DE3941882A1 - HV breaker switch with function monitoring - using current and temp. sensors for each contact point with optical signal transmission to earth potential - Google Patents

HV breaker switch with function monitoring - using current and temp. sensors for each contact point with optical signal transmission to earth potential

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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
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    • H01H9/16—Indicators for switching condition, e.g. "on" or "off"
    • H01H9/167—Circuits for remote indication

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Abstract

The switch has two relatively displaced contact pieces for each pole, with transmission of electrical signals from the HV potential to earth potential via a light conductor. A current sensor lies in the current path of each of the parallel contact points, the measured current values m transmitted to earth via the light conductor. Pref. temp. sensor is associated with one or more of the contact points with the transmitted signals being processed at the input and/or output side and evaluated to verify the function of the contact points. ADVANTAGE - Early detection of damaging functional changes.

Description

Die Erfindung betrifft einen Hochspannungstrennschalter gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a high voltage disconnector according to the preamble of claim 1.

Trennschalter mit pro Pol zwei relativ zueinander beweg­ lichen Kontaktstücken, die in eingeschaltetem Zustand mindestens zwei parallel zueinander angeordnete Kontakt­ stellen für den Stromübergang aufweisen, sind allgemein bekannt. Trennschalter mit einer Einrichtung zur Über­ tragung von elektrischen Signalen von Hochspannungspo­ tential auf Erdpotential, vorzugsweise über einen Licht­ leiter, sind beispielsweise aus der älteren deutschen Patentanmeldung P 37 32 004 bekannt. Bei den in dieser Anmeldung beschriebenen Signalen handelt es sich ledig­ lich um Steuersignale für den Schalterantrieb. Disconnector with two poles relative to each other Lichen contact pieces that are switched on at least two contacts arranged parallel to each other points for the current transfer are general known. Disconnector with a device for over Carrying electrical signals from high voltage po potential to earth potential, preferably via a light heads, for example, are from the older German Patent application P 37 32 004 known. With those in this The described signals are single Lich around control signals for the switch drive.  

Die Kontakte von Trennschaltern müssen im Lastfall den elektrischen Strom über die Kontaktstellen der Kontakt­ stücke führen. Sie erwärmen sich dabei infolge der im Kontaktwiderstand entstehenden Verlustwärme. Die Kon­ takterwärmung darf dabei eine in Vorschriften festge­ schriebene Grenztemperatur nicht überschreiten, um ein einwandfreies Funktionieren des Trennschalters zu ge­ währleisten. Eine Überhitzung der Kontakte kann unter Umständen zu Schäden wie Verschweißen und damit verbun­ den zu einem Ausfall des Trennschalters führen. Ein ein­ wandfreier Zustand der Trennerkontakte ist somit unbe­ dingt erforderlich.The contacts of isolating switches must be in the load case electrical current through the contact points of contact lead pieces. They heat up as a result of the im Contact resistance generated heat loss. The con cycle heating may be specified in regulations Do not exceed the written limit temperature by one proper functioning of the isolating switch ensure. The contacts may overheat Circumstances of damage such as welding and associated with it which lead to a failure of the disconnector. A one Wall-free condition of the isolating contacts is therefore uneventful absolutely necessary.

Einfluß auf den Zustand der Trennerkontakte bei Frei­ luftgeräten haben beispielsweise die Umweltbedingungen. In Gebieten mit agressiven Industrieemissionen sind des­ halb besondere Maßnahmen zum Schutz der Kontakte notwen­ dig. Solche Maßnahmen können beispielsweise in der Wahl eines besonders widerstandsfähigen Kontaktmaterials oder einer besonderen Beschichtung auf der Kontaktoberfläche bestehen. Trotz solcher Maßnahmen treten in der Praxis Schäden an Trennerkontakten, insbesondere unter schwie­ rigen Umweltbedingungen, auf.Influence on the state of the isolating contacts with free Air devices, for example, have the environmental conditions. In areas with aggressive industrial emissions, the semi-special measures to protect the contacts are necessary dig. Such measures can be chosen, for example a particularly resistant contact material or a special coating on the contact surface consist. Despite such measures occur in practice Damage to isolating contacts, especially under difficult conditions environmental conditions.

Vorrangiges Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Überwachungsmöglichkeit der Trennerkontakte zum Zwecke der Zustandserfassung und der frühzeitigen Erfassung und des Erkennens von schädlichen, funktionalen Änderungen.The primary aim of the invention is to create a Possibility of monitoring the isolating contacts for the purpose condition detection and early detection and the detection of harmful, functional changes.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt erfindungsgemäß da­ durch, daß in dem Strompfad einer oder mehrerer parallel zueinander angeordneter Kontaktstellen jeweils ein Stromsensor zur Erfassung des in dem jeweiligen Strom­ pfad fließenden Teilstromes angeordnet ist, und daß der in dem Strompfad gemessene Wert bzw. die in den Strom­ pfaden gemessenen Werte über die Einrichtung zur Über­ tragung von Signalen, vorzugsweise elektrischen Signa­ len, auf Erdpotential übertragen werden. This object is achieved according to the invention by making one or more parallel in the current path mutually arranged contact points Current sensor for the detection of the current Path flowing partial stream is arranged, and that the value measured in the current path or that in the current Path measured values on the device for over carrying signals, preferably electrical signals len, are transferred to earth potential.  

Es werden also die die Kontaktstellen durchfließenden Teilströme gemessen.So there are those flowing through the contact points Partial flows measured.

Die Höhe des Stromes in einem parallelen Pfad wird sich nach dem entsprechenden Übergangswiderstand seiner Kon­ taktstelle einstellen, somit kann die Stromüberwachung als Zustandskontrolle der Kontaktstelle herangezogen werden.The amount of current in a parallel path will change after the corresponding contact resistance of its con Set the cycle point, so the current monitoring can used as a status check of the contact point will.

Da der Stromfluß nicht in jedem Falle ohne weiteres Rückschlüsse auf die Temperatur der Kontaktstellen zu­ läßt, wird es für eine sehr umfassende Überwachung rat­ sam sein, zusätzlich an einer oder mehreren Kontaktstel­ len Sensoren für eine Temperaturerfassung anzubringen.Since the flow of electricity is not always easy Conclusions about the temperature of the contact points it is advised for very extensive surveillance be sam, additionally at one or more contact points len sensors for temperature detection.

Die gemessenen Werte, z. B. die Stromwerte, können in einer Auswerteeinheit einer Signalverarbeitungsanlage eingegeben, mit bekannten eingeprägten Verhaltensmustern verglichen und bewertet werden.The measured values, e.g. B. the current values can in an evaluation unit of a signal processing system entered, with known imprinted behavior patterns be compared and evaluated.

Summiert man die Strommeßwerte der parallelen Pfade auf, so erhält man den Gesamtstrom. Damit sind teuere magnet­ eisenhaltige induktive Stromwandler entbehrlich. Als Stromsensoren eignen sich in vorteilhafter Weise (eisen­ lose) Rogowskispulen. Letztere können auch für ein au­ tarkes System, nämlich zur Speisung zumindest der hoch­ spannungsseitigen Signalverarbeitungseinrichtung, einge­ setzt werden. Sollen auch Meßwerte geliefert werden, wenn hochspannungsseitig kein Strom fließt, so kann die Energie zur Übertragung von elektrischen Signalen von Hochspannungspotential zum Erdpotential und/oder zur Versorgung der hochspannungsseitigen Signalverarbei­ tungseinrichtung über einen optischen Sensor aufgenommen werden. Dieser Sensor, z. B. eine Solarzelle, setzt das aufgenommene Umweltlicht oder aber ein über Lichtleiter zugeführtes Licht in elektrische Versorgungsenergie um. If you add up the measured current values of the parallel paths, so you get the total current. This makes expensive magnets iron-containing inductive current transformers can be dispensed with. As Current sensors are advantageously suitable (iron loose) Rogowski coils. The latter can also be used for an au strong system, namely for feeding at least the high voltage-side signal processing device, turned be set. If measured values are also to be delivered, if no current flows on the high voltage side, the Energy for the transmission of electrical signals from High voltage potential to earth potential and / or Supply of the high-voltage signal processing tion device recorded via an optical sensor will. This sensor, e.g. B. a solar cell, that sets recorded environmental light or a light guide supplied light into electrical supply energy.  

Es ergibt sich weiterhin die Möglichkeit, die ordnungs­ gemäße Einschaltstellung des Trenners netzstromunabhän­ gig, z. B. in netzspannungslosem Zustand, zu prüfen. Bei eingeschaltetem Trenner wird dann eine der in einem pa­ rallelen Strompfad angeordneten Rogowskispulen mit einem zeitlich veränderlichen Strom gespeist, und die in den restlichen Strompfaden fließenden Ströme werden über de­ ren Rogowskispulen gemessen.There is still the possibility of the order according to the switch-on position of the disconnector gig, e.g. B. to check in a de-energized state. At the disconnector is then one of the in a pa Rogowski coils arranged with a parallel current path time-varying current fed, and that in the remaining current paths flowing currents are de Ren Rogowski coils measured.

Die Meßfehler, Nichtlinearitäten oder Temperaturabhän­ gigkeiten der Strom- bzw. Temperatursensoren und/oder der Übertragungs- sowie der Signalverarbeitungseinheit werden durch preiswerte Korrektureinheiten - wie in der DE-OS 36 34 221 dargestellt - eliminiert.The measurement errors, non-linearities or temperature dependencies capabilities of the current or temperature sensors and / or the transmission and the signal processing unit are replaced by inexpensive correction units - as in the DE-OS 36 34 221 shown - eliminated.

Die Plazierung, insbesondere der Stromsensoren, bereitet in der Regel keine Schwierigkeiten. So können z. B. die fingerartigen Fixkontakte eines Hochspannungstrennschal­ ters mit den Rogowskispulen umgeben werden.The placement, especially the current sensors, prepares usually no difficulties. So z. B. the finger-like fixed contacts of a high-voltage isolation scarf be surrounded with the Rogowski coils.

Claims (12)

1. Hochspannungstrennschalter, insbesondere Frei­ lufttrennschalter, mit pro Pol zwei relativ zueinander beweglichen Kontaktstücken, die in eingeschaltetem Zu­ stand mindestens zwei Kontaktstellen für den Stromüber­ gang aufweisen, sowie mit einer Einrichtung zur Übertra­ gung von elektrischen Signalen von Hochspannungspotential auf Erdpotential vorzugsweise über einen Lichtleiter, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Strompfad einer oder mehrerer parallel zueinander angeordneter Kontaktstellen jeweils ein Stromsensor zur Erfassung des in dem jewei­ ligen Strompfad fließenden Teilstromes angeordnet ist, und daß der in dem Strompfad gemessene Wert bzw. die in den Strompfaden gemessenen Werte über die Einrichtung zur Übertragung von Signalen, vorzugsweise elektrischen Signalen, auf Erdpotential übertragen werden.1. High-voltage isolating switch, in particular free air isolating switch, with two relatively movable contact pieces per pole, which, when switched on, have at least two contact points for the current transfer, and with a device for transmitting electrical signals from high-voltage potential to earth potential, preferably via an optical fiber, characterized in that a current sensor for detecting the partial current flowing in the respective current path is arranged in the current path of one or more contact points arranged parallel to one another, and that the value measured in the current path or the values measured in the current paths via the device for Transmission of signals, preferably electrical signals, are transmitted to earth potential. 2. Trennschalter nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zusätzlich an einer oder mehreren Kontakt­ stellen Sensoren für Temperaturerfassung angebracht sind.2. Disconnector according to claim 1, characterized records that in addition to one or more contact put sensors for temperature detection attached are. 3. Trennschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eingangs- und/oder ausgangsseitig der Einrichtung zur Übertragung der Signale von Hoch­ spannungspotential auf Erdpotential eine Signalverarbei­ tungseinrichtung angeordnet ist. 3. Disconnector according to claim 1 or 2, characterized characterized in that the input and / or output side the device for transmitting the signals from high voltage potential to earth potential a signal processing device is arranged.   4. Trennschalter nach einem der vorherigen Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Strompfaden der einzelnen Kontaktstellen gemessenen Strommeßwerte in einer Auswerteeinheit verglichen und das Ergebnis des Vergleichs bewertet wird.4. Disconnect switch according to one of the preceding claims che, characterized in that the in the current paths measured current values of the individual contact points in compared to an evaluation unit and the result of the Comparative is evaluated. 5. Trennschalter nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Ergebnis des Vergleichs zur Überprü­ fung der ordnungsgemäßen Funktion der Kontaktstellen in der Signalverarbeitungseinheit ausgewertet wird.5. Disconnector according to claim 4, characterized records that the result of the comparison for review the proper functioning of the contact points in the signal processing unit is evaluated. 6. Trennschalter nach einem der vorherigen Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Strompfaden der einzelnen Kontaktstellen gemessenen Strommeßwerte in einer Auswerteeinheit aufsummiert und zur Ermittlung des über die Kontaktstücke des Trennerpoles im eingeschalte­ ten Zustand fließenden Stromes in der Signalverarbei­ tungseinheit ausgewertet werden.6. Disconnect switch according to one of the preceding claims che, characterized in that the in the current paths measured current values of the individual contact points in summed up an evaluation unit and to determine the via the contact pieces of the isolating pole in the switched on state of the flowing current in the signal processing unit can be evaluated. 7. Trennschalter nach einem der vorherigen Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromsensoren zur Erfassung des in dem jeweiligen Strompfad fließenden Teilstromes als Rogowskispulen ausgebildet sind.7. Disconnect switch according to one of the preceding claims che, characterized in that the current sensors for Detection of the flowing in the respective current path Partial stream are formed as Rogowski coils. 8. Trennschalter nach einem der vorherigen Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Energie zur Über­ tragung von elektrischen Signalen von Hochspannungspo­ tential auf Erdpotential und/oder zur Versorgung der hochspannungsseitigen Signalverarbeitungseinrichtung über eine Rogowskispule erzeugt wird.8. Disconnect switch according to one of the preceding claims che, characterized in that the energy to transfer Carrying electrical signals from high voltage po potential to earth potential and / or to supply the high-voltage signal processing device is generated via a Rogowski coil. 9. Trennschalter nach einem der vorherigen Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Energie zur Über­ tragung von elektrischen Signalen von Hochspannungspo­ tential auf Erdpotential und/oder zur Versorgung der hochspannungsseitigen Signalverarbeitungseinrichtung über einen optischen Sensor aufgenommen wird. 9. Disconnect switch according to one of the preceding claims che, characterized in that the energy to transfer Carrying electrical signals from high voltage po potential to earth potential and / or to supply the high-voltage signal processing device is recorded via an optical sensor.   10. Trennschalter nach einem der vorherigen Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß bei eingeschaltetem Zu­ stand des Trennschalters in einem der parallelen Strom­ pfade ein zeitlich veränderlicher Strom eingespeist wird.10. Disconnect switch according to one of the preceding claims che, characterized in that when switched on the disconnector was in one of the parallel currents paths fed a time-varying current becomes. 11. Trennschalter nach einem der vorherigen Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß mit einer Rogowskispule ein zeitlich veränderlicher Strom in einem der paralle­ len Strompfade eingespeist wird.11. Disconnect switch according to one of the preceding claims che, characterized in that with a Rogowski coil a time-varying current in one of the paralle len current paths is fed. 12. Trennschalter nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß bei Speisung in einen Strompfad mit einem zeitlich veränderlichen Strom die im einem oder mehreren der restlichen Strompfade fließenden Ströme ei­ nes Kontaktstückes gemessen werden.12. Disconnector according to claim 10 or 11, characterized characterized in that when feeding into a current path with a time - varying current in one or several of the remaining current paths flowing currents nes contact piece can be measured.
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