DE3632169A1

DE3632169A1 - Verfahren zum ermitteln des abbrandes der kontaktstuecke eines in einer gekapselten schaltanlage eingebauten schaltgeraetes

Info

Publication number: DE3632169A1
Application number: DE19863632169
Authority: DE
Inventors: Gerardo Palmieri; Otto Gisi
Original assignee: Sprecher Energie AG
Current assignee: General Electric Switzerland GmbH
Priority date: 1985-10-08
Filing date: 1986-09-22
Publication date: 1987-04-09
Also published as: CH668669A5; ATA177786A; AT397585B

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Er mitteln des Abbrandes der Kontaktstücke der Kontaktan ordnung eines Schaltgerätes gemäss Oberbegriff des Anspruches 1 sowie eine zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete gekapselte Schaltanlage.

Aus der DE-OS 27 27 378 ist eine Einrichtung zum Bestim men des Abbrandes der Kontaktstücke eines Schaltgerätes bekannt, bei der in einem Speicher experimentell bestimmte, für das Ausmass des Abbrandes in Abhängigkeit von der Grösse des abgeschalteten Stromes kennzeichnende Abbrand werte eingespeichert sind. Bei jeder Stromunterbrechung durch das Schaltgerät wird aus diesem Speicher ein dem abgeschalteten Strom entsprechender Abbrandwert ausgele sen. Die ausgelesenen Abbrandwerte werden zu einem Gesamt wert aufsummiert, der mit einem Sollwert verglichen wird. Aus dem Erreichen oder Ueberschreiten dieses Sollwertes wird dann auf einen übermässigen Abbrand geschlossen.

Diese bekannte Lösung verlangt nun pro zu überwachendem Schaltgerät eine im Normalbetrieb dauernd arbeitende elektronische Einrichtung, was sehr aufwendig ist. Im weiteren können an diese bekannte Einrichtung keine allzu grossen Anforderungen hinsichtlich Aussagekraft gestellt werden, da das Mass des Abbrandes ja nicht direkt an der Kontaktanordnung gemessen, sondern auf die beschriebene Weise indirekt ermittelt wird.

Bei dem aus der DE-PS 20 55 477 bekannten Verfahren zum Ueberwachen des Betriebszustandes der Kontaktanordnungen von Schaltgeräten einer gekapselten Schaltanlage wird ein die Kapselung zwischen zwei Erdungsschaltern enthal tender Hilfsstromkreis mit einer Spannungsquelle verwen det. Durch Schliessen der beiden Erdungsschalter und des dazwischen und im Stromleiter der Schaltanlage angeordne ten Trennschalters wird ein zu diesem Hilfsstromkreis paralleler Strompfad gebildet, der die Erdungsschalter, den Trennschalter und einen Teil des Stromleiters umfasst. Aus der sich beim Zuschalten dieses Parallelstrompfades ergebenden Widerstandsänderung wird dann auf den Betriebs zustand des Trennschalters und der Erdungsschalter ge schlossen.

Dieses Verfahren erlaubt nun keine genaue Aussage über den Betriebzustand der einzelnen Schaltgeräte, da auf grund einer allenfalls festgestellten abnormalen Wider standsänderung nicht ohne weiteres ermittelt werden kann, ob die Kontaktanordnung des Trennschalters oder einer der Erdungsschalter nicht richtig geschlossen hat. Nachteilig ist ferner, dass ein zusätzlicher apparativer Aufwand notwendig ist. Im übrigen ist mit diesem bekannten Ver fahren das Feststellen des Masses des Kontaktabbrandes nicht möglich.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, welches ohne umfangreichen zusätzlichen schaltungs technischen und apparativen Aufwand auf zeitsparende Weise eine wirksame und aussagekräftige Bestimmung des Kontaktabbrandes erlaubt.

Diese Aufgabe wird nun erfindungsgemäss durch die Merk male des kennzeichnenden Teils des Anspruches 1 gelöst.

Für die Bildung des vom Rest der Schaltanlage abgetrennten Prüfstromkreises werden in der Schaltanlage ohnehin vor handene Bauteile, d.h. Trenn- und Erdungsschalter verwen det, so dass hiefür keine zusätzlichen Schaltgeräte nötig sind und keine weiteren elektrischen Verbindungen herge stellt werden müssen. Somit ist kein Eigriff in die Schaltanlage nötig, d.h. die Kapselung muss nicht geöffnet werden. Es ist einzig erforderlich, den ohnehin vorhan denen Stromwandler sekundärseitig so auszubauen, dass eine Stromspeisung möglich ist. Die Anordnung zur Messung des Schliess- bzw. Oeffnungsweges der Kontaktanordnung kann ohne Schwierigkeiten an deren ausserhalb der Kapselung liegenden Antrieb angeschlossen werden.

Gekapselte Schaltanlagen, die sich zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens eignen, zeichnen sich durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruches 2 aus.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen rein schematisch:

Fig. 1 ein Beispiel einer gekapselten Schalt anlage, bei der das erfindungsgemässe Ermitteln des Kontaktabbrandes möglich ist,

Fig. 2 noch schematischer als in Fig. 1 den den Prüfstromkreis enthaltenden Abschnitt der Schaltanlage gemäss Fig. 1, und

Fig. 3 und 4 den Verlauf des Stromes im Prüfstromkreis bzw. den Schliessweg des beweglichen Kontaktstückes des zu prüfenden Schalt gerätes in Abhängigkeit von der Zeit darstellende Diagramme.

Die in Fig. 1 und ausschnittweise und schematisiert in Fig. 2 gezeigte, gekapselte Schaltanlage 1 weist eine geerdete Metallkapselung 2 auf, deren Erdanschluss rein schematisch angedeutet und mit E bezeichnet ist. Im Innern der Kapselung 2 verlauft eine Stromschiene 3, die über zwei Verzweigungsschienen 4 und 5 mit zwei Sammelschienen 6 bzw. 7 in Verbindung steht. Die Schienen 3, 4, 5, 6 und 7 sind mittels Abstützungen 8 aus isolierendem Mate rial, die als Schottungswände ausgebildet sind, abgestützt. In der Stromschiene 3 ist ein Leistungsschalter 9 ange ordnet, dessen Kontaktanordnung mit 10 bezeichnet ist und aus einem beweglichen Kontaktstück 11 und einem festen Kontaktstück 12 besteht. Das bewegliche Kontaktstück 11 ist mit dem Antriebsgestänge 13 a eines Antriebes (13) verbun den, der sich ausserhalb der Kapselung 2 befindet. Auf der einen Seite des Leistungsschalters 9 ist ein Trenn schalter 14 angeordnet, dessen Antrieb mit 15 bezeichnet ist. Beidseits des Leistungsschalters 9 ist je ein Erdungsschalter 16 bzw. 17 vorgesehen, der mittels eines Antriebes 18 bzw. 19 ein- und ausgeschaltet werden kann. In den Verzweigungsschienen 4 und 5 ist je ein weiterer Trennschalter 20 bzw. 21 angeordnet, dessen Antrieb mit 22 bzw. 23 bezeichnet ist. Im weiteren sind im Bereich der Sammelschienen 6 und 7 Erdungsschalter 24 und 25 an geordnet, die mittels eines zugeordneten Antriebes 26 bzw. 27 betätigt werden können.

Zwischen dem Leistungsschalter 9 und dem Trennschalter 14 ist ein Stromwandler 28 angeordnet, dessen die Sekun därwicklung tragender Kern mit 29 bezeichnet ist. Diese Sekundärwicklung ist über einen Umschalter 30 entweder an einen einen Strommesser 31 enthaltenden Betriebsstrom kreis B oder einen Messstromkreis M anschliessbar, der eine Wechselspannungsspeisequelle 32 und ein Strommess gerät 33 aufweist. Das Strommessgerät 33 kann ein anzei gendes oder registrierendes Gerät, aber auch ein Kathoden strahl- oder Schleifenoszillograph sein.

Zur Messung des Schliess- bzw. Oeffnungsweges des beweg lichen Kontaktstückes 11 ist eine Wegmesseinrichtung 34 vorhanden, welche einen verstellbaren Widerstand 35 auf weist, dessen Einstellkontakt 36 mit dem Antriebsgestänge 13 a des Antriebes 13 für dieses bewegliche Kontaktstück 11 verbunden ist. In Serie zu diesem verstellbaren Wider stand 35 ist eine Spannungsquelle 37 sowie ein anzeigendes oder registrierendes Strommessgerät 38 geschaltet. Dieses Strommessgerät 38 kann auch ein Kathodenstrahl- oder Schleifenoszillograph sein.

Zur Ermittlung des Abbrandes der Kontaktanordnung 10 des Leistungsschalters 9 wird nun bei offener Kontaktanordnung 10 durch Schliessen der beiden Erdungsschalter 16 und 17 ein Prüfstromkreis 39 gebildet, der über die Kapselung 2 bzw. über Erde E geschlossen ist. Dieser Prüfstromkreis 39 wird durch Oeffnen der Trennschalter 14, 20 und 21 vom übrigen Teil der Schaltanlage 1 abgetrennt. Die Sekundär wicklung des Stromwandlers 29 wird vom Betriebsstromkreis 8 abgetrennt und an den Messstromkreis M angeschlossen.

Von der Speisequelle 32 her wird nun die Sekundärwicklung des Stromwandlers 28 gespeist. Da die Kontaktanordnung 10 des Leistungsschalters 9 geöffnet ist, fliesst im Mess stromkreis M der Magnetisierungsstrom I _o (Fig. 3). Nun wird das bewegliche Kontaktstück 11 der Kontaktanordnung 10 des Leistungsschalters 9 mittels des Antriebes 13 ge schlossen. Der Weg a, der dieses bewegliche Kontaktstück 11 während des Schliessvorganges zurücklegt, wird durch die Messeinrichtung 34 gemessen. In Fig. 4 ist dieser Weg a in Abhängigkeit von der Zeit t aufgetragen. Sobald sich die beiden Kontakte 11 und 12 der Kontaktanordnung 10 des Schalters 9 berühren, fliesst im Prüfstromkreis 39 ein induzierter Strom I ₁ (Fig. 3). Der eindeutig fest stellbare Beginn des Stromflusses im Prüfstromkreis 39 (in Fig. 3 als im Zeitpunkt t ₁ erfolgend angegeben) ist nun kennzeichnend für das Schliessen der Kontaktanordnung 10 bzw. für die Berührung der Kontakte 11 und 12. In Schliess- bzw. Berührungszeitpunkt (t ₁ in Fig. 3) wird nun der Weg a ₂ gemessen, den das bewegliche Kontaktstück 11 aus seiner mit a _o bezeichneten Offenstellung zurückgelegt hat. Dieser zurückgelegte Weg a ₂ wird mit einem Sollwert verglichen, der dem Schliessweg a ₁ des beweglichen Kon taktstückes 11 bis zur Berührung mit dem festen Kontakt stück 12 im Neuzustand der beiden Kontaktstücke 11, 12 entspricht. Die sich dabei ergebende Wegdifferenz Δ a entspricht nun der Grösse des Kontaktabbrandes. Anders ausgedrückt hat das bewegliche Kontaktstück 11 wegen des erfolgten Kontaktabbrandes einen um Δ a längeren Schliess weg zurückzulegen als im Neuzustand.

In Fig. 3 ist mit a ₃ der Weg des beweglichen Kontaktstük kes 11 bis in die Einschaltstellung bezeichnet.

Besitzt die Kontaktanordnung 10 des Leistungsschalters 9 zu den stromführenden Hauptkontakten parallel geschaltete Abbrandkontakte, so lässt sich aus dem Strom-Zeit-Diagramm gemäss Fig. 3 der Zeitpunkt der Berührung der Abbrand bzw. Hauptkontakte ebenfalls genau bestimmen, was auf die beschriebene Weise ein Ermitteln des Abbrandes der Haupt und Abbrandkontakte durch Vergleich mit einem dem Neuzu stand entsprechenden Sollwert erlaubt.

Für die beschriebene Ermittlung des Kontaktabbrandes werden zum grössten Teil die ohnehin zur Schaltanlage 1 gehörenden Teile (Trennschalter 14, 20 und 21; Erdungs schalter 16 und 17 sowie Stromwandler 28) verwendet. Zu sätzlich ist nur eine Messeinrichtung 34 zum Messen des Schliessweges des beweglichen Kontaktstückes 11 sowie ein Messstromkreis M zur Speisung der Sekundärwicklung des Stromwandlers 28 nötig. Diese zusätzlichen Teile sind von ausserhalb der Kapselung 2 anschliessbar und betätig bar, so dass es zur Ermittlung des Kontaktabbrandes nicht erforderlich ist, die Kapselung 2 zu öffnen. Die Er mittlung des Masses des Kontaktabbrandes kann auf ein fache und aussagekräftige Weise durch Messung am beweg lichen Kontaktstück 11 erfolgen.

Es ist auf die beschriebene Weise auch möglich, den Kon taktabbrand bei einem der Trennschalter 14, 20, 21 oder einem der Erdungsschalter 16, 17, 24 oder 25 zu ermit teln. Hiezu ist es neben der Möglichkeit zur Messung des Schliessweges des beweglichen Kontaktstückes nur erfor lich, dass ein einen sekundärseitig gespiesenen Strom wandler sowie die zu prüfende Kontaktanordnung aufweisen der Prüfstromkreis gebildet werden kann, der sich vom Rest der Schaltanlage 1 abtrennen lässt.

Es versteht sich, dass die Kontaktabbrandermittlung auch auf andere als die beschriebene Weise erfolgen kann. Von den möglichen Varianten werden im folgenden nur einige kurz erläutert.

Die Messeinrichtung 34 zum Messen des Schliessweges des beweglichen kontaktstückes 11 kann auch anders als wie dargestellt ausgebildet sein. Im weiteren ist es nicht zwingend erforderlich, dass der Weg des beweglichen Kontaktstückes 11 in Abhängigkeit von der Zeit aufgetra gen wird. Für die Ermittlung des Kontaktabbrandes genügt eine reine Wegmessung. Die Ermittlung des Schliessweges a in Funktion der Zeit bringt jedoch den Vorteil mit sich, dass durch Vergleich des zeitlichen Ablaufes des Schliess vorganges mit einer Sollkurve ein allfälliger Fehler im Schalterantrieb 13 festgestellt werden kann.

Die Ermittlung des Kontaktabbrandes kann auch beim Oeffnen der zu prüfenden Kontaktanordnung 10 erfolgen. Dabei wird der Weg gemessen, den das bewegliche Kontaktstück 11 aus der Einschaltstellung a ₃ bis zum Abheben vom feststehen den Kontaktstück 12 zurücklegt. Der Zeitpunkt dieser Kontakttrennung lässt sich durch Ueberwachung des Strom verlaufes im Messstromkreis M des Stromwandlers 28 genau feststellen, da im Prüfstromkreis 39 im Zeitpunkt der Kontaktabhebung der Stromfluss unterbrochen wird, was sich auf der Sekundärseite des Stromwandlers 28 entspre chend bemerkbar macht.

Statt der beschriebenen Messung des Weges a des bewegli chen Kontaktstückes 11 bis zur Kontaktberührung bzw. Kontakttrennung wäre es auch denkbar, auf entsprechende Weise den Weg zu messen, den das bewegliche Kontaktstück 11 von der Kontaktberührung bzw. -trennung an noch bis zu seiner Endstellung EIN bzw. AUS zurücklegt.

Claims

1. Verfahren zum Ermitteln des Abbrandes der Kontakt stücke der Kontaktanordnung eines Schaltgerätes, das in eine Trenn- und Erdungsschalter sowie wenigstens einen Stromwandler aufweisende, gekapselte Schaltan lage eingebaut ist, dadurch gekennzeichnet, dass durch Oeffnen bzw. Schliessen von Trenn- und Erdungsschaltern (14, 16, 17, 20, 21) ein die Kontaktanordnung (10) des zu prüfenden Schaltgerätes (9) sowie den Stromwandler (28) enthaltender, vom Rest der Schaltanlage (1) abge trennter und über deren Kapselung (2) und/oder Erde (E) geführter Prüfstromkreis (39) gebildet wird, dass dann der Stromwandler (29) sekundärseitig gespeist wird, dass anschliessend die Kontaktanordung (10) ge schlossen bzw. geöffnet wird und dabei durch Feststel len der beim Berühren bzw. Trennen der Kontaktstücke (11, 12) der Kontaktanordnung (10) auftretenden Aende rung des Stromflusses (I) im Prüfstromkreis (39) der Zeitpunkt (t ₁) der Kontaktstückberührung bzw. -trennung ermittelt wird und dass der Schliess- bzw. Oeffnungsweg (a ₂) der Kontaktanordnung (10) bis zum bzw. ab dem ermittelten Zeitpunkt (t ₁) der Kontaktstückberührung bzw. -trennung gemessen und mit einem dem Ausgangszustand der Kontaktstücke (11, 12) entsprechenden Wegsollwert (a ₁) verglichen wird.

2. Gekapselte Schaltanlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit wenigstens einem Stromwandler und beidseits des zu prüfenden Schaltgerätes angeordneten Trenn- und Erdungsschaltern zur Bildung eines die Kontaktanordung des Schaltgerätes sowie den Strom wandler enthaltenden, vom Rest der Schaltanlage ab trennbaren und über die Kapselung und/oder Erde geführ ten Prüfstromkreises, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromwandler (28) sekundärseitig an einen eine Speise quelle (32) sowie eine Strommessanordnung (33) enthaltenden Stromkreis anschliessbar und die Kontaktanordnung (10) mit einer Einrichtung (34) zum Messen des Schliess bzw. Oeffnungsweges (a) verbindbar ist.