DE4443646C2

DE4443646C2 - Device for measuring and evaluating the temperature on or in an electrical switching device

Info

Publication number: DE4443646C2
Application number: DE19944443646
Authority: DE
Inventors: Herbert Dr Ing Karrenbauer; Thomas Dipl Ing Rudolph; Klaus Dipl Phys Hoffmann
Original assignee: Daimler Benz AG; AEG Energietechnik GmbH
Current assignee: Suspa Holding Business Unit Automotive 9 De GmbH; Mercedes Benz Group AG
Priority date: 1994-12-08
Filing date: 1994-12-08
Publication date: 1998-01-22
Anticipated expiration: 2014-12-09
Also published as: DE4443646A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung mit einem Sensor für ein elektrisches Hochspannungs-Schaltgerät nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to an arrangement with a sensor for an electrical high-voltage switching device according to Preamble of claim 1.

Eine derartige Anordnung ist beispielsweise aus der DE 40 24 843 A1 bekannt.Such an arrangement is for example from DE 40 24 843 A1 known.

Elektrische Schaltgeräte sind so ausgelegt, daß sie in einem bestimmten Temperaturbereich einwandfrei arbeiten. Dieser Umgebungstemperaturbereich liegt z. B. zwischen + 50°C und -40°C. Die Schaltgerätehersteller gewährleisten die einwandfreie Arbeitsweise der Schaltgeräte bei allen Temperaturen innerhalb eines solchen Bereichs. Die Umgebungstemperatur der Schaltgeräte muß deshalb nicht mittels eigener Temperatursensoren erfaßt werden. Dies gilt für Schaltgeräte, die für den Betrieb im Freien oder in Räumen ausgelegt sind.Electrical switching devices are designed so that they are in one work properly in a certain temperature range. This Ambient temperature range is z. B. between + 50 ° C and -40 ° C. The switchgear manufacturers guarantee that flawless functioning of the switchgear for all Temperatures within such a range. The Ambient temperature of the switchgear is therefore not necessary own temperature sensors can be detected. This applies to Switchgear for use outdoors or indoors are designed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Messung und Auswertung der Temperatur an oder in einem elektrischen Schaltgerät zu einem beliebigen Zeitpunkt mittels einer Schaltung bereitzustellen, für deren Schaltungsbausteine eine benötigte hohe Betriebsspannung aus der auf Lichtwellenleitern übertragenen Energie auf einfache Weise erzeugt werden kann. The invention has for its object an arrangement for Measurement and evaluation of the temperature on or in one electrical switching device at any time by means of to provide a circuit for its circuit components a required high operating voltage from the Optical fibers transmit energy in a simple way can be generated.

Die Aufgabe wird bei einer Anordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch den kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.The task is in an arrangement of the aforementioned Art according to the invention by the characterizing part of Claim 1 solved.

Mit dieser Anordnung kann die Temperatur ständig oder in Zeitabständen gemessen werden. Durch die Verwertung von Lichtleitern für die Übertragung der Meßsignaie zur Auswerteinheit wird der Einfluß von elektromagnetischen Störungen beseitigt. With this arrangement, the temperature can be constant or in Time intervals are measured. By recycling Optical fibers for the transmission of the measurement signals Evaluation unit is the influence of electromagnetic Faults eliminated.

Trotz der bei elektrischen Schaltgeräten bei Schaltvorgängen durch Lichtbögen, Über- oder Kurzschlußströmen oder Stoßspannungen auf tretenden großen Störfeldern wird die Temperatur mit der oben be schriebenen Anordnung relativ genau gemessen. Da die Auswertschaltung in einem abgeschirmten Gehäuse angeordnet ist, wird sie von derartigen Störfeldern ebenfalls nicht in nennenswerter Weise beeinflußt. Es ist daher möglich, für die Auswertschaltung kommerziell verfügbare elektro nische Schaltungen einzusetzen. Als elektrische Meßwertaufnehmer kön nen Thermoelemente, Widerstandsthermometer oder Halbleiter-Temperatursensoren eingesetzt werden.Despite the electrical switching devices during switching operations Arcing, overcurrent or short circuit current or surge voltages occurring large interference fields, the temperature with the above be written arrangement measured relatively accurately. Because the evaluation circuit is arranged in a shielded housing, it is of such Interference fields are also not significantly influenced. It is therefore possible for the evaluation circuit commercially available electro to use African circuits. As an electrical sensor thermocouples, resistance thermometers or semiconductor temperature sensors be used.

Der elektrische Meßwertaufnehmer ist mit dem Lichtsender und dem Ende des Lichtleiters vorzugsweise in einem gegen elektromagnetische Störungen abgeschirmten Gehäuse angeordnet. Mit dieser Ausführungs form wird durch die Unterdrückung von Störeinflüssen eine weitere Verbesserung der Meßgenauigkeit erzielt.The electrical sensor is with the light transmitter and the End of the light guide preferably in one against electromagnetic Interference shielded housing arranged. With this execution The suppression of interferences makes shape another Improvement in measurement accuracy achieved.

Insbesondere ist die Auswertschaltung mit einer Schaltung zur Übertra gung von Realzeitangaben verbunden. Mit dieser Maßnahme ist es mög lich, die Zeitpunkte der Temperaturmessung zu bestimmen. Es steht da her in der Auswerteinheit zusätzlich zu der gemessenen Temperatur auch die Zeit zur Verfügung, zu der gemessen wurde. Damit kann der Temperaturverlauf in Abhängigkeit von der Zeit erfaßt werden.In particular, the evaluation circuit with a circuit for transmission linked to real-time information. With this measure it is possible Lich to determine the times of the temperature measurement. It is there forth in the evaluation unit in addition to the measured temperature also the time at which the measurement was available. So that the Temperature curve depending on the time can be recorded.

Für die Erzeugung von Realzeiten in der Auswertschaltung ist es zweckmäßig, wenn eine Antenne zum Empfang von Realzeitangaben in Form von seriellen Funktelegrammen einer Zentraluhr vorgesehen ist, wobei an die Antenne ein Zeitcodeleser mit einem elektro-optischen Wandler angeschlossen ist, der Licht in einen Lichtleiter einspeist, des sen eines Ende an einem optisch-elektrischen Wandler im Gehäuse ange ordnet ist, der mit der Auswertschaltung verbunden ist, die einen Hardware, Zeitgeber und eine Software-Uhr zum Führen und/oder Syn chronisieren der Echtzeit aufweist. Die Zentraluhr kann hierbei die Funkuhr des Senders DCF 77 oder eine entsprechende Funkuhr sein. Dabei ist es ebenfalls günstig, wenn die Antenne und der Zeitcodeleser in einem elektromagnetisch abgeschirmten Gehäuse angeordnet sind, das an einer Seite in der Abschirmung eine Aussparung für den Durchlaß elektromagnetischer Strahlung zur Antenne hat. It is for the generation of real times in the evaluation circuit useful if an antenna for receiving real-time information in Form of serial radio telegrams of a central clock is provided, where a time code reader with an electro-optical to the antenna Converter is connected, which feeds light into a light guide, the one end of an optical-electrical converter in the housing is arranged, which is connected to the evaluation circuit, the one Hardware, timer and a software clock for guiding and / or syn chronize the real time. The central clock can do this Radio clock of the transmitter DCF 77 or a corresponding radio clock. It is also beneficial if the antenna and the time code reader are arranged in an electromagnetically shielded housing, the a recess for the passage on one side in the shield electromagnetic radiation to the antenna.

Die Realzeit kann der Auswertschaltung auch auf andere Weise von einer Hauptuhr zugeführt werden. Die Zufuhr der Realzeit des DCF 77-Zeit codes hat aber den Vorteil, daß nach Unterbrechungen der Betriebs spannung für die Auswertschaltung die Realzeit schnell wieder verfüg bar ist. Als Zeitcodeleser kann eine kommerziell verfügbare, integrierte Schaltung, z. B. die von der Fa. TEMIC unter der Type U 4221 B-A angebotene Schaltung, eingesetzt werden, wobei ein externer Quarztaktgenerator mit der integrierten Schaltung verbunden wird.The real time can be of the evaluation circuit in another way Master clock are fed. The real time feed of the DCF 77 time However, codes has the advantage that after interruptions in operations voltage for the evaluation circuit that real time is quickly available again is cash. A commercially available, integrated can be used as the time code reader Circuit, e.g. B. from TEMIC under the type U 4221 B-A circuit, can be used, with an external Quartz clock generator is connected to the integrated circuit.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird die Betriebsspannung für den Meßwertaufnehmer und eine Anordnung zur Umwandlung der Meßsi gnale in eine für die Lichtleitübertragung geeignete Form und/oder die Betriebsspannung für den Zeitcodeleser jeweils im Gehäuse von einer Anordnung mit einem Photoelement erzeugt, das von einem Lichtleiter mit Licht beaufschlagbar ist. Bei dieser Anordnung werden keine Störsignale auf Betriebsspannungsversorgungsleitungen übertragen. Daher werden Störspannungseinflüsse auf die Messungen und/oder die Übertragungen der Uhrzeittelegramme auch auf dem Umweg über Betriebsspannungslei tungen ausgeschaltet.In a preferred embodiment, the operating voltage for the transducer and an arrangement for converting the Meßsi gnale in a form suitable for light transmission and / or Operating voltage for the time code reader in the housing of one Arrangement with a photo element generated by a light guide Light can be applied. With this arrangement, no interference signals transferred to operating voltage supply lines. Therefore Interference voltage influences on the measurements and / or the transmissions of the time telegrams also on the detour via the operating voltage line switched off.

Günstig ist es, wenn auch zwischen dem Gehäuse der Auswertschaltung und dem Zeitcodeleser jeweils zwei Lichtleiter vorgesehen sind, über die jeweils Wechsellichtströme derart übertragen werden, daß die Wechsellichtströme zueinander phasenverschoben sind, wobei die Wechsellichtströme je auf ein photoelektrisches Empfangselement gerichtet sind, und wobei an die beiden Empfangselemente jeweils eine Spannungsverdopplungs- oder Spannungsvervielfachungsschaltung angeschlossen ist, die die Betriebs spannung für die Anordnung mit dem Zeitcodeleser erzeugt. Die Anordnung mit dem Meßwertaufnehmer und die Schaltung zur Umwandlung der Meßsignale in eine für die Übertragung geeignete Form werden bei dieser Ausführungsform mit Betriebsspan nungen versorgt, die größer als die von den photoelektrischen Empfän gern abgegebenen Spannungen sind. Durch die Ausbildung der Spannungsvervielfacherschaltung können die Betriebsspannung auf die für übliche digitale Schaltkreise, z. B. in CMOS-Technik, notwendigen Höhen angehoben werden. It is favorable, even if between the housing of the evaluation circuit and the time code reader are each provided with two light guides Alternating luminous fluxes are transmitted in such a way that the alternating luminous fluxes are out of phase with each other, the alternating luminous fluxes depending on a photoelectric receiving element are directed, and wherein to the two receiving elements each have a voltage doubling or Voltage multiplier circuit is connected, which is the operating voltage for the arrangement with the Time code reader generated. The arrangement with the sensor and the Circuit for converting the measurement signals into one for transmission suitable form are in this embodiment with company chip voltage supplied larger than that of the photoelectric receivers tensions are gladly given off. By training the Voltage multiplier circuit can switch the operating voltage to the for common digital circuits, e.g. B. in CMOS technology, necessary Heights are raised.

Dies bedeutet, daß im Meßwertaufnehmer und im Zeitcodeleser handels übliche digitale Schaltkreise, z. B. auch Mikroprozessoren, eingesetzt werden können. Die Wechsellichtströme werden insbesondere als gegen einander um eine halbe Periode phasenverschobene Rechteckimpulsfolgen übertragen, z. B. mit einem Impulsdauer-Impulsphasenverhältnis von eins oder etwa eins.This means that trade in the transducer and in the time code reader usual digital circuits, e.g. B. also used microprocessors can be. The alternating luminous fluxes are particularly considered to be against rectangular pulse sequences out of phase with each other by half a period transferred, e.g. B. with a pulse duration-pulse phase ratio of one or about one.

Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Ausgänge der jeweiligen Spannungsvervielfachungsschaltung mit einem Kondensator großer Spei cherkapazität und geringen Verlustströmen verbunden sind. Ein solcher Kondensator kann vom Typ Goldcap sein.It is particularly useful if the outputs of the respective Voltage multiplier circuit with a large storage capacitor capacity and low leakage currents. Such a The capacitor can be of the gold cap type.

Die Umgebungstemperatur muß im allgemeinen nicht ständig gemessen werden. Die Anordnung mit dem Meßwertaufnehmer wird daher zweckmä ßigerweise so ausgebildet, da auf eine Abfrage von der Auswertschal tung eine Übertragung eines Temperaturmeßwerts oder einer Uhrzeit erfolgt. Die Energie für die Übertragung wird dabei auch vom Konden sator ausgebracht. Der Kondensator wird in den übertragungslosen Zei ten wieder aufgeladen, so daß trotz einer kontinuierlichen Energieüber tragung über die Lichtleiter mit relativ geringer Höhe für die Übertra gung der Meßwerte oder Uhrzeiten ausreichend Energie verfügbar ist. Es reicht also aus, wenn die Meßwerte und Uhrzeiten jeweils asynchron mit längeren zeitlichen Zwischenräumen übertragen werden.The ambient temperature generally does not have to be measured continuously will. The arrangement with the transducer is therefore appropriate Usually designed in such a way as to be queried by the evaluation scarf a transmission of a temperature reading or a time he follows. The energy for the transmission is also from the condenser deployed sator. The capacitor is in the non-transmission time ten recharged, so that despite a continuous energy transfer Transmission over the light guide with a relatively low height for the transfer sufficient energy is available for the measurement values or times. It is therefore sufficient if the measured values and times are asynchronous are transmitted with longer intervals.

Besonders günstig ist es, wenn zur Datenübertragung zwischen der An ordnung mit der Meßwertaufnehmer und/oder dem Zeitcodeleser und der Auswerteinheit jeweils wenigstens ein Lichtleiter vorgesehen ist, über den von der dezentralen Einheit zur Sende- und/oder Empfangseinheit Signale in Form von Nadelimpulsen übertragen werden. Die Nadelimpulse sind besonders energiearm. Der Energieverbrauch für die Datenübertra gung ist deshalb gering.It is particularly favorable if for data transmission between the An order with the transducer and / or the time code reader and Evaluation unit in each case at least one light guide is provided via from the decentralized unit to the transmitting and / or receiving unit Signals are transmitted in the form of needle pulses. The needle impulses are particularly low in energy. The energy consumption for data transmission is therefore low.

Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Auswertschaltung mit einer Meß einrichtung für einen beweglichen Schaltkontakt des Schaltgeräts ver bunden ist, wobei die Meßeinrichtung einen Meßfühler enthält, der einen Lichtsender und einen optoelektrischen Empfänger sowie einen mit dem beweglichen Schaltkontakt gekoppelten in k rementalen Rastermaßstab aufweist, der das vom Lichtsender übertragene Lichts moduliert. It is particularly useful if the evaluation circuit with a measuring device for a movable switching contact of the switching device ver is bound, wherein the measuring device contains a sensor that a Light transmitter and an optoelectric receiver and one with the movable switching contact coupled in k remental grid scale which modulates the light transmitted by the light transmitter.

Mit dieser Ausführungsform wird die Bewegung des beweglichen Schalt kontakts in Abhängigkeit von der Zeit gemessen. Aus dem zeitlichen Verlauf der Bewegung lassen sich Rückschlüsse auf den Zustand des Bewegungsmechanismus und des beweglichen Schaltkontakts ziehen. Ins besondere ergeben sich solche Rückschlüsse durch Vergleich des gemes senen zeitlichen Verlaufs mit einer Soll- bzw. Vergleichskurve, die dem Neuzustand bzw. einem einwandfrei arbeitenden Schaltgerät entspricht.With this embodiment, the movement of the movable switch contact as a function of time. From the temporal The course of the movement allows conclusions to be drawn about the state of the Pull the movement mechanism and the movable switch contact. Ins In particular, such conclusions are obtained by comparing the gemes its temporal course with a target or comparison curve that the New condition or a properly functioning switching device.

Die Temperatur wird vorzugsweise bei einem Schaltvorgang abgefragt. Der Temperaturmeßwert wird bei der Auswertung der Bewegungskurve berücksichtigt, indem die Bewegungskurve für eine bestimmte Tempera tur bestimmt und mit einer für diese Temperatur geltenden Vergleichs bewegungskurve ausgewertet wird. Bei der Berücksichtigung der Tempe ratur können die Grenzwerte für zulässige Abweichungen von der Soll-Bewegungskurve wesentlich verringert werden. Dies führt zu weniger Störungsmeldungen und zu einer erhöhten Aussagekraft des aus mehre ren Bewegungskurven ermittelten Trends. Aus der Bewegungskurve wird z. B. die Größe des Abbrands des beweglichen Schaltkontakts ermittelt.The temperature is preferably queried during a switching operation. The temperature measurement value is used when evaluating the movement curve taken into account by the movement curve for a certain tempera determined and with a comparison valid for this temperature movement curve is evaluated. When considering the tempe The limit values for permissible deviations from the Desired movement curve can be significantly reduced. This leads to less Malfunction reports and to increase the informative value of the more trends determined by their movement curves. The movement curve becomes e.g. B. determines the size of the erosion of the movable switching contact.

Der inkrementale Rastermaßstab ist insbesondere als erste Spur auf ei ner drehbar mit einem Drehantriebsteil für den beweglichen Schaltkon takt verbundenen Scheibe angeordnet ist, die eine zweite und eine dritte Spur jeweils für einen zweiten und dritten Meßfühler enthält, wo bei der zweite und dritte Meßfühler jeweils Lichtsender und optoelektri sche Lichtempfänger sowie Lichtwellenleiter zwischen den Lichtsendern und den Spuren und der Spur und den Lichtempfängern aufweisen und wobei die zweite Spur nur in der einen Endstellung und die dritte Spur nur in der anderen Endstellung des beweglichen Schaltkontakts eine für die Endstellung typische Beeinflussung des zwischen Lichtsender und Lichtempfänger übertragenen Lichts hervorrufen. Diese Meßeinrichtung arbeitet rotatorisch. Der Weg oder die Position des beweglichen Schalt kontakts wird indirekt über einen Drehwinkel der Scheibe gemessen. Rotatorische Meßeinrichtungen sind einfacher und wirtschaftlicher her stellbar als translatorisch arbeitende Meßsysteme.The incremental grid scale is in particular as the first track on egg ner rotatable with a rotary drive part for the movable Schaltkon clock-connected disc is arranged, the second and one contains third track for a second and third sensor, where in the second and third sensors each light transmitter and optoelectri cal light receivers and optical fibers between the light transmitters and have the tracks and the track and the light receivers and the second track only in one end position and the third track only in the other end position of the movable switching contact the end position typical influence of the between light transmitter and Cause light receiver transmitted light. This measuring device works rotationally. The path or position of the moving switch contact is measured indirectly via an angle of rotation of the disc. Rotary measuring devices are simpler and more economical adjustable as translational measuring systems.

Bei der Umsetzung einer Drehung in eine Längsbewegung kann ein gün stiges Übersetzungsverhältnis durch einen entsprechenden Aufbau der Scheibe eingestellt werden. When converting a rotation into a longitudinal movement, a gün constant gear ratio through a corresponding structure of the Disc can be adjusted.

Hierdurch wird der Abtastvorgang erleichtert. Die Führung und Halterung der Scheibe ist einfacher, wodurch eine bessere Konstanz der Abstände der Stirnseiten der Lichtwellenleiter von der Scheibe erreicht wird. Die Scheibe kann leicht ausgebildet sein.This makes the scanning process easier. The leadership and Holding the disc is easier, which ensures better constancy of the Distances of the end faces of the optical fibers from the pane reached becomes. The disc can be made light.

Beispielsweise werden die Amplituden der bei der Bewegung der Scheibe durch den inkrementalen Rastermaßstab vom Lichtempfänger des ersten Meßfühlers erzeugten Signale festgestellt und zur Erzeugung von Zäh limpulsen verwendet, die in der Auswerteeinheit mit einer vorab gespei cherten Pulsfolge verglichen. Die Feststellung der Amplituden stellt si cher, daß die Zählimpulse zum richtigen Zeitpunkt unabhängig von Identitätsschwankungen des Lichts erzeugt werden. Die gespeicherte Im pulsfolge ist bei ordnungsgemäßer Arbeitsweise des Schaltgeräts, z. B. im Neuzustand, festgestellt worden.For example, the amplitudes when moving the disc by the incremental grid scale from the light receiver of the first Sensor generated signals detected and to generate toughness limp pulses are used, which are pre-fed in the evaluation unit compared pulse sequence. The determination of the amplitudes represents si cher that the counts at the right time regardless of Identity fluctuations of light are generated. The saved Im Pulse sequence is with proper operation of the switching device, for. B. in new condition.

Die Feststellung der Amplituden geschieht insbesondere durch Vergleich aufeinanderfolgender Abtastwerte. Die Maxima sind erreicht, wenn nach ansteigenden Abtastwerten abfallende Abtastwerte oder umgekehrt er mittelt werden.The determination of the amplitudes is done in particular by comparison successive samples. The maxima are reached when after increasing samples decreasing samples or vice versa be averaged.

Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist das Schaltgerät ein Hoch- oder Mittelspannungsschalter mit SF₆-Gas als Isolier- und Löschmittel, wobei ein Gasdichte- oder Gasdrucksensor zur Überwachung des SF₆-Gases vorgesehen und mit der Auswertschaltung verbunden ist. Insbesondere besteht das Gasdichtemeßgerät aus einer druckempfindli chen Meßzelle, die an eine Welle an gekoppelt ist, auf der als Anzeigeele ment eine mit einer absoluten Winkelcodierung versehene Scheibe ange ordnet ist, wobei zur Anzeige Lichtstrahlen verwendet sind, welche von Codesegmenten absorbiert oder durchgelassen werden und wobei zur Zufuhr, Kollimation, Detektion und zum Signaltransport Lichtwellenleiter verwendet sind, welche in das elektrisch und magnetisch abgeschirmte Gehäuse hineingeführt sind, in dem sich die Auswertschaltung befindet.In another preferred embodiment, the switching device is on High or medium voltage switch with SF₆ gas as insulation and Extinguishing media, with a gas density or gas pressure sensor for monitoring the SF₆ gas is provided and connected to the evaluation circuit. In particular, the gas density meter consists of a pressure sensitive Chen measuring cell, which is coupled to a shaft on which as a display a disc with an absolute angle coding is arranged, wherein for the display light beams are used, which of Code segments are absorbed or let through and being used for Feeding, collimation, detection and for signal transport optical fibers are used, which in the electrically and magnetically shielded Are inserted housing in which the evaluation circuit is located.

Die Gasdichtemeßwerte werden insbesondere mit einem vorgegebenen oberen und unteren Grenzwert verglichen. Das Überschreiten des oberen oder Unterschreiten des unteren Grenzwerts löst einen Alarm und gege benenfalls die Ausschaltung des Schaltgeräts aus. The gas density measured values are in particular specified with a compared upper and lower limit. Exceeding the top or falling below the lower limit triggers an alarm and counter also switch off the switching device.

Der Gasdichtemeßwert kann mit dem Temperaturmeßwert verrechnet werden, wodurch genauer erkennbar ist, ob eine Störung an der Kapselung des Schaltgeräts vorhanden ist, oder ob der jeweilige Gasdichtemeßwert nur temperaturbedingt ist.The gas density reading can be offset against the temperature reading , which makes it easier to see whether there is a fault in the Encapsulation of the switching device is present, or whether the particular one Gas density measurement is only temperature-related.

Falls die Temperatur bestimmte Grenzen unterschreitet, tritt eine Ver flüssigung von SF₆ mit der Folge des Absinkens der Gasdichte ein, die vom Gasdichtesensor erkannt wird. Dieser Vorgang ist aber reversibel. Die Temperaturinformation läßt in diesem Fall erkennen, ob es sich um ein reversibles temperaturbedingtes Absinken der Gasdichte handelt, die keine Maßnahmen erfordert, oder aber um einen SF₆-Verlust nach außen, der ein Nachfüllen notwendig macht. Auf diese Weise können unnötige Aktivitäten vermieden werden.If the temperature falls below certain limits, Ver liquid of SF₆ with the consequence of lowering the gas density is recognized by the gas density sensor. However, this process is reversible. In this case, the temperature information shows whether it is a reversible temperature-related drop in the gas density no measures required or an SF um loss to the outside, which makes refilling necessary. This way, unnecessary Activities are avoided.

Ein Verfahren zum Betrieb eines Hochspannungsschalters mit einer Meß einrichtung der oben beschriebenen Art besteht erfindungsgemäß darin, daß die Temperatur bei der Bewegung des Rastermaßstabs gemessen wird, daß die Zeitpunkte des Auftretens der Amplituden der bei der Be wegung des Rastermaßstabs erzeugten Signale bestimmt werden und daß aus den Zeitpunkten und der Temperatur die Gesamtzeit der Bewegung des Rastermaßstabs bzw. des beweglichen Kontakts für eine Bezugstem peratur gebildet wird, wobei bei Über- und Unterschreiten von vorgeb baren Grenzwerten für die Gesamtzeit eine Meldung erzeugt wird. Mit diesem Verfahren lassen sich Störungen am Hochspannungsschalter zuverlässig erkennen. Die Grenzwerte können aufgrund der Be rücksichtigung der Temperatur enger festgelegt werden als sonst.A method for operating a high voltage switch with a measuring According to the invention, a device of the type described above consists in that the temperature is measured when moving the grid scale is that the times of occurrence of the amplitudes of the Be Movement of the grid scale generated signals are determined and that from the times and the temperature the total time of the movement the grid scale or the movable contact for a reference temperature is formed, whereby when exceeding and falling below prescribed limit values for the total time a message is generated. With This procedure can be used to troubleshoot the high-voltage switch detect reliably. The limit values can be changed due to the taking the temperature into account more closely than usual.

Ein weiteres zweckmäßiges Verfahren zum Betrieb eines Hochspannungs schalters mit einer Meßeinrichtung und einer Auswertschaltung der oben beschriebenen Art besteht erfindungsgemäß darin, daß die Gasdichte mit einem unteren Grenzwert verglichen wird, bei dessen Erreichen oder Unterschreiten die Temperatur gemessen wird und daß bei einem tempe raturbedingten Rückgang der Gasdichte keine Meldung und im anderen Fall eine Meldung erzeugt wird.Another convenient method of operating a high voltage switch with a measuring device and an evaluation circuit of the above described type according to the invention is that the gas density with is compared to a lower limit when it is reached or If the temperature falls below and that at a tempe temperature-related decline in gas density no message and in the other If a message is generated.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in einer Zeichnung dar gestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben, aus dem sich weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben. The invention is illustrated below with reference to a drawing described embodiment described in more detail, from which there are Details, features and advantages emerge.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 einen Hochspannungsleistungsschalter mit Druckgasschaltern und einer Einrichtung zur Messung und Auswertung der Temperatur im Schema; Fig. 1 is a high voltage circuit breaker with compressed gas switches and a means of measuring and evaluating the temperature in the schema;

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Einrichtung zur Übertragung von Daten zwischen einer Auswertschaltung und einer Datenquelle; Fig. 2 is a block diagram of a device for transmitting data between an evaluation circuit and a data source;

Fig. 3 ein Schaltbild einer Anordnung mit einem Meßwertaufnehmer für Temperaturen; Fig. 3 is a circuit diagram of an arrangement with a transducer for temperatures;

Fig. 4 ein Schaltbild einer Anordnung mit einem Zeitcodeleser; Fig. 4 is a circuit diagram of an arrangement with a time code reader;

Fig. 5 ein Druckgasschalter mit einem Federspeicherantrieb und mit Be wegungssensoren im Schema und Fig. 5 is a gas pressure switch with a spring-loaded actuator and with Be motion sensors in the diagram and

Fig. 6 ein Dichtemeßgerät mit optischer Meßwerterfassung und Übertra gung im Schema. Fig. 6 shows a density meter with optical measured value acquisition and transmission in the diagram.

Ein Hochspannungsleistungsschalter 1 enthält drei einpolige Druckgaslei stungsschalter 2, 3, 4, die auf einem Träger 5 aufgestellt sind. Der Trä ger 5 ruht auf Pfeilern 6, die im Boden verankert sind. Der Hochspan nungsleistungsschalter 1 enthält ein Gehäuse 7, in dem sich insbe sondere ein Antrieb für die Druckgasleistungsschalter befindet, bei dem es sich um einen Federspeicherantrieb handeln kann. In dem Gehäuse 7 ist eine elektronische Baugruppe 8 angeordnet. Die Baugruppe 8 ist ins besondere als Einschub mit einer vor elektromagnetischen Störungen schützenden Kapselung ausgebildet. Die Kapselung kann Materialien von großer magnetischer Permeabilität und Materialien von hoher elektri scher Leitfähigkeit enthalten.A high-voltage circuit breaker 1 contains three single-pole Druckgaslei stungsschalter 2 , 3 , 4 , which are set up on a carrier 5 . The Trä ger 5 rests on pillars 6 , which are anchored in the ground. The high-voltage circuit breaker 1 contains a housing 7 , in which there is in particular a drive for the compressed gas circuit breaker, which can be a spring-loaded drive. An electronic assembly 8 is arranged in the housing 7 . The assembly 8 is designed in particular as an insert with an encapsulation that protects against electromagnetic interference. The encapsulation can contain materials of high magnetic permeability and materials of high electrical conductivity.

An der Außenseite des Druckgasleistungsschalters 2 ist ein Meßwertauf nehmer 9 für Temperaturen in einem gegen elektromagnetische Wellen abgeschirmten Gehäuse 10 angeordnet. Mit dem elektrischen Meßwertauf nehmer 9, bei dem es sich insbesondere um einen Silizium-Planar-Tempe ratur-Sensor der Type KTY 81-1 der Fa. Valvo handelt, wird die Umge bungstemperatur des Hochspannungsleistungsschalters 1 gemessen.On the outside of the pressure gas circuit breaker 2 , a transducer 9 is arranged for temperatures in a housing 10 shielded from electromagnetic waves. With the electrical transducer 9 , which is in particular a silicon planar temperature sensor of the type KTY 81-1 from Valvo, the ambient temperature of the high-voltage circuit breaker 1 is measured.

Neben dem Meßwertaufnehmer 9 befindet sich im Gehäuse 10 noch eine Schaltung, die die vom Meßwertaufnehmer 9 erzeugten Signale in digitale Daten umsetzt, die auf einen Kanal übertragen werden. Dieser Kanal ist wenigstens ein flexibler Lichtleiter 11, der zur Baugruppe 8 verlegt ist. In addition to the transducer 9 there is also a circuit in the housing 10 which converts the signals generated by the transducer 9 into digital data which are transmitted on a channel. This channel is at least one flexible light guide 11 , which is laid to the assembly 8 .

In der Baugruppe 8 ist der Lichtleiter 11 mit einer Auswerteinheit 12 verbunden, die unten noch näher beschrieben ist. Wenigstens ein weite rer flexibler Lichtleiter 13 verbindet die Auswerteinheit 12 in der Bau gruppe 8 mit einer Schaltung 14, die sich in einem gegen elektromagne tische Störungen abgeschirmten Gehäuse 15 befindet, das im Abstand von den Unterbrechereinheiten bzw. den Schaltkammern der Leistungs schalter z. B. auf dem Träger 5 angeordnet ist.In the assembly 8 , the light guide 11 is connected to an evaluation unit 12 , which is described in more detail below. At least one wide flexible optical fiber 13 connects the evaluation unit 12 in the construction group 8 with a circuit 14 , which is located in a shielded against electromagnetic interference housing 15 , the switch at a distance from the interrupter units or the switching chambers of the power switch z. B. is arranged on the carrier 5 .

Der Meßwertaufnehmer 9 ist vorzugsweise ein Temperatursensor in Form einer integrierten Schaltung, die einen nicht näher dargestellten Wider stand aufweist, dessen Enden auf externe Anschlüsse 16, 17 (Fig. 3) gelegt sind, an denen eine der Temperatur proportionale Spannung abgegriffen wird. Die Anschlüsse 16, 17 sind mit Eingängen eines Analog- Digital-Wandlers 18 verbunden, dessen Ausgänge an einen Speicher 19 angeschlossen sind, der die gemessenen Temperaturwerte in digitaler Form abspeichert und auf eine Abfrage hin seriell ausgibt. Die aus dem Temperatursensor 9, dem A/D-Wandler 18 und dem Speicher 19 bestehende Einheit stellt eine Datenquelle 20 dar, die mit weiteren, in Fig. 2 dargestellten Elementen im Gehäuse 10 angeordnet ist, das dezentral am Hochspannungsleistungsschalter 1 angebracht ist.The transducer 9 is preferably a temperature sensor in the form of an integrated circuit which has a non-illustrated opponent, the ends of which are connected to external connections 16 , 17 ( FIG. 3), at which a voltage proportional to the temperature is tapped. The connections 16 , 17 are connected to inputs of an analog-digital converter 18 , the outputs of which are connected to a memory 19 , which stores the measured temperature values in digital form and outputs them serially upon request. The unit consisting of the temperature sensor 9 , the A / D converter 18 and the memory 19 represents a data source 20 which is arranged with further elements shown in FIG. 2 in the housing 10, which is attached decentrally to the high-voltage circuit breaker 1 .

Die Datenquelle 20, die die gespeicherten Meßwerte auf Abfrage hin in Form von Rechtecksignalen ausgibt, ist ausgangsseitig mit dem Eingang eines Nadelimpulsgenerators 21 verbunden, an dessen Ausgang als elektro-optischer Wandler eine lichtemittierende Diode 22 angeschlossen ist, die Licht dem Lichtleiter 12 zuführt, dessen Ende in der abgeschirmten Baugruppe 8 angeordnet ist. Das abgeschirmte Gehäuse der Baugruppe 8 ist in Fig. 2 schematisch dargestellt und mit 23 bezeichnet. Das vom Lichtleiter 12 ausgestrahlte Licht wird einem opto elektrischen Wandler, einer Photodiode 24, zugeführt, an die ein Impulsformer 25 angeschlossen ist, der die Nadelimpulse in Rechteckimpulse umformt. Der Impulsformer 25 ist mit einer Auswertschaltung 26 verbunden, bei der es sich vorzugsweise um eine Anordnung mit wenigstens einem Mikroprozessor oder Mikrocontroller handelt.The data source 20 , which outputs the stored measured values on request in the form of rectangular signals, is connected on the output side to the input of a needle pulse generator 21 , to the output of which a light-emitting diode 22 is connected as an electro-optical converter, which feeds light to the light guide 12 , the End is arranged in the shielded assembly 8 . The shielded housing of the assembly 8 is shown schematically in FIG. 2 and designated 23 . The light emitted by the light guide 12 is fed to an opto-electrical converter, a photodiode 24 , to which a pulse shaper 25 is connected, which converts the needle pulses into rectangular pulses. The pulse shaper 25 is connected to an evaluation circuit 26 , which is preferably an arrangement with at least one microprocessor or microcontroller.

Die Auswertschaltung 26 hat eine Rechnerarchitektur mit einem Bus, über den der Impulsformer 25 gesteuert wird. The evaluation circuit 26 has a computer architecture with a bus, via which the pulse shaper 25 is controlled.

Mit der Auswertschaltung 26 ist weiterhin ein Impulsverstärker 27 verbunden, an den eine lichtemittierende Diode 28 angeschlossen ist. Die Diode 28 speist Licht in einen zweiten Lichtleiter 29 ein, der zu der Schaltung 2 verlegt ist. Am ausgangsseitigen Ende des Lichtwellenleiters 29 ist eine Photodiode 30 angeordnet, an die der Eingang eines Empfangs-Flipflops 31 angeschlossen ist. Das Empfangs-Flipflop 31 wird auf Anforderung durch die Auswertschaltung 20 gesetzt und steuert dann einen kontaktlosen Schalter leitend, der eine Betriebsspannungsversorgung für die weiteren Schaltkreise im Gehäuse 10 freigibt. Die Datenübertragung geschieht asynchron. Mit der Freigabe der Betriebsspannungsversorgung für die Datenquelle 20 und den Nadelimpulsgenerator 21 wird der Speicher 19 ausgelesen. Das Auslesen geschieht unter Kontrolle eines ebenfalls von der Betriebsspannungsversorgung in Betrieb gesetzten Taktgebers und Zäh lers 32, der nach Erreichen eines voreingestellten, auf die Dauer der Übertragung des Speicherinhalts abgestellten Zeit das Flipflop 31 zu rücksetzt, wodurch die Datenübertragung auf dem Lichtleiter 12 beendet wird. Angestoßen wird die Datenübertragung durch ein Rechtecksignal, das über den Lichtleiter 29 übertragen wird.A pulse amplifier 27 , to which a light-emitting diode 28 is connected, is also connected to the evaluation circuit 26 . The diode 28 feeds light into a second light guide 29 , which is routed to the circuit 2 . At the output end of the optical waveguide 29 , a photodiode 30 is arranged, to which the input of a receive flip-flop 31 is connected. The receive flip-flop 31 is set on request by the evaluation circuit 20 and then controls a contactless switch, which releases an operating voltage supply for the further circuits in the housing 10 . The data transfer is asynchronous. When the operating voltage supply is released for the data source 20 and the needle pulse generator 21 , the memory 19 is read out. The reading is done under the control of a clock generator and counter 32 which is also set in operation by the operating voltage supply and which, after reaching a preset time stored for the transfer of the memory content, resets the flip-flop 31 , as a result of which the data transmission on the optical fiber 12 is ended. The data transmission is triggered by a square-wave signal which is transmitted via the light guide 29 .

Die Betriebsspannung für die oben beschriebenen elektrischen Elemente im Gehäuse 10 kann von Solarzellen erzeugt werden, an die ein Energie speicher mit geringen Verlustströmen angeschlossen ist. Bei der in Fig. 2 dargestellten Anordnung wird die Energie für den Betrieb der elektri schen Schaltungen im Gehäuse 10 mittels eines flexiblen Lichtleiters 33 und eines weiteren flexiblen Lichtwellenleiters 34 übertragen. Die Licht leiter 33, 34 sind zwischen der Baugruppe 8 und dem Gehäuse 10 ver legt, wobei die Lichtleiterenden innerhalb des abgeschirmten Bereichs der Baugruppe 8 und innerhalb des abgeschirmten Gehäuses 10 liegen. Für die Auswertschaltung 26 und weitere elektrische Bauelemente ist im Gehäuse eine nicht dargestellte Betriebsspannungsquelle vorgesehen. An diese nicht näher dargestellte Betriebsspannungsquelle ist ein Wech sellichtgenerator 35 angeschlossen, der zwei lichtemittierende Dioden 36, 37 speist, die mit periodischen Rechteckimpulsen beaufschlagt werden. Die beiden Rechteckimpulsfolgen sind gegeneinander phasenverschoben. Das Impulsdauer/Impulsphasenverhältnis ist 1 oder ungefähr 1. Die Pha senverschiebung zwischen beiden Rechteckimpulsfolgen beträgt eine halbe Periode. The operating voltage for the electrical elements described above in the housing 10 can be generated by solar cells to which an energy store with low leakage currents is connected. In the arrangement shown in FIG. 2, the energy for the operation of the electrical circuits in the housing 10 is transmitted by means of a flexible light guide 33 and a further flexible optical waveguide 34 . The light guides 33 , 34 are ver between the assembly 8 and the housing 10 , the light guide ends are within the shielded area of the assembly 8 and within the shielded housing 10 . An operating voltage source, not shown, is provided in the housing for the evaluation circuit 26 and further electrical components. At this operating voltage source, not shown, an alternating light generator 35 is connected, which feeds two light-emitting diodes 36 , 37 , which are subjected to periodic rectangular pulses. The two rectangular pulse sequences are out of phase with one another. The pulse duration / pulse phase ratio is 1 or approximately 1. The phase shift between the two rectangular pulse trains is half a period.

Die lichtemittierenden Dioden 36, 37 speisen jeweils Wechsellichtströme in die Lichtleiter 33, 34 ein, die im Gehäuse 10 enden. Die ausgangsseitigen Enden der Lichtleiter 33, 34 sind jeweils auf eine Photodiode 38, 39 oder ein anderes photoelektrisches Bauelement gerichtet. Beide Photodioden 38, 39 sind mit ihren Kathoden und Anoden in Reihe geschaltet. Von den gemeinsamen Verbindungsstellen der Anoden und Kathoden der Photodi oden 38, 39 führen jeweils nicht näher bezeichnete Leitungen zu einer Spannungsvervielfacherschaltung 40. Die Spannungsvervielfacherschal tung 40 ist eine Kaskadenschaltung von Spannungsverdopplerschaltun gen, von denen in Fg. 2 nur zwei dargestellt sind. Zu den Ausgängen der Spannungsvervielfacherschaltung 40 ist ein Kondensator 41 vom Typ Goldcap parallel geschaltet, an dessen Elektroden die Betriebsspannung für die Schaltkreise im Gehäuse 10 abgegriffen wird. Die Schaltkreise sind vorzugsweise in CMOS-Technik ausgeführt. In der Spannungsver vielfacherschaltung 40 sind daher so viele Stufen in Reihe geschaltet, daß eine Ausgangsspannung von etwa 5 Volt entsteht.The light-emitting diodes 36 , 37 each feed alternating light currents into the light guides 33 , 34 , which end in the housing 10 . The output ends of the light guides 33 , 34 are each directed to a photodiode 38 , 39 or another photoelectric component. Both photodiodes 38 , 39 are connected in series with their cathodes and anodes. Lines from the common connection points of the anodes and cathodes of the photodiodes 38 , 39 each lead to a voltage multiplier circuit 40 . The Spannungsvervielfacherschal processing 40 is a cascade of Spannungsverdopplerschaltun gen, of which are illustrated in Fg. 2 only two. A capacitor 41 of the Goldcap type is connected in parallel to the outputs of the voltage multiplier circuit 40 , and the operating voltage for the circuits in the housing 10 is tapped from its electrodes. The circuits are preferably implemented using CMOS technology. In the voltage multiplier circuit 40 , so many stages are therefore connected in series that an output voltage of approximately 5 volts is produced.

Mit der Auswertschaltung 26 ist ein weiterer Impulsformer 42 verbun den, dessen Eingänge an eine Photodiode 43 angeschlossen sind. Die Photodiode 43 ist mit dem vom Ende des flexiblen Lichtleiters 13 ausge henden Lichts beaufschlagbar, der in das abgeschirmte Gehäuse 15 ein geführt ist. Im Gehäuse 15 befindet sich neben weiteren, unten noch eingehender beschriebenen Schaltkreisen die in Fig. 4 dargestellte An ordnung.With the evaluation circuit 26 a further pulse shaper 42 is the whose inputs are connected to a photodiode 43 . The photodiode 43 can be acted upon by the light from the end of the flexible light guide 13, which is guided into the shielded housing 15 . In the housing 15 is next to other circuits described in more detail below, the order shown in Fig. 4.

Das in Fig. 4 mit parallelen Strichpunkten markierte Gehäuse 15 ist bis auf eine Ausnehmung 43 abgeschirmt. Die Abschirmung besteht aus Me tall, z. B. mit hoher Permeabilität und guter Leitfähigkeit. An der längli chen Ausnehmung 43 ist eine Ferritantenne 44 angeordnet, die insbeson dere für den Empfang von elektromagnetischen Wellen im Frequenzbe reich von 60 bis 80 KHz ausgebildet ist.The housing 15 marked with parallel semicolons in FIG. 4 is shielded except for a recess 43 . The shield consists of tall, z. B. with high permeability and good conductivity. At the längli chen recess 43 a ferrite antenna 44 is arranged, which is designed in particular for the reception of electromagnetic waves in the frequency range from 60 to 80 KHz.

Mit diesen Frequenzen werden über Funk Zeitcodeinformationen in Form von seriellen Telegrammen übertragen.With these frequencies, time code information is in the form of radio transmitted by serial telegrams.

Die Wicklung 45 der Ferritantenne ist parallel mit einem Kondensator 19 an zwei Eingänge einer integrierten Schaltung 47 angeschlossen, bei der es sich um einen Zeitcodeleser handelt. The winding 45 of the ferrite antenna is connected in parallel with a capacitor 19 to two inputs of an integrated circuit 47 , which is a time code reader.

Dieser hat einen Aufbau wie er im Firmenprospekt U 4221 B-A der Telefunken electronic GmbH beschrieben ist. Die Wicklung der Ferritantenne speist in der integrierten Schaltung einen Verstärker, der mit einem externen Quartz-Schwingkreis 48 zusammenwirkt, damit eine hohe Selektivität erreicht wird.This has a structure as described in the company brochure U 4221 BA from Telefunken electronic GmbH. The winding of the ferrite antenna feeds an amplifier in the integrated circuit, which cooperates with an external quartz resonant circuit 48 so that a high selectivity is achieved.

An den Schwingkreis ist ein weiterer Verstärker angeschlossen, der einen Demodulator speist, der über einen Ausgangstreiber an einen Na delimulsgenerator 49 angeschlossen ist (Fig. 2). In Fig. 2 ist von der in Fig. 4 dargestellten Schaltung nur die Schaltung 47 dargestellt, die eine Datenquelle bildet, die den Nadelimpulsgenerator 49 speist, an den eine Photodiode 50 angeschlossen ist, die Licht in den Lichtleiter 13 ein speist. Ebenso wie im Gehäuse 10 befindet sich im Gehäuse 15 ein Emp fangsflipflop. Dieses Empfangsflipflop ist mit 51 bezeichnet und ein gangsseitig an eine Photodiode 52 angeschlossen, die mit Licht aus einem flexiblen Lichtleiter 53 beaufschlagbar ist, der zwischen der Baugruppe 8 und dem Gehäuse 15 verlegt ist.A further amplifier is connected to the resonant circuit, which feeds a demodulator which is connected to a Na delimuls generator 49 via an output driver ( FIG. 2). In Fig. 2 of the circuit shown in Fig. 4, only the circuit 47 is shown, which forms a data source that feeds the needle pulse generator 49 , to which a photodiode 50 is connected, which feeds light into the light guide 13 . Just like in the housing 10, there is an Emp flip-flop in the housing 15 . This receive flip-flop is denoted by 51 and is connected on the aisle side to a photodiode 52 which can be acted upon by light from a flexible light guide 53 which is laid between the assembly 8 and the housing 15 .

Das in der Baugruppe 8 im Gehäuse 23 angeordnete Ende des Lichtlei ters 53 wird vom Licht einer lichtemittierenden Diode 54 beaufschlagt, die von einem Impulsformer 55 gespeist wird, der von der Auswertschaltung 26 gesteuert wird.The arranged in the assembly 8 in the housing 23 end of the Lichtlei age 53 is acted upon by the light of a light-emitting diode 54 , which is fed by a pulse shaper 55, which is controlled by the evaluation circuit 26 .

Die Auswertschaltung 26 fordert Daten aus der Schaltung 47 durch Auslösung eines Rechtecksignals mit dem Impulsformer 55 an, dessen Rechtecksignal über die Photodiode 54 einen Lichtimpuls im Lichtleiter 53 hervorruft, der von der Photodiode 52 in ein elektrisches Signal um gewandelt wird, von dem das Flipflop 51 gesetzt wird. Das gesetzte Flipflop 51 steuert einen kontaktlosen Schalter leitend, der eine Be triebsspannungsversorgung für die im Gehäuse 15 angeordneten elektro nischen Schaltungen freigibt. Mit der Freigabe wird die Schaltung 47 und der Antennenkreis mit der Wicklung 45 und dem Kondensator 46 mit Betriebsspannung versorgt.The evaluation circuit 26 requests data from the circuit 47 by triggering a square-wave signal with the pulse shaper 55 , the square-wave signal via the photodiode 54 causing a light pulse in the light guide 53 , which is converted by the photodiode 52 into an electrical signal from which the flip-flop 51 is set. The set flip-flop 51 controls a contactless switch which releases a power supply Be for the arranged in the housing 15 electro African circuits. With the release, the circuit 47 and the antenna circuit with the winding 45 and the capacitor 46 are supplied with operating voltage.

Wenn die Schaltung 47 und die Antenne 17 mit Betriebsspannung ver sorgt wird, wird die vom Funksender DCF 77,5 KHz empfangene Realzeit empfangen, demoduliert und an den Nadelimpulsgenerator 49 ausgegeben, der dem codierten Zeittelegramm entsprechende Impulse über die lichtemittierende Diode 50 in den Lichtleiter 13 einspeist. If the circuit 47 and the antenna 17 are supplied with operating voltage, the real time received by the radio transmitter DCF 77.5 KHz is received, demodulated and output to the needle pulse generator 49 , which pulses corresponding to the coded time telegram via the light-emitting diode 50 into the light guide 13 feeds.

Vom Flipflop 51 wird zugleich ein Zähler 56 angestoßen, der Taktimpulse zählt und nach Ablauf eines voreingestellten Werts das Flipflop 51 zurücksetzt. Der Wert ist auf die Dauer der Übertragung wenigstens eines Zeittelegramms eingestellt.A counter 56 is also triggered by the flip-flop 51 , which counts clock pulses and resets the flip-flop 51 after a preset value has elapsed. The value is set to the duration of the transmission of at least one time telegram.

Die Betriebsspannung für die logischen Schaltkreise im Gehäuse 15 wird in gleicher Weise wie für die Schaltungen im Gehäuse 10 erzeugt, d. h. es ist ein von der Betriebsspannungsquelle der Auswertschaltung 26 ge speister weiterer Wechsellichtgenerator 57 vorhanden, der zwei lichtemit tierende Dioden 57, 58 im Rechteckimpulsfolgen speist, die gegeneinander um eine halbe Periode phasenverschoben sind. Die Dioden 57, 58 spei sen Lichtimpulsfolgen je in einen flexiblen Lichtleiter 59, 60 ein. Die Lichtleiter 59, 60 sind zum Gehäuse 15 verlegt und senden das einge speiste Licht zu Photodioden 61, 62 aus, an die eine Spannungsverviel fachungsschaltung 63 angeschlossen ist, zu der ausgangsseitig ein Kon densator 64 vom Typ Goldcap parallel geschaltet ist, an dem die Be triebsspannung für die elektronischen Schaltkreise im Gehäuse 15 ver fügbar ist.The operating voltage for the logic circuits in the housing 15 is produced in the same manner as for the circuits in the housing 10, that is, it is one of the operating voltage source of the evaluation circuit 26 ge speister further modulated light generator 57 exists, the two lichtemit animal diodes 57, 58 fed in the rectangular pulse sequences that are out of phase with each other by half a period. The diodes 57 , 58 feed light pulse sequences each into a flexible light guide 59 , 60 . The light guides 59 , 60 are laid to the housing 15 and send the light fed to photodiodes 61 , 62 , to which a voltage multiplication circuit 63 is connected, to which a capacitor 64 of the Goldcap type is connected in parallel, on which the loading drive voltage for the electronic circuits in the housing 15 is available ver.

Über die Schaltung 47 wird der Auswertschaltung 27 auf Abruf die Re alzeit zur Verfügung gestellt. Die Auswertschaltung enthält vorzugsweise einen Taktgeber mit konstanter Taktfrequenz und eine Software-Uhr, die von Zeit zu Zeit mit der abgefragten Realzeit synchronisiert wird. Die Auswertschaltung 26 bildet eine dezentrale Einrichtung zur Messung, Überwachung und/oder Steuerung des Hochspannungsleistungsschalters 1.Via the circuit 47 , the evaluation circuit 27 provides the real time on demand. The evaluation circuit preferably contains a clock generator with a constant clock frequency and a software clock which is synchronized from time to time with the queried real time. The evaluation circuit 26 forms a decentralized device for measuring, monitoring and / or controlling the high-voltage circuit breaker 1 .

In der Baugruppe 8 ist weiterhin ein Lichtsignalgeber 65 mit einer lichtemittierenden Diode 66 vorhanden, die Licht in einen flexiblen Lichtleiter 67 einspeist, der zu einem Gasdichtesensor 67 verlegt ist. Der Gasdichtesensor 68 hat z. B. den in der DE 43 02 076 A1 beschriebenen Aufbau und ist im Hochspannungsleistungsschalter 1 an einer Stelle angeordnet, an dem die Gasdichte des SF₆-Druckgases erfaßt wird. Auf einer drehbaren Welle des Gasdichtesensors 68 ist eine codierte Scheibe 69 befestigt, die Markierungen enthält, die vom Lichtwellenleiter 67 be leuchtet werden. Von den Markierungen wird das Licht moduliert und gelangt in flexible Lichtleiter 70, 71, die zu der Baugruppe 8 verlegt sind und im Gehäuse 23 mit ihren Enden angeordnet sind. In the assembly 8 there is also a light signal transmitter 65 with a light-emitting diode 66 , which feeds light into a flexible light guide 67 , which is laid to a gas density sensor 67 . The gas density sensor 68 has, for. B. the structure described in DE 43 02 076 A1 and is arranged in the high-voltage circuit breaker 1 at a point at which the gas density of the SF₆ compressed gas is detected. On a rotatable shaft of the gas density sensor 68 , a coded disk 69 is attached, which contains markings that are illuminated by the optical fiber 67 be. The light is modulated by the markings and reaches flexible light guides 70 , 71 , which are laid to the assembly 8 and are arranged in the housing 23 with their ends.

Das von oben flexiblen Lichtleitern 70, 71 ausgesandte Licht beaufschlagt Photodioden 72, 73, denen Impulsformer 74, 75 nachgeschaltet sind, die an die Auswertschaltung 26 angeschlossen sind.The light, which is flexible from above, light conductors 70 , 71 acts on photodiodes 72 , 73 , which are followed by pulse shapers 74 , 75 , which are connected to the evaluation circuit 26 .

Der Hochspannungsleistungsschalter 1 enthält drei Schaltkammern 76, in denen sich jeweils ein fester Kontakt 77 und ein beweglicher Kontakt 78 befindet, der über ein Isolierrohr 79 von einer Stange 80 angetrieben wird.The high-voltage circuit breaker 1 contains three switching chambers 76 , in each of which there is a fixed contact 77 and a movable contact 78 which is driven by a rod 80 via an insulating tube 79 .

Die Schaltkammer 76 steht unter einem Gasdruck von einigen bar. Die für die Lichtbogenlöschung notwendige SF₆-Strömung wird während des Ausschaltvorgangs in einer Kolbenzylinderanordnung oder durch den Lichtbogen erzeugt. Die für den Ausschaltvorgang notwendige Antriebs energie wird von der im Polunterteil 81 angeordneten Ausschaltfeder 82 aufgebracht. Die Ausschaltfeder 82 wird während des Einschaltvorgangs durch einen Motorfederantrieb gespannt, der nachstehend näher be schrieben ist.The switching chamber 76 is under a gas pressure of a few bar. The SF₆ flow required for arc quenching is generated during the switch-off process in a piston-cylinder arrangement or by the arc. The drive energy necessary for the switch-off process is applied by the switch-off spring 82 arranged in the lower pole part 81 . The switch-off spring 82 is tensioned during the switch-on process by a motor spring drive, which is described in more detail below.

Ein Motor 83 treibt über ein Getriebe 84 ein Kettenrad 85 an, das sich um 180° dreht. Am Kettenrad 85 sind über nicht näher bezeichnete Stangen die Enden einer Kette 86 befestigt, die über ein Umlenkrad 87 verläuft und mit dem Ende einer Schraubenfeder 88 verbunden ist. Eine "Ein"-Klinke 89 verriegelt das Kettenrad 89 und damit die Schraubenfe der 88 über die Einschaltkette 86 im gespannten Zustand.A motor 83 drives a sprocket 85 via a gear 84 which rotates through 180 °. The ends of a chain 86 , which runs over a deflection wheel 87 and is connected to the end of a helical spring 88 , are fastened to the chain wheel 85 by means of rods (not designated in more detail). An "on" pawl 89 locks the sprocket 89 and thus the Schraubenfe of 88 via the switch chain 86 in the tensioned state.

Zum Entriegeln ist eine Auslösespule 90 vorgesehen, die auf die "Ein"-Klinke 89 einwirkt, wenn an sie eine entsprechende Spannung angelegt wird. Mit dem Kettenrad 89 ist über die nicht näher bezeichneten Stan gen eine Kurvenscheibe 91 verbunden, die auf der gleichen Welle sitzt wie das Kettenrad 85. Die Kurvenscheibe 91 wirkt über Nocken 92 mit Rollen 93 auf eine Antriebswelle 94, die über ein Verbindungsgestänge 95 an einen Hebel 96 des Leistungsschalters 1 angeschlossen ist. Über den Hebel 96 wird die Stange 80 angetrieben. In Vorsprüngen 97, die an der Antriebswelle 94 befestigt sind, greift eine "Aus"-Klinke 98 ein, die von einer Auslösespule 24 steuerbar ist.A release coil 90 is provided for unlocking, which acts on the "on" pawl 89 when a corresponding voltage is applied to it. With the sprocket 89 is a cam 91 connected via the Stan not specified conditions, which sits on the same shaft as the sprocket 85th The cam plate 91 acts via cams 92 with rollers 93 on a drive shaft 94 which is connected to a lever 96 of the circuit breaker 1 via a connecting link 95 . The rod 80 is driven via the lever 96 . An “off” pawl 98 , which can be controlled by a trigger coil 24 , engages in projections 97 which are fastened to the drive shaft 94 .

Vor dem Einschalten ist die Schraubenfeder 88 gespannt und die Aus schaltfeder 82 ist entspannt. Before switching on, the coil spring 88 is tensioned and the switching spring 82 is relaxed.

Durch Betätigen der Auslösespule 90 wird die "Ein"-Klinke 89 entriegelt. Die Einschaltfeder 88 löst eine schnelle Drehung der Kurvenscheibe 91 aus, die die Energie über die Antriebswelle 94 auf das Verbindungsgestänge 95 und die Stange 80 überträgt. Hierdurch schaltet der Leistungsschalter 1 ein, wobei die Ausschaltfeder 82 gespannt und über die Klinke 98 verriegelt wird. Der Motor 83 spannt dann automatisch die Einschaltfeder 88 nach. Vor dem Ausschalten sind die Einschaltfeder 88 und die Ausschaltfeder 82 gespannt. Durch Betätigung der Auslösesignale wird die "Aus"-Klinke 89 entriegelt. Die Energie der Ausschaltfeder 82 schaltet den Leistungsschalter 1 aus und bringt über das Verbindungsgestänge 95 die Antriebswelle 94 in die Ausgangsstellung zurück. Die Rolle 93 legt sich wieder in die für den Einschaltvorgang erforderliche Ausgangslage. Ein hydraulischer Dämpfer nimmt die überschüssige Ausschaltenergie auf. Mit der Antriebswelle 94 ist eine Meßeinrichtung 99 verbunden. Die Fig. 5 zeigt die Meßein richtung 99 auf der Antriebswelle 94 zwischen den Antriebselementen für den hydraulischen Dämpfer und dem Nocken mit der Rolle 93.By actuating the trigger coil 90 , the "on" jack 89 is unlocked. The switch-on spring 88 triggers a rapid rotation of the cam plate 91 , which transmits the energy via the drive shaft 94 to the connecting rod 95 and the rod 80 . As a result, the circuit breaker 1 switches on, the opening spring 82 being tensioned and locked via the pawl 98 . The motor 83 then automatically tensions the closing spring 88 . Before switching off, the closing spring 88 and the opening spring 82 are tensioned. By actuating the trigger signals, the "off" jack 89 is unlocked. The energy of the opening spring 82 switches the circuit breaker 1 off and brings the drive shaft 94 back into the starting position via the connecting rod 95 . The roller 93 lies again in the starting position required for the switch-on process. A hydraulic damper absorbs the excess switch-off energy. A measuring device 99 is connected to the drive shaft 94 . FIG. 5 shows the MESSEIN direction 99 on the drive shaft 94 between the drive members for the hydraulic damper and the cam with the roller 93.

Diese Anordnung wurde lediglich aus Gründen der übersichtlichen Dar stellung gewählt. Die Meßeinrichtung 99 befindet sich insbesondere an je einem Ende der Antriebswelle 94. Eine zweite Meßeinrichtung 100 ist mit dem einen Ende der Welle der Umlenkrolle 87 verbunden. Beide Meßein richtungen 99, 100 sind als Lichtwellenleiter-Reflexsensoren ausgebildet, deren Aufbau im folgenden näher beschrieben wird.This arrangement was chosen only for the sake of clear presentation. The measuring device 99 is located in particular at one end of the drive shaft 94 . A second measuring device 100 is connected to one end of the shaft of the deflection roller 87 . Both Meßein devices 99 , 100 are designed as optical fiber reflex sensors, the structure of which is described in more detail below.

Die Meßeinrichtung 99 enthält ein drehbar mit der Antriebswelle 94 ver bundene Scheibe 101, die auf einer Welle 102 sitzt, die am Ende der Antriebswelle 94 befestigt ist.The measuring device 99 contains a rotatably connected to the drive shaft 94 connected disk 101 , which sits on a shaft 102 which is attached to the end of the drive shaft 94 .

Die Meßeinrichtung 99 ist mit drei Meßfühlern versehen. Der erste Meßfühler besteht aus einer auf der Scheibe 101 aufgebrachten inkrementalen Skale, einem Lichtsender 103, einem zwischen Lichtsender 103 und der Scheibe 101 verlaufenden Lichtwellenleiter 104, der in kurzem Abstand vor der Scheibe 101 endet, einem optoelektrischen Lichtempfänger 105 und einem zwischen dem Lichtempfänger 105 und der Scheibe 101 angeordneten Lichtwellenleiter 106, der nahe an der Scheibe 101 parallel zum Lichtwellenleiter 104 verläuft und den gleichen Abstand von der Scheibe 101 hat wie dieser. The measuring device 99 is provided with three sensors. The first sensor consists of an incremental scale applied to the disk 101 , a light transmitter 103 , an optical waveguide 104 running between the light transmitter 103 and the disk 101, which ends at a short distance in front of the disk 101 , an optoelectric light receiver 105 and one between the light receiver 105 and the disk 101 arranged optical waveguide 106 , which runs close to the disk 101 parallel to the optical waveguide 104 and has the same distance from the disk 101 as this.

Der zweite Meßfühler hat den gleichen Aufbau wie der erste Meßfühler und enthält einen Lichtsender, der mit dem Lichtsender 103 des ersten Meßfühlers identisch ist. Zwischen dem Lichtsender 103 und der Scheibe 101 verläuft ein Lichtwellenleiter, der in kurzem Abstand vor der Scheibe 101 endet. Weiterhin weist der zweite Meßfühler einen optoelek trischen Lichtempfänger 102 und einen zwischen dem Lichtempfänger 107 und der Scheibe 101 verlaufenden Lichtwellenleiter 108 auf, der nahe an der Scheibe 101 parallel zum Lichtwellenleiter 104 verläuft und den glei chen Abstand von der Scheibe 101 hat wie dieser.The second sensor has the same structure as the first sensor and contains a light transmitter which is identical to the light transmitter 103 of the first sensor. An optical waveguide runs between the light transmitter 103 and the pane 101 and ends at a short distance in front of the pane 101 . Furthermore, the second sensor has an optoelectrical light receiver 102 and an optical fiber 108 running between the light receiver 107 and the disk 101, which runs close to the disk 101 parallel to the optical waveguide 104 and has the same distance from the disk 101 as this one.

Den Enden der Lichtwellenleiter 106, 108 stehen auf der Scheibe 101 ei ner Spur mit lichtreflektierenden und nicht lichtreflektierenden Ab schnitten gegenüber. Der inkrementale Rastermaßstab des ersten Meß fühlers besteht ebenfalls aus lichtreflektierenden und nicht lichtreflek tierenden Abschnitten und befindet sich gegenüber der Spur des zwei ten Meßfühlers radial außen auf der Scheibe 101. Der dritte Meßfühler hat den gleichen Aufbau wie die oben beschriebenen Meßfühler und enthält auch den gleichen Lichtsender 103 wie diese beiden Meßfühler.The ends of the optical fibers 106 , 108 are on the disk 101 egg ner track with light-reflecting and non-light-reflecting sections from. The incremental grid scale of the first measuring sensor also consists of light-reflecting and non-light-reflecting sections and is located radially on the outside of the disk 101 opposite the track of the second sensor. The third sensor has the same structure as the sensors described above and also contains the same light transmitter 103 as these two sensors.

Zwischen dem Lichtsender 103 und der Scheibe 101 verläuft ein weiterer Lichtwellenleiter 109, der in kurzem Abstand von der Scheibe 101 endet. Der dritte Meßfühler enthält weiterhin einen optoelektrischen Lichtemp fänger 110 und einen zwischen dem Lichtempfänger 110 und der Scheibe 101 verlaufenden Lichtwellenleiter 111, der nahe an der Scheibe 101 parallel zum Lichtwellenleiter 104 verläuft und dessen Ende den gleichen Abstand von der Scheibe 101 hat wie der Lichtwellenleiter 104. Die En den der Lichtwellenleiter 109, 111 stehen auf der Scheibe einer dritten Spur gegenüber, die gegenüber der Spur des zweiten Meßfühlers radial innen auf der Scheibe 101 angeordnet ist.A further optical waveguide 109 runs between the light transmitter 103 and the pane 101 and ends at a short distance from the pane 101 . The third sensor further contains an opto-electric light sensor 110 and an optical fiber 111 running between the light receiver 110 and the disk 101, which runs close to the disk 101 parallel to the optical fiber 104 and the end of which is at the same distance from the disk 101 as the optical fiber 104 . The ends of the optical fibers 109 , 111 face a third track on the disk, which is arranged radially on the inside of the disk 101 opposite the track of the second sensor.

Auf der Scheibe 101 befinden sich die oben erwähnten drei Spuren. Die erste Spur hat einen Abschnitt mit äquidisanten lichtreflektierenden und nicht lichtreflektierenden Markierungen. Die Markierungen sind vor zugsweise spiegelnd abgebildet, während die anderen Bereiche schwarz sind. Die Markierungen sind besonders fein ausgebildet und erstrecken sich über einen Winkelbereich, der insbesondere zwischen 1 und 2° liegt. The three tracks mentioned above are located on the disk 101 . The first track has a section with equidistant light-reflecting and non-light-reflecting markings. The markings are preferably mirrored before, while the other areas are black. The markings are particularly fine and extend over an angular range which is in particular between 1 and 2 °.

Die Spur erstreckt sich über einen Kreisbogenabschnitt, der etwas grö ßer als derjenige ist, den die Antriebswelle 94 zwischen den Endstellun gen der Stange 80 zurücklegt. Eine Markierung der zweiten Spur befin det sich auf der Scheibe in einer Winkelposition, die der einen Endstel lung der Stange 80 entspricht. Beispielsweise befindet sich die Markie rung dieser Spur in der Einschaltstellung des Kontakts. Diese Markie rung hat eine Ausdehnung, die den Abbrand der Kontakte berücksich tigt, d. h. bei dem maximal zulässigen oder möglichen Abbrand zeigt der Meßfühler noch die Einschaltstellung an.The track extends over a circular arc section which is somewhat larger than that which the drive shaft 94 travels between the end positions of the rod 80 . A marking of the second track is located on the disk in an angular position which corresponds to the one end position of the rod 80 . For example, the marking of this track is in the on position of the contact. This marking has an extent which takes account of the erosion of the contacts, ie the sensor still indicates the switch-on position at the maximum permissible or possible erosion.

Die Markierung der dritten Spur befindet sich in einer Winkelposition auf der Scheibe 101, die der anderen Endstellung der Stange 80 ent spricht. In dieser Endstellung ist der Schalter ausgeschaltet.The marking of the third track is in an angular position on the disk 101 , which speaks to the other end position of the rod 80 . The switch is switched off in this end position.

Aus Toleranzgründen ist der Winkel zwischen den äußeren Rändern der Markierungen der zweiten und dritten Spur größer als der Winkel α zwischen den äußeren Rändern der äußeren Markierungen der ersten Spur, d. h. die äußeren Ränder der Markierungen stimmen in bezug auf den eingeschlossenen Winkel nicht mit den äußeren Rändern der äußeren Markierungen der ersten Spur überein.For tolerance reasons, the angle between the outer edges is the Markings of the second and third tracks larger than the angle α between the outer edges of the outer marks of the first Trace, d. H. the outer edges of the marks match not include the included angle with the outer edges of the outer Markings of the first track match.

Die Scheibe 101 besteht aus lichtundurchlässigem Material. Die Markie rungen der Spuren sind spiegelnd ausgebildet.The disk 101 is made of an opaque material. The markings on the tracks are reflective.

Die Meßeinrichtung 100 hat den gleichen Aufbau wie die Meßeinrichtung 99. Mit der Meßeinrichtung 100 wird allerdings die Einschaltfeder 88 überwacht. Den Spuren der Codescheibe entsprechen daher die Endlagen der Einschaltfeder 88. Es ist auch zweckmäßig, die Meßeinrichtung mit der Achse des Kettenrads drehfest zu verbinden. In diesem Fall ergibt sich der Vorteil, daß die Spuren nur einen Teil eines Kreises beanspru chen, da sich das Kettenrad nicht um 360° dreht.The measuring device 100 has the same structure as the measuring device 99 . With the measuring device 100 , however, the closing spring 88 is monitored. The end positions of the closing spring 88 therefore correspond to the traces of the code disk. It is also expedient to connect the measuring device to the axis of the chain wheel in a rotationally fixed manner. In this case, there is the advantage that the tracks only claim part of a circle, since the sprocket does not rotate through 360 °.

Wenn die Scheibe 101 unmittelbar mit der Antriebswelle 94 verbunden ist, dreht sich die Scheibe 101 um den gleichen Winkelabschnitt wie die An triebswelle 94. Dieser Winkelabschnitt steht dann für die Teilung der in krementalen Spur zur Verfügung. Die Teilung legt die Genauigkeit der Messung der Bewegungsbahn fest. If the disk 101 is connected directly to the drive shaft 94 , the disk 101 rotates through the same angular section as the drive shaft 94 . This angular section is then available for the division of the incremental track. The division determines the accuracy of the measurement of the trajectory.

Die Teilung hängt unter anderem vom Scheibenradius und von den Abmessungen der Stirnseiten der Lichtwellenleiter ab.The division depends among other things on the disk radius and the Dimensions of the end faces of the optical fibers.

Um die Meßgenauigkeit zu erhöhen, kann die Scheibe 101 insbesondere über ein Getriebe mit der Antriebswelle 94 verbunden sein. Hierdurch läßt sich ein größerer Winkelbereich der Scheibe erreichen. Der Schwenkbereich der Scheibe 101 wird dann größer als der Schwenkbe reich der Antriebswelle 94, so daß mehr Raum für die Teilung zur Ver fügung steht. Bei gleich großen Rasterabständen lassen sich mehr Ra sterteilungen vorsehen, so daß die Auflösung und damit die Meßgenau igkeit verbessert wird.In order to increase the measuring accuracy, the disk 101 can be connected to the drive shaft 94 in particular via a gear. This allows a larger angular range of the disk to be achieved. The swivel range of the disk 101 is then larger than the Schwenkbe range of the drive shaft 94 , so that more space for the division is available for the United. If the grid spacing is the same, more spacings can be provided, so that the resolution and thus the measurement accuracy is improved.

Die Lichtleiter 104, 106, 108 und 111 sind zur Baugruppe 8 verlegt. In Fig. 1 ist dies durch den Lichtleiter 104 schematisch dargestellt. In der Baugruppe 8 befinden sich die lichtemittierende Diode 103 und die als Photodioden ausgebildeten Lichtempfänger 105, 107 und 110. Dies ist in Fig. 2 schematisch dargestellt.The light guides 104 , 106 , 108 and 111 are laid to the assembly 8 . This is shown schematically in FIG. 1 by the light guide 104 . The light-emitting diode 103 and the light receivers 105 , 107 and 110 designed as photodiodes are located in the assembly 8 . This is shown schematically in FIG. 2.

Die Auswertschaltung 26 ist in dem Gehäuse 23 untergebracht und erfaßt die von den Lichtwellenleitern ausgegebenen Meßsignale. Auf der Grundlage dieser Meßsignale übt die Auswerteanordnung Schutz-, Steuer- und Überwachungsfunktionen aus. Die Auswertschaltung 26 ist z. B. mit einer übergeordneten Einheit verbunden.The evaluation circuit 26 is accommodated in the housing 23 and detects the measurement signals output by the optical fibers. The evaluation arrangement performs protective, control and monitoring functions on the basis of these measurement signals. The evaluation circuit 26 is, for. B. connected to a parent unit.

Bei der Bewegung des Kontakts 78 erzeugt der Meßfühler infolge der Modulation des Lichts durch die Markierungen der Spur der Meßein richtung 99 eine Reihe von Lichtimpulsen, die in der Auswertschaltung in elektrische Signale umgewandelt werden. Den Lichtempfängern 105, 107, 110 sind in der Auswertschaltung nicht näher bezeichnete Schmitt-Trigger nachgeschaltet, die eine Impulsformung bewirken.When the contact 78 moves, the sensor generates a series of light pulses as a result of the modulation of the light by the markings on the track of the measuring device 99 , which pulses are converted into electrical signals in the evaluation circuit. The light receivers 105 , 107 , 110 are followed by Schmitt triggers, which are not specified in the evaluation circuit and which effect pulse shaping.

Die während der Bewegung des Kontakts 78 erzeugte Impulsfolge wird in der Auswertschaltung 26 gezählt und mit einer abgespeicherten Impulsfolge verglichen, die einer einwandfreien Arbeitsweise des Schalters zugeordneten Sollimpulsfolge mit einer Toleranzgrenze entspricht. The pulse train generated during the movement of the contact 78 is counted in the evaluation circuit 26 and compared with a stored pulse train which corresponds to a correct operation of the switch assigned target pulse train with a tolerance limit.

Da sowohl beim Ein- als auch beim Ausschalten Beschleunigungs- und Verzögerungszeiten die Zeitpunkte des Auftretens der Impulse beeinflussen, sind die zeitlichen Abstände der Impulse zu Beginn und am Ende der Impulsfolge unterschiedlich.Since both when switching on and off, acceleration and Delay times are the times when the pulses occur influence, are the time intervals of the impulses at the beginning and on End of pulse train different.

Um die genauen Zeitpunkte der Amplituden der Ausgangssingale der Lichtempfänger festzustellen, werden in der Auswertanordnung die Zeit punkte des Ansprechens der Schmitt-Trigger gemessen und die arithme tischen Mittelwerte der beiden jeweils aufeinanderfolgenden Zeitpunkte berechnet. Auf diese Weise können die Anzahl der Amplituden und deren Auftreten genau festgestellt werden. Es ist auch möglich, die Amplituden der Signale und die Zeitpunkte ihres Auftretens dadurch festzustellen, daß durch fortlaufenden Vergleich aufeinanderfolgender Werte der Si gnale das Maximum dann erkannt wird, wenn die Werte nach Zunahme abnehmen. Entsprechendes gilt für das Minimum, wenn die Werte nach der Abnahme wieder zunehmen. Jeder Amplitude entspricht dann ein Zählimpuls. Wenn die positiven und negativen Amplituden Zählimpulse auslösen, ergibt sich die doppelte Impulszahl.At the exact times of the amplitudes of the output signals of the Determining light receivers is the time in the evaluation arrangement points of response of the Schmitt trigger measured and the arithme averages of the two successive points in time calculated. In this way, the number of amplitudes and their Occurrence can be precisely determined. It is also possible to change the amplitudes to determine the signals and the times of their occurrence by that by continuously comparing successive values of Si The maximum is recognized when the values increase lose weight. The same applies to the minimum if the values after decrease again. Each amplitude then corresponds to a Counting pulse. When the positive and negative amplitudes count trigger, the result is twice the number of pulses.

Anhand der ermittelten Zeitpunkte der Amplituden lassen sich die Zei tintervalle zwischen benachbarten Amplituden mit der Auswertschaltung 26 bestimmten. Diese Zeitintervalle sind während der Beschleunigungs phase und der Verzögerungsphase verschieden von denjenigen, in denen sich der bewegliche Kontakt mit konstanter Geschwindigkeit bewegt. Durch die Zeitintervalle ist also eine Bewegungskurve festgelegt, die mit einer Sollbewegungskurve verglichen wird. Abweichungen zwischen Soll- und Istbewegungskurve, die während jeder Schaltmaßnahme neu festge stellt wird, werden auf zulässige Toleranzen hin geprüft.Based on the determined times of the amplitudes, the time intervals between adjacent amplitudes can be determined with the evaluation circuit 26 . These time intervals are different during the acceleration phase and the deceleration phase from those in which the movable contact moves at constant speed. A movement curve is thus defined by the time intervals, which is compared with a target movement curve. Deviations between the target and actual movement curve, which is newly established during each switching measure, are checked for permissible tolerances.

Die Baugruppe 8 bildet eine dezentale Meß-, Überwachungs- und Steuereinheit für den Hochspannungsleistungsschalter 1. Diese Meß-, Überwachungs- und Steuereinheit verfügt über eine Software-Uhr, die von der Realzeit einer Funkuhr in bestimmten Zeitabständen synchroni siert wird. Die Synchronisierzeiten werden von der Auswerteinheit 26 bestimmt, die in vorgebbaren Zeitabständen die Schaltung 47 über den Lichtleiter 53 aktiviert und die Realzeit ab ruft. Zwischen den Abrufzei ten sind die Schaltkreise im Gehäuses 15 zum großen Teil inaktiv und verbrauchen daher keine Energie. The assembly 8 forms a decentralized measuring, monitoring and control unit for the high-voltage circuit breaker 1 . This measuring, monitoring and control unit has a software clock that is synchronized from the real time of a radio clock at certain intervals. The synchronization times are determined by the evaluation unit 26 , which activates the circuit 47 via the light guide 53 at predeterminable time intervals and calls the real time. Between the polling times, the circuits in the housing 15 are largely inactive and therefore do not consume any energy.

Die über die Lichtwellenleiter 59, 60 übertragene Energie reicht aus, um den Kondensator 64 aufzuladen, der während der Uhrzeitübertragung die Energie für die Übertragung zur Verfügung stellt. In der Auswerteinheit 26 ist demnach ständig die Realzeit verfügbar. Schaltvorgänge erfaßt die Auswerteinheit 26 über die Meßeinrichtungen 100 und 99. Weiterhin wird die Gasdichte von der Auswerteinheit 26 überwacht. In der Auswerteinheit 26 sind z. B. Grenzwerte für die Gasdichte gespeichert, mit denen die Meßwerte der Gasdichte verglichen werden. Das Gasdichtemeßgerät gibt die Gasdichtewerte im Graycode, also digital, aus, wodurch eine schnelle Verarbeitung und Überwachung möglich ist.The energy transmitted via the optical fibers 59 , 60 is sufficient to charge the capacitor 64 , which provides the energy for the transmission during the time of day transmission. The real time is accordingly always available in the evaluation unit 26 . The evaluation unit 26 detects switching operations via the measuring devices 100 and 99 . The gas density is also monitored by the evaluation unit 26 . In the evaluation unit 26 z. B. limit values for the gas density are stored, with which the measured values of the gas density are compared. The gas density measuring device outputs the gas density values in gray code, i.e. digitally, which enables quick processing and monitoring.

Die Temperatur wird von der Auswerteinheit vorzugsweise nicht ständig sondern nur in zeitlichen Abständen abgefragt. Insbesondere wird die Temperatur dann abgefragt, wenn bestimmte kritische Zustandsänderun gen der Gasdichte und Schaltvorgänge von der Auswerteinheit 26 erfaßt werden.The temperature is preferably not queried continuously by the evaluation unit but only at time intervals. In particular, the temperature is queried when certain critical changes in state of the gas density and switching operations are detected by the evaluation unit 26 .

Wenn die Überwachung der Gasdichte das Erreichen oder Unterschreiten eines kritischen Schwellwerts meldet, fragt die Auswertschaltung 26 die vom Meßwertaufnehmer 9 gemessene Temperatur ab. Der Temperaturwert wird in Bezug auf den Gasdichtewert durch ein Programm in der Aus werteinheit 26 verarbeitet. Gespeichert in der Auswerteinheit ist z. B. die Abhängigkeit der Gasdichte von der Temperatur. Anhand der Spei cherwerte wird festgestellt, ob das Absinken der Gasdichte aufgrund der gemessenen Temperatur plausibel ist. Ist dies der Fall, dann wird kein Alarm erzeugt, da das Absinken der Gasdichte aufgrund einer Ver flüssigung von SF₆-Gas bei niedrigen Temperaturen stattgefunden hat. Dieser Vorgang ist reversibel und erfordert kein Eingreifen durch Bedienungspersonal.If the monitoring of the gas density reports that a critical threshold value has been reached or fallen below, the evaluation circuit 26 queries the temperature measured by the sensor 9 . The temperature value is processed in relation to the gas density value by a program in the evaluation unit 26 . Stored in the evaluation unit is e.g. B. the dependence of the gas density on the temperature. The storage values are used to determine whether the decrease in gas density is plausible due to the measured temperature. If this is the case, then no alarm is generated because the gas density has dropped at low temperatures due to the liquefaction of SF bei gas. This process is reversible and requires no operator intervention.

Ist die Gasdichte bei höheren Temperaturen abgesunken, handelt es sich im allgemeinen um einen Verlust von SF₆-Gas. Dann wird ein Alarm er zeugt, um Bedienpersonal aufmerksam zu machen. Die Auswertung der gemessenen Temperatur bei kritischen Gasdichtemeßwerten ist daher deshalb vorteilhaft, weil nur bei einer vorhandenen Störung bzw. einem Defekt eine Alarmmeldung erfolgt. If the gas density has dropped at higher temperatures, it is generally a loss of SF₆ gas. Then he becomes an alarm testifies to draw the attention of operating personnel. The evaluation of the measured temperature at critical gas density readings is therefore advantageous because only in the event of an existing fault or a An alarm message is defective.

Es können daher unnötige Aktivitäten z. B. nicht notwendige Wartungs- oder Inspektionsarbeiten vermieden werden.Unnecessary activities such. B. unnecessary maintenance or inspection work can be avoided.

Bei einem Schaltvorgang, z. B. beim Ein- und Ausschalten, wird ebenfalls die Temperatur von der Auswertschaltung 26 abgerufen. Die Bewegungs kurve des beweglichen Schaltkontakts wird bei einem Schaltvorgang ge messen. In der Auswertschaltung 26 ist eine Soll-Bewegungskurve gespeichert, mit der die gemessene Bewegungskurve verglichen wird. Abweichung der gemessenen Bewegungskurve von der gespeicherten Soll-Bewegungskurve geben Hinweise auf den Zustand des Antriebsmechanismus und des beweglichen Schaltkontakts. Beispielsweise kann aus den Abweichungen auf die Größe des Abbrands der Schaltkontakte geschlossen werden.During a switching operation, e.g. B. when switching on and off, the temperature is also retrieved from the evaluation circuit 26 . The movement curve of the movable switching contact is measured during a switching operation. A setpoint movement curve is stored in the evaluation circuit 26 , with which the measured movement curve is compared. Deviation of the measured movement curve from the stored target movement curve provide information on the state of the drive mechanism and the movable switching contact. For example, the size of the erosion of the switch contacts can be deduced from the deviations.

Bei einem großen Betriebstemperaturbereich von z. B. -40°C bis + 50°C ergeben sich bereits aufgrund der unterschiedlichen Temperaturen Abweichungen von der Soll-Bewegungskurve, die auf eine bestimmte Temperatur bezogen ist. Diese Temperatur ist z. B. 20°C. Der Einfluß der Temperatur auf die Soll-Bewegungskurve kann vorab gemessen oder berechnet werden.With a large operating temperature range of e.g. B. -40 ° C to + 50 ° C already result from the different temperatures Deviations from the target movement curve, which is based on a specific Temperature is related. This temperature is e.g. B. 20 ° C. The influence of Temperature on the target motion curve can be measured in advance or be calculated.

Ein Schaltvorgang, der von der Auswertschaltung erfaßt wird, löst eine Messung der Umgebungstemperatur aus. Auf der Grundlage der Umge bungstemperatur kann dann die für diese Temperatur maßgebende Be wegungskurve berechnet bzw. aus einem Speicher abgerufen und mit der gemessenen Bewegungskurve verglichen werden. Diese Vorgehens weise hat den Vorteil, daß die Grenzwerte, die für die Meldung von Ab weichungen vorgegeben werden, unabhängig von Temperaturen festge legt werden können. Dies bedeutet, daß die Grenzwerte genauer vorge geben werden können. Unzulässige Abweichungen oder Abweichungen, die für eine Überprüfung des Schaltgeräts eingestellt werden, beruhen daher auf Veränderungen, bei denen der Temperatureinfluß weitgehend ausgeschaltet ist. Daher werden unnötige Inspektions- und Wartungsar beiten vermieden.A switching process, which is detected by the evaluation circuit, triggers one Measurement of the ambient temperature. Based on the reverse exercise temperature can then be decisive for this temperature motion curve calculated or retrieved from a memory and with the measured movement curve can be compared. This procedure wise has the advantage that the limit values for the reporting of Ab can be specified regardless of temperatures can be placed. This means that the limit values are more precise can be given. Inadmissible deviations or deviations, which are set for a check of the switching device therefore on changes in which the temperature influence largely is switched off. Therefore, unnecessary inspection and maintenance work avoided.

Die oben beschriebene Übertragung der Meßwerte über Lichtleiter und die Abschirmung der elektronischen Bauelemente am Meßort und am Auswertort verhindern, daß Störsignale die Temperaturmeßwerte in un erwünschter Weise beeinflussen bzw. verfälschen.The above-described transmission of the measured values via optical fibers and the shielding of the electronic components at the measuring location and on Evaluation location prevent interference signals from changing the temperature measurements in un influence or falsify as desired.

Claims

1. Arrangement with a sensor for an electrical high-voltage switching device, the measured values of the sensor being transmitted via light guides to an evaluation circuit which in turn transmits energy for the sensor via light guides to opto-electrical converters arranged in the sensor, characterized in that the sensor An electrical temperature sensor ( 9 ) on or in the switching device ( 1 ) is provided with two light guides ( 33 , 34 ) for transmitting energy from the evaluation circuit ( 26 ) to the temperature sensor ( 9 ), through which phase-shifted alternating light currents are transmitted. that to the opto-electrical converter ( 38 , 39 ) a voltage doubling or voltage multiplier circuit ( 40 ) is connected, which the operating voltage for the transducer ( 9 ) and for an arrangement ( 20 ) for converting the measurement signals into those for transmission via the Light guide suitable shape generated.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the transducer ( 9 ) and the arrangement ( 20 ) for converting the measurement signals into the form suitable for transmission via light guides in a shielded against magnetic interference housing ( 10 ) are arranged.

3. Arrangement according to one or more of the preceding claims, characterized in that an antenna ( 44 ) is provided for receiving real-time information in the form of serial radio telegrams from a central clock and that a time code reader ( 47 ) arranged in a housing ( 15 ) is provided on the antenna. is connected to an electro-optical converter which feeds light into a light guide ( 13 ), one end of which is arranged at an opto-electrical converter in the housing ( 23 ), which is connected to the evaluation circuit ( 26 ), which has a hardware Has timer and a software clock for guiding or synchronizing a real-time clock, and that the operating voltage for the time code reader ( 47 ) with two additional light guides ( 59 , 60 ), via which alternating light currents are transmitted out of phase, and photoelectric receiving elements for the alternating light currents a voltage doubling or voltage downstream of the receiving elements multiplication circuit ( 63 ) is generated.

4. Arrangement according to one or more of the preceding claims, characterized in that the outputs of the respective voltage multiplication circuit ( 40 , 63 ) with a capacitor ( 41 , 64 ) large storage capacity and low leakage currents are connected.

5. Arrangement according to one or more of the preceding claims, characterized in that the data transmission between the arrangement with the transducer ( 9 ) and / or the time code reader ( 47 ) via the respective light guide ( 12 , 13 ) takes place asynchronously in the form of needle pulses.

6. Arrangement according to one or more of the preceding claims, characterized in that a further light guide ( 29 , 53 ) is arranged between the evaluation circuit ( 26 ) and the arrangement with the transducer ( 9 ) and / or the time code reader ( 47 ), Via which interrogation pulses can be transmitted by the evaluation circuit ( 26 ), with which data transmission between the arrangement with the measured value sensor ( 9 ) and / or the time code reader is initiated for a limited time.

7. Arrangement according to one or more of the preceding claims, characterized in that for detecting a movement curve of the switching contacts of the switching device ( 1 ) in connection with the measured temperature, the evaluation circuit ( 26 ) with a measuring device ( 99 ) for a movable switching contact of the switching device and that the measuring device ( 99 ) contains a sensor which has a light transmitter ( 109 ) and an opto-electrical receiver ( 105 ) and an incremental raster scale which is coupled to the movable switching contact ( 78 ) and which modulates light transmitted by the light transmitter.

8. Arrangement according to one or more of the preceding claims, characterized in that the switching device is a high or medium voltage circuit breaker ( 1 ) with SF₆ gas as an insulating and extinguishing agent and that for detecting the gas density of the switching device ( 1 ) at the measured temperature a gas density or gas pressure sensor ( 68 ) is provided for monitoring the SF₆ gas and is connected to the evaluation circuit ( 26 ) via light guides ( 67 , 70 , 71 ).

9. Method for monitoring a switching device with a Device according to claim 7, characterized in that the temperature when moving the grid scale it is measured that the times of occurrence of the Amplitudes measured when moving the grid scale be that from the times of the amplitudes Total time of the movement curve of the switching contact formed and with a valid for the respective temperature Target movement curve is compared and that at Deviations between the measured and the target movement curve, exceed the predefinable limits Alarm is generated.

10. Method for monitoring a switching device with a Device according to claim 8, characterized in that compared the gas density to a lower limit is exceeded when it is exceeded or reached Temperature is measured, and that at a temperature-related decrease in gas density no report and in the other case a message is generated.