum Erfassen von Erdschlüsseln enthält ein Zeitglied.
Die Auswerteeinrichtung 8 mit Verstärker 9 ist ferner mit einer Lichtimpulseinheit verbunden, die aus einem Generator 12 und einen Geber 13 besteht. Der Geber 13 liegt in einem zweiten Strahlengang 14 der optischen Weiche 6.
Wirkungsweise: Zur Überwachung werden vom Generator 12 periodisch etwa 1o mikro- Sekunden lange elektrische Impulse an den Geber 13 abgegeben und in diesem zu gleich langen Lichtimpulsen umgesetzt.
Die Lichtimpulse gelangen zur optischen Weiche 6 und von dort über das Lichtleitkabel 5 zum Fenster 3.
Das Fenster 3 wirft die Lichtimpulse über das Lichtleitkabel 5 zurück auf die optische Weiche 6. Von hier aus gelangen die Lichtimpulse zur Auswerteeinrichtung 8. Diese wandelt die Lichtimpulse in elektrische Impulse um, die anschließend im Verstärker 9 zu Rückkehrsignalen verstärkt werden.
Der Verstärker 9 gibt die Rückkehrsignale an den Generator 12 weiter. Dieser besitzt eine Schaltungsanordnung 12a, mit der das Ausbleiben von RUckkehrsignalen verwertbar ist, zum Beispiel zu einer Störungsanzeige. Die Schaltungsanordnung 12a kann beispielsweise aus einem & s Glied bestehen.
Von dem Verstärker 9 ausgehende Rückkehrimpulse gelangen zwar auch in die Einrichtung 10 zum Erfassen von Fehlerlichtbogen, erregen Jedoch nicht das Auslöseglied 11, da die Impulszeit von 1o mikro- Sekunden nicht zur Erregung ausreicht.
Im Falle eines Fehlerlichtbogens im Raum 1, gelangt das von dem Lichtbogen ausgehende Licht durch- das Fenster 3 in das Lichtleitkabel 5 zur optischen Weiche 6. Diese wirft das empfangene Licht auf die Auswerteeinrichtung 8, in welcher das Licht, in eine elektrische Spannung umgewandelt wird, die der Ver- stärker 9 zu einem Auslösesignal verstärkt. Das Auslöseglied 11 wird Jedoch von dem 4us'osesignal nur erregt, wenn las Auslösesignal die im Zeitglied eingestellte Zeit überschreitet und wenn zugleich die Einrichtung 1o einen Erdschluß erfaßt hat.
Bei einem in aller Regel länger als zwei Halbwellen und somit länger als 20 millisekunden brennende Fehlerlichtbogen sind diese Bedingungen erfüllt. Stromschwache Erdschlußwischer dagegen verlöschen meist Jedoch schon vor Ablauf der im Zeitglied eingestellten Zeit, so daß eine Abschaltung eines Einspeiseschalters, wie im Falle eines Fehlerlichtbogens, nicht eintritt.
2 Patentansprüche 1 Figur Leerseite

Claims

PatentansPrUche 0 Uberwachungseinrichtung zum Erfassen von Fehlerlichtbogen in gekapselten, Gas- isolierten Schaltanlagen, mit einem Lichtleitkabel (5), einer verspiegelten Fläche, einer weiteren Spiegelfläche, einer Lichtimpulseinheit, bestehend aus einem Generator (12) und einem Geber (13), einer Auswerteeinrichtung (8) mit Verstärker (9) und einem Auslöseglied (11), g e k e n n z e i c h n e t d u r c h die Merkmale: 1.1 die verspiegelte Fläche ist von einem in der Wand (2) der Kapselung angeordneten, etwa halb verspiegelten Fenster (3) gebildet; 1.2 an dem halb verspiegelten Fenster (3) ist an der Außenseite eine Fassung (4) für das Lichtleitkabel (5) befestigt; 1.3 hinter dem freien Ende des Lichtleitkabels (5) ist die weitere Spiegeifläche angeordnet, die als optische Weiche (6) ausgebildet ist; 1.4 in einem ersten Strahlengang der optischen Weiche (6) liegt die Auswerteeinrichtung (8) mit dem Verstärker (9); 1.5 dem Verstärker (9) ist eine ein Zeitglied enthaltende Einrichtung (lo) zum Erfassen von Erdschlitssen und das Auslöseglied (11) elektrisch nachgeordnet; 1.6 die Auswerteeinrichtung (io) mit Verstärker (9) ist ferner mit dem Generator (12) verbunden; 1.7 der Generator (12) besitzt eine Schaltungsanordnung (12a), die beim Ausbleiben von RUckkehrimpulsen auf die vom Generator abgegebenen Impulse eine Störmeldung abgibt; 1.8 in einem zweiten Strahlengang (14) der optischen Weiche (6) ist der Geber (13) der Lichtimpulseinheit angeordnet.
2. Uberwachungseinrichtung nach Anspruch 1, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Fenster (3) aus Mineralgas besteht.