DE69212101T2 - Circuit breaker with casing made of composite material, which is equipped with a monitoring device - Google Patents
Circuit breaker with casing made of composite material, which is equipped with a monitoring deviceInfo
- Publication number
- DE69212101T2 DE69212101T2 DE69212101T DE69212101T DE69212101T2 DE 69212101 T2 DE69212101 T2 DE 69212101T2 DE 69212101 T DE69212101 T DE 69212101T DE 69212101 T DE69212101 T DE 69212101T DE 69212101 T2 DE69212101 T2 DE 69212101T2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- fiber
- circuit breaker
- cylinder
- separation chamber
- breaker according
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 13
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 title description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 25
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 25
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims abstract description 15
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 13
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims abstract description 7
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 60
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims description 27
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 26
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 10
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 claims description 6
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 4
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims description 3
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 abstract 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920002943 EPDM rubber Polymers 0.000 description 4
- 239000013308 plastic optical fiber Substances 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920003319 Araldite® Polymers 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 229910052754 neon Inorganic materials 0.000 description 1
- GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N neon atom Chemical compound [Ne] GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
- H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
- H01H33/66—Vacuum switches
- H01H33/668—Means for obtaining or monitoring the vacuum
Landscapes
- Gas-Insulated Switchgears (AREA)
- Switch Cases, Indication, And Locking (AREA)
- Breakers (AREA)
- Spinning Or Twisting Of Yarns (AREA)
- Professional, Industrial, Or Sporting Protective Garments (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
- Fuses (AREA)
Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Leistungsschalter mit einem Mantel aus Verbundmaterial und einer überwachungsvorrichtung. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Schalter mit einer Trennkammer in einem Mantel aus einem isolierenden Verbundmaterial, bestehend aus einem Zylinder aus mit einem Epoxyharz imprägnierten Glasfasern mit einer rippenförmigen Außenbeschichtung aus einem Polymermaterial, wobei an den Enden des Zylinders metallische Ringflansche angebracht sind.The present invention relates to a circuit breaker with a shell made of composite material and a monitoring device. In particular, the invention relates to a switch with a separation chamber in a shell made of an insulating composite material, consisting of a cylinder made of glass fibers impregnated with an epoxy resin with a rib-shaped outer coating made of a polymer material, with metallic ring flanges attached to the ends of the cylinder.
Solche Schalter befinden sich in rascher Entwicklung, und ganz allgemein werden Verbundisolatoren als Stützisolatoren und als Mantel für eine Trennkammer zunehmend aufgrund des geringen Gewichts, der hohen Druckfestigkeit, der Widerstandsfähigkeit gegenüber Explosionen und des günstigen Preises angewendet. Diese Isolatoren besitzen im allgemeinen einen Zylinder aus mit Epoxyharz imprägnierten Glasfasern, der außen durch eine rippenförmige Beschichtung aus Polymermaterial geschützt wird, z.B. aus Silikon oder EPDM (Äthylenpropylendienmonomer).Such switches are developing rapidly, and in general composite insulators are increasingly used as post insulators and as a jacket for a separation chamber due to their light weight, high compressive strength, resistance to explosions and low cost. These insulators generally have a cylinder made of glass fibres impregnated with epoxy resin, protected externally by a ribbed coating of polymer material, e.g. silicone or EPDM (ethylene propylene diene monomer).
In einem Leistungsschalter ist es wichtig, das Auftreten eines Lichtbogens zu erfassen, seine Brenndauer zu messen und die Stärke des entsprechenden Stroms abzuschätzen. Die Kenntnis dieser Parameter ist eine Basis für die Beurteilung der Abnutzung der Kontakte, erlaubt es, den richtigen Betrieb des Geräts zu überprüfen und damit die Wartung zu planen und sich gegen Betriebspannen zu wappnen.In a circuit breaker, it is important to detect the occurrence of an arc, measure its duration and estimate the intensity of the corresponding current. Knowledge of these parameters is a basis for assessing the wear of the contacts, allows you to check the correct operation of the device and thus plan maintenance and protect yourself against operational failures.
In dem französischen Patent 2 640 386, das die Anmelderin am 9. Dezember 1988 eingereicht hat, wird gezeigt, daß es möglich ist, fluoreszierende Lichtleitfasern für die Erfassung der sichtbaren oder nicht sichtbaren Lichterscheinungen in den von einer Metallhülle umgebenen Geräten zu erfassen.French patent 2 640 386, filed by the applicant on 9 December 1988, shows that it is possible to use fluorescent optical fibres for the detection of visible or invisible light phenomena in devices enclosed in a metal casing.
In der europäischen Patentanmeldung EP-A-0 482 547 (Stand der Technik gemäß Art. 54(3) EPÜ), die von der Anmelden eingereicht wurde, werden fluoreszierende Kunststoff- Lichtleitfasern für die Erfassung der Dauer des Lichtbogens in einem Leistungsschalter verwendet, der ein dielektrisches Gas, insbesondere SF&sub6;, benützt. Die Lichtleitfaser ist im Inneren des Schalters in einer Stützsäule aus Keramikmaterial montiert, wobei eines der Enden der Faser mit einer Fotodiode gekoppelt ist. Diese Anordnung hat den Nachteil, daß die Faser mit dem Trenngas in Kontakt steht und daß ein dichter Durchlaß für die Faser erforderlich ist.In the European patent application EP-A-0 482 547 (prior art according to Art. 54(3) EPC) filed by the applicant, fluorescent plastic optical fibres are used for detecting the duration of the arc in a circuit breaker using a dielectric gas, in particular SF6. The optical fibre is mounted inside the breaker in a support column made of ceramic material, one of the ends of the fibre being coupled to a photodiode. This arrangement has the disadvantage that the fibre is in contact with the separation gas and that a sealed passage for the fibre is required.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine neue Anwendung für diese Fasern bei der Überwachung von Leistungsschaltern anzugeben, die eine Verbundhülle besitzen.The aim of the present invention is to provide a new application for these fibers in the monitoring of circuit breakers having a composite sheath.
Gemäß der Erfindung, die durch die Kombination der im Anspruch 1 angegebenen Merkmale definiert ist, enthält der Schalter ein Mittel zur Erfassung des Lichtbogens bestehend aus einer fluoreszierenden Lichtleitfaser, deren eines Ende außerhalb und in der Nähe des Zylinders in einem Raum angeordnet ist, der keine Beschichtung aufweist, während das andere Ende an eine Fotodiode oder einen Lichtdetektor gekoppelt ist.According to the invention, which is defined by the combination of the features specified in claim 1, the switch includes a means for detecting the arc consisting of a fluorescent optical fiber, one end of which is arranged outside and near the cylinder in a space that has no coating, while the other end is coupled to a photodiode or a light detector.
Mit dieser Anordnung kann der Lichtbogen von außerhalb der Trennkammer bei der Betätigung des mit Verbundisolatoren ausgerüsteten Schalters erfaßt werden.This arrangement allows the arc to be detected from outside the separation chamber when the switch equipped with composite insulators is operated.
Die Faser befindet sich an einer Stelle, an der man den Lichtbogen erfassen kann, und ist vorzugsweise in der Nähe des unteren Metallrings der Trennkammer montiert.The fiber is located at a point where the arc can be detected and is preferably mounted near the lower metal ring of the separation chamber.
Der Zylinder aus Glasfasern mit Epoxyharzimprägnierung läßt das vom Trenn-Lichtbogen erzeugte Licht durch. Das Verfahren zur Montage der Lichtleitfaser, das einem Fachmann als erstes einfällt, besteht darin, die Faser auf diesem Zylinder beim Anbringen der Rippen aus Polymermaterial auf den Zylinder aufzulegen. Diese Operation erfordert jedoch eine Temperatur von über 100ºC, und eine fluoreszierende Kunststoff-Lichtleitfaser kann dauerhaft nur eine Temperatur von höchstens etwa 70ºC aushalten. Es ist daher unmöglich, auf diese direkte Weise vorzugehen.The cylinder made of glass fibers impregnated with epoxy resin allows the light generated by the cutting arc to pass through. The method of assembling the optical fiber that first occurs to a person skilled in the art is to lay the fiber on this cylinder while attaching the polymer ribs to the cylinder. However, this operation requires a temperature of over 100ºC and a fluorescent plastic optical fiber can only withstand a temperature of of about 70ºC at the most. It is therefore impossible to proceed in this direct manner.
Zwei bevorzugte Montagevarianten für die Faser werden vorgeschlagen.Two preferred mounting options for the fiber are proposed.
Gemäß der ersten Variante wird die Lichtleitfaser direkt auf den Zylinder nach der Herstellung der Polymerbeschichtung mit den Rippen in einem freibleibenden Bereich zwischen den Metallflansch und das untere Ende der Beschichtung aufgewickelt und in eine lichtdurchlässige Polymerschicht eingebettet, worauf eine lichtundurchlässige Schutzschicht auf der lichtdurchlässigen Schicht angebracht wird. Gemäß der zweiten Variante liegt die Faser in einem Sackloch eines kleinen transparenten Zylinders, der mit einem transparenten Kleber auf den Zylinder vor der Herstellung der Polymerbeschichtung mit Rippen aufgeklebt wird und von dieser Beschichtung umhüllt wird, wobei eine lichtundurchlässige Manschette die Dichtheit gewährleistet.According to the first variant, the optical fiber is wound directly onto the cylinder after the polymer coating with ribs is made in a free area between the metal flange and the lower end of the coating and embedded in a translucent polymer layer, after which an opaque protective layer is applied to the translucent layer. According to the second variant, the fiber is placed in a blind hole of a small transparent cylinder, which is glued to the cylinder with a transparent adhesive before the polymer coating with ribs is made and is covered by this coating, with an opaque sleeve ensuring tightness.
Nach der Montage der fluoreszierenden Faser sind zwei bevorzugte Ausführungsformen möglich.After mounting the fluorescent fiber, two preferred embodiments are possible.
Gemäß der ersten Ausführungsform sitzt die Trennkammer auf einem Stützisolator vom Verbundtyp ähnlich dem der Trennkammer, und die fluoreszierende Faser ist mit einer normalen Siliziumoxid-Lichtleitfaser gekoppelt, die in die Polymerbeschichtung entlang des Zylinders des Stützisolators der Trennkammer eingebettet ist, wobei das untere Ende der Faser an einen Lichtdetektor gekoppelt ist.According to the first embodiment, the separation chamber sits on a composite type post insulator similar to that of the separation chamber, and the fluorescent fiber is coupled to a normal silica optical fiber embedded in the polymer coating along the cylinder of the post insulator of the separation chamber, with the lower end of the fiber coupled to a light detector.
Gemäß der zweiten Variante wird die Trennkammer von einem Stützisolator getragen und die fluoreszierende Faser verläuft durch einen Isolator neben dem Stützisolator, wobei ihr Ende an den Lichtdetektor am Ausgang dieses Isolators gekoppelt ist.According to the second variant, the separation chamber is supported by a support insulator and the fluorescent fiber passes through an insulator next to the support insulator, with its end coupled to the light detector at the output of this insulator.
Man möchte gerne auch die Spannung am Schalter kennen, und es ist bekannt, daß der Strom in den Hochspannungsleitungen mit Hilfe von Neonleuchten erfaßt werden kann. Erfindungsgemäß kann die Spannung mit der gleichen Lichtleitfaser erfaßt werden, die für die Überwachung der Dauer des Lichtbogens verwendet wird.One would also like to know the voltage at the switch, and it is known that the current in the high-voltage lines can be measured using neon lights. According to the invention, the voltage can be measured with the same optical fiber used to monitor the duration of the arc.
Hierzu sind Mittel zur Erfassung der Spannung zwischen die Montageanordnung der Faser und den Lichtdetektor eingefügt. Genauer betrachtet besteht dieses Mittel vorzugsweise aus einer Metallplatte, die starr an den Stromanschluß der Trennkammer angeschlossen ist und eine isolierende, dichte, lichtundurchlässige und mit einem dielektrischen Gas bei Atmosphärendruck, beispielsweise trockene Luft oder Stickstoff, gefüllte Glocke trägt. Durch diese Glocke und durch eine Öffnung in der Platte verläuft die Faser, wobei ein Metallstift senkrecht auf der Platte in einem gewissen Abstand von der Faser befestigt ist.For this purpose, means for detecting the voltage are inserted between the mounting arrangement of the fiber and the light detector. More precisely, this means preferably consists of a metal plate rigidly connected to the power connection of the separation chamber and carrying an insulating, sealed, opaque bell filled with a dielectric gas at atmospheric pressure, for example dry air or nitrogen. The fiber passes through this bell and through an opening in the plate, with a metal pin fixed vertically to the plate at a certain distance from the fiber.
Gemäß einem besonderen Merkmal wird die Faser von einem Rohr aus transparentem Glas im Inneren der Glocke geschützt.According to a special feature, the fiber is protected by a transparent glass tube inside the bell.
Um eine optische Kontrolle zu erlauben, kann eine zweite fluoreszierende Faser neben der ersten angeordnet werden, wobei das freie Ende dieser zweiten Faser in die Glocke mündet.To allow optical control, a second fluorescent fiber can be placed next to the first, with the free end of this second fiber ending in the bell.
Andere Vorzüge des erfindungsgemäßen Leistungsschalters gehen aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und den beiliegenden Zeichnungen hervor.Other advantages of the circuit breaker according to the invention will become apparent from the following description of embodiments and the accompanying drawings.
Figur 1 zeigt teilweise längsgeschnitten eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Leistungsschalters.Figure 1 shows, partially in longitudinal section, a first embodiment of a circuit breaker according to the invention.
Die Figuren 2 und 3 zeigen Einzelheiten dieses Schalters gemäß einer ersten Variante der Montage der Lichtleitfaser.Figures 2 and 3 show details of this switch according to a first variant of the assembly of the optical fiber.
Figur 4 zeigt im einzelnen die Anordnung zur Erfassung der Spannung.Figure 4 shows in detail the arrangement for detecting the voltage.
Figur 5 zeigt im einzelnen den Schalter gemäß einer zweiten Variante der Montage der Lichtleitfaser.Figure 5 shows in detail the switch according to a second variant of the assembly of the optical fiber.
Die Figuren 6 und 7 zeigen teilweise geschnitten eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Leistungs schalters.Figures 6 and 7 show, partially in section, a second embodiment of a circuit breaker according to the invention.
In Figur 1 ist die Trennkammer 1 angedeutet, in der sich ein fester Kontakt, ein beweglicher Kontakt und Stromanschlüsse 4 und 5 befinden. Der Mantel dieser Trennkammer ist aus Verbundmaterial, d.h. er besteht aus einem Zylinder 100 aus mit Epoxyharz imprägnierten Glasfasern, der außen durch eine Beschichtung 101 geschützt ist, die Rippen aus Polymermaterial, z.B. Silikon oder EPDM (Äthylenpropylendienmonomer) bildet. Obere und untere Metallflansche 105 an den Enden des Mantels verstärken diese. Die Kammer 1 sitzt auf einem Stützisolator 6 gleichen Aufbaus wie der Mantel.Figure 1 shows the separation chamber 1, in which a fixed contact, a movable contact and power connections 4 and 5 are located. The casing of this separation chamber is made of composite material, i.e. it consists of a cylinder 100 made of glass fibers impregnated with epoxy resin, which is protected on the outside by a coating 101 that forms ribs made of polymer material, e.g. silicone or EPDM (ethylene propylene diene monomer). Upper and lower metal flanges 105 at the ends of the casing reinforce them. The chamber 1 sits on a support insulator 6 of the same construction as the casing.
Eine fluoreszierende Kunststoff-Lichtleitfaser 102 ist um den Verbundzylinder 100 herum angeordnet und tritt tangential zu diesem in einer Anordnung aus, die genauer weiter unten erläutert wird. Um den ordentlichen Betrieb des Isoliermantels nicht zu stören, ist diese Faser 102 vorzugsweise möglichst nahe bei dem Metallflansch 105 installiert. Die Faser 102, die von einer lichtundurchlässigen Hülle 106 geschützt ist, tritt in eine Glocke 107 ein, die auf einem Stützisolator kleinen Durchmessers 109 aus Verbundmaterial montiert ist, der neben dem Stützisolator 6 angeordnet ist. Der genaue Aufbau der Glocke 107 wird weiter unten erläutert. Ein Metallstift 110, dessen freies Ende abgerundet ist und dessen Durchmesser recht gering ist, steht senkrecht in der Glocke 107 auf einer Metallplatte, die an den Stromanschluß 5 angeschlossen ist. Der Stift ist so dimensioniert, daß er leichte sichtbare Koronaentladungen bei der Mindestspannung zwischen Phase und Erde des Netzes erzeugt.A fluorescent plastic optical fiber 102 is arranged around the composite cylinder 100 and exits tangentially thereto in an arrangement which will be explained in more detail below. In order not to disturb the proper operation of the insulating jacket, this fiber 102 is preferably installed as close as possible to the metal flange 105. The fiber 102, which is protected by an opaque sheath 106, enters a bell 107 mounted on a small diameter composite support insulator 109 arranged next to the support insulator 6. The exact structure of the bell 107 will be explained below. A metal pin 110, the free end of which is rounded and the diameter of which is quite small, stands vertically in the bell 107 on a metal plate which is connected to the power connector 5. The pin is dimensioned to generate slight visible corona discharges at the minimum voltage between phase and earth of the network.
Eine Fotodiode oder ein geeigneter Lichtdetektor 112 ist an den Ausgang der Faser 102 auf dem Stützisolator 109 montiert. Auf diese Weise erfaßt die Faser 102 permanent das schwache Licht aufgrund der Koronaentladung am Stift 110 und sendet es zur Fotodiode 112, die so die Erfassung der Spannung ermöglicht. Beim Trennen des Stroms in der Kammer 1 erfaßt die Faser 102 außerdem das Licht des Lichtbogens in ihrem Bereich rund um den Zylinder 100 durch diesen hindurch. Dieses relativ helle Licht addiert sich zu dem recht schwachen Licht aus der Glocke 107, so daß die Analyse die Dauer des Lichtbogens und die Intensität des entsprechenden Stroms zu bestimmen erlaubt.A photodiode or suitable light detector 112 is mounted at the output of the fiber 102 on the post insulator 109. In this way, the fiber 102 continuously detects the weak light due to the corona discharge at the pin 110 and sends it to the photodiode 112 which thus enables the voltage to be detected. When the current in the chamber 1 is disconnected, the fiber 102 also detects the light of the arc in its region around the cylinder 100 through it. This relatively bright light is added to the rather weak light from the bell 107, so that the analysis allows the duration of the arc and the intensity of the corresponding current to be determined.
Die kontinuierliche Registrierung der Dauer des Lichtbogens während des Trennvorgangs und während des Schließvorgangs ermöglicht es, die Abnutzung der Kontakte und den richtigen Betrieb des Schalters zu bewerten.Continuous recording of the duration of the arc during the disconnection and during the closing process makes it possible to evaluate the wear of the contacts and the correct operation of the switch.
Falls der Schalter nicht trennt, was durch eine große Brenndauer des Lichtbogens deutlich wird, kann man den allgemeinen Schutz auslösen, insbesondere falls das Trennen bei einem schwachen Strom scheitert, was mit der üblichen Methode nur schwierig zu erfassen ist.If the switch does not disconnect, as evidenced by a long arc burning time, the general protection may be triggered, especially if disconnection fails at a low current, which is difficult to detect using the usual method.
Es sei bemerkt, daß der Stützisolator 109 auch für andere Zwecke verwendet werden kann, beispielsweise für den Durchgang von lichtübertragenden Lichtleitfasern, die zusammen mit elektronischen Bauelementen für die Messung des Stroms und der Spannung verwendet werden.It should be noted that the post insulator 109 can also be used for other purposes, for example for the passage of light-transmitting optical fibers which are used together with electronic components for measuring current and voltage.
Eine erste Ausführungsform der Montage der Faser 102 auf dem Mantel der Trennkammer 1 wird nun anhand der Figuren 2 und 3 beschrieben.A first embodiment of the mounting of the fiber 102 on the jacket of the separation chamber 1 is now described with reference to Figures 2 and 3.
Die Polymerbeschichtung 101 ist auf einen Zylinder 100 aus mit Harz getränkten Glasfasern so aufgebracht, daß die Beschichtung in einem Abstand von etwa 5 mm zum Metallflansch 105 unterbrochen ist. Nachdem diese Beschichtung hergestellt wurde, wird die Faser 102 unmittelbar auf den Zylinder 100 in den freigebliebenen Raum zwischen dem Flansch 105 und dem unteren Ende der Beschichtung 101 aufgelegt. Dann wird sie in eine Schicht 103 aus transparentem oder lichtdurchscheinendem Polymermaterial eingebettet, das bei einer Temperatur von höchstens 70ºC vernetzt wird, beispielsweise in eine Schicht aus einem Epoxyharz vom Typ Araldite (eingetragene Marke), wobei diese Schicht 103 den vorher freigelassenen Zwischenraum füllt. Eine lichtundurch lässige Schutzschicht wird dann auf die Schicht 103 aufgebracht, die verhindert, daß Licht von der Faser nach außerhalb der Kammer und umgekehrt gelangen kann. Beispielsweise ist diese Schicht 104 aus Silikonkitt oder Polyurethan.The polymer coating 101 is applied to a cylinder 100 of glass fibres impregnated with resin in such a way that the coating is interrupted at a distance of about 5 mm from the metal flange 105. After this coating has been produced, the fibre 102 is placed directly on the cylinder 100 in the space left between the flange 105 and the lower end of the coating 101. It is then embedded in a layer 103 of transparent or translucent polymer material which is cross-linked at a temperature of not more than 70°C, for example in a layer of an epoxy resin of the Araldite type (registered trademark), this layer 103 filling the space previously left. An opaque protective layer is then applied to the layer 103, which prevents light from passing from the fiber to the outside of the chamber and vice versa. For example, this layer 104 is made of silicone putty or polyurethane.
Die Faser 102 tritt tangential aus dem Zylinder aus, um einen zu starken Krümmungsradius zu vermeiden, der den korrekten Betrieb in Frage stellen könnte. Ab dem Austritt aus den Schichten 103 und 104 ist die Faser durch die lichtundurchlässige Hülle 106 geschützt.The fiber 102 emerges tangentially from the cylinder, to avoid an excessive radius of curvature, which could jeopardize correct operation. From the exit from layers 103 and 104, the fiber is protected by the opaque sheath 106.
Figur 4 zeigt genauer die Anordnung zur Erfassung der Spannung.Figure 4 shows the arrangement for detecting the voltage in more detail.
Eine Metallplatte 108 ist oberhalb des Stützisolators 109 angeordnet und starr mit dem Stromanschluß 5 der Trennkammer 1 verbunden, wie dies in Figur 1 gezeigt ist. Sie trägt die isolierende, geschlossene, dichte und vollständig lichtundurchlässige Glocke 107. Durch die Glocke verläuft die Faser 102, welche vom Rand der Trennkammer 1 unter dem Schutz ihrer lichtundurchlässigen Hülle 106 ankommt. Die nackte Faser 102 verläuft durch eine Öffnung in der Platte 108 und dann entlang des Stützisolators 109 nach unten. Ein Stift 110 ist senkrecht auf der Platte 108 in einem gewissen Abstand von der Faser 102 befestigt. Um allzu starke Koronaentladungen bei vorübergehenden Überspannungen zu vermeiden, wird die Faser 102 von einem Rohr 116 aus transparentem Glas geschützt.A metal plate 108 is arranged above the supporting insulator 109 and is rigidly connected to the power connection 5 of the separation chamber 1, as shown in Figure 1. It carries the insulating, closed, sealed and completely opaque bell 107. The fiber 102 passes through the bell, arriving from the edge of the separation chamber 1 under the protection of its opaque sheath 106. The bare fiber 102 passes through an opening in the plate 108 and then downwards along the supporting insulator 109. A pin 110 is fixed vertically to the plate 108 at a certain distance from the fiber 102. In order to avoid excessive corona discharges in the event of temporary overvoltages, the fiber 102 is protected by a tube 116 made of transparent glass.
Der Innenraum der Glocke 107 ist mit trockener Luft oder Stickstoff unter Atmosphärendruck gefüllt. Ein feuchtigkeitsabsorbierendes Produkt 111, beispielsweise Silicagel (eingetragene Marke) ist im Inneren der Glocke 107 angebracht.The interior of the bell 107 is filled with dry air or nitrogen under atmospheric pressure. A moisture-absorbing product 111, such as silica gel (registered trademark) is placed inside the bell 107.
Eine zweite fluoreszierende Faser 102' kann neben der ersten vorgesehen werden. Ihr freies Ende liegt in der Glocke innerhalb des Rohrs 116. Diese Faser 102' ermöglicht eine optische Kontrolle des Vorliegens der Spannung, indem einfach das Licht sichtbar gemacht wird, das am unteren Ende des Stützisolators 109 aus dieser Faser auftritt.A second fluorescent fiber 102' can be provided next to the first one. Its free end is located in the bell inside the tube 116. This fiber 102' allows an optical control of the presence of the voltage by simply making visible the light that is emitted at the lower end of the support insulator 109 from this fiber.
Um einen Verlust der Lichtübertragungseigenschaft in der fluoreszierenden Faser 102, 102' zu vermeiden, ist es günstig, eine transparente Kunststoff-Lichtleitfaser oder eine normale Lichtleitfaser aus Siliziumoxid 114, 114' am Ausgang der Haube für die Weiterübertragung des Lichts entlang des Stützisolators 109 zu verwenden. Diese Faser 114, 114' ist an die fluoreszierende Faser 102, 102' über klassische Verbinder 113, 113' angeschossen.In order to avoid a loss of the light transmission property in the fluorescent fiber 102, 102', it is advantageous to use a transparent plastic optical fiber or a normal optical fiber made of silicon oxide 114, 114' at the exit of the hood for the further transmission of the light along the support insulator 109. This fiber 114, 114' is connected to the fluorescent fiber 102, 102' via conventional connectors 113, 113'.
Eine zweite Ausführungsform für die Montage der Faser 102 auf dem Mantel der Trennkammer wird nun anhand von Figur beschrieben.A second embodiment for mounting the fiber 102 on the cladding of the separation chamber will now be described with reference to Figure .
Diese Ausführungsform ist für den Fall gedacht, daß das vom Lichtbogen bei der Trennung ausgesendete Licht auch für einen schwachen Strom ausreicht. Dann ist es nicht notwendig, das Licht über den ganzen Umfang des Zylinders 100 aus Glasfasern und Harz aufzufangen.This embodiment is intended for the case where the light emitted by the arc during separation is sufficient even for a weak current. In this case it is not necessary to capture the light over the entire circumference of the cylinder 100 made of glass fibers and resin.
Ein kleiner Zylinder 120 aus transparentem Glas mit einem Durchmesser von etwa 10 mm und einer Länge von etwa 3 cm mit einem Sackloch 121 ist mit einem transparenten Kleber auf den Zylinder 100 vor der Herstellung der rippenförmigen Polymerbeschichtung 101 aufgeklebt. Das mit dem Zylinder 100 in Kontakt stehenden Ende ist leicht konkav und liegt an der Außenoberfläche des Zylinders an.A small cylinder 120 made of transparent glass with a diameter of about 10 mm and a length of about 3 cm with a blind hole 121 is glued with a transparent adhesive to the cylinder 100 before the rib-shaped polymer coating 101 is made. The end in contact with the cylinder 100 is slightly concave and rests against the outer surface of the cylinder.
Beim Anbringen der Beschichtung 101 wird der Zylinder 120 über seine periphere Oberfläche in das Polymermaterial eingebettet. Nach der Polymerisierung der Beschichtung 101 wird das Ende der fluoreszierenden Faser 102 in das Sackloch 121 eingeführt und dort festgelegt. Außerhalb des Sacklochs ist die Faser von einer lichtundurchlässigen Hülle 103 und von einer lichtundurchlässigen Manschette 122 aus Elastomermaterial geschützt, die die Dichtheit gewährleistet.When applying the coating 101, the cylinder 120 is embedded in the polymer material via its peripheral surface. After the polymerization of the coating 101, the end of the fluorescent fiber 102 is inserted into the blind hole 121 and secured there. Outside the blind hole, the fiber is protected by an opaque sheath 103 and an opaque sleeve 122 made of elastomer material, which ensures tightness.
Die Faser 102 hat einen Durchmesser von etwa 1 mm. Das Licht des Lichtbogens verläuft durch den Zylinder 100 und den kleinen Zylinder 120 und wird von der Faser 102 über eine Länge von etwa 2,5 mm und über deren Endstirnfläche aufgenommen.The fiber 102 has a diameter of about 1 mm. The light from the arc passes through the cylinder 100 and the small cylinder 120 and is guided by the fiber 102 over a length of about 2.5 mm and over its end face.
Die Figuren 6 und 7 zeigen teilweise längsgeschnitten eine zweite bevorzugte Ausführungsform eines erfindungs gemäßen Leistungsschalters.Figures 6 and 7 show, partially in longitudinal section, a second preferred embodiment of a circuit breaker according to the invention.
Bei dieser Ausführungsform wird kein zweiter Stützisolator 109 verwendet.In this embodiment, no second support insulator 109 is used.
Wie man aus Figur 6 erkennt, ist die fluoreszierende Faser 102, geschützt durch ihre lichtundurchlässige Hülle, am Austritt aus dem Mantel der Trennkammer 1 über einen Verbinder 202 an eine normale Lichtleitfaser 200, beispielsweise aus Siliziumoxid, angeschlossen, die in die Polymerbeschichtung entlang des Zylinders aus mit Harz imprägnierten Glasfasern des Stützisolators 6 für die Trennkammer 1 einge bettet ist. Das untere Ende der Faser 200 ist ihrerseits an eine Fotodiode oder einen Lichtdetektor 112 gekoppelt.As can be seen from Figure 6, the fluorescent fiber 102, protected by its opaque sheath, is connected at the exit from the jacket of the separation chamber 1 via a connector 202 to a normal optical fiber 200, for example made of silicon oxide, which is embedded in the polymer coating along the cylinder of resin-impregnated glass fibers of the support insulator 6 for the separation chamber 1. The lower end of the fiber 200 is in turn coupled to a photodiode or a light detector 112.
Figur 7 zeigt einen ähnlichen Leistungsschalter mit einer Vorrichtung zur Erfassung der Spannung gleich der oben beschriebenen in entsprechender Anordnung, wobei diese Vorrichtung zwischen das Ende der fluoreszierenden Faser 102 und dem Anschluß dieser Faser an die normale Lichtleitfaser 200 über den Verbinder 202 eingefügt ist.Figure 7 shows a similar circuit breaker with a voltage sensing device similar to that described above in a corresponding arrangement, this device being inserted between the end of the fluorescent fiber 102 and the connection of this fiber to the normal optical fiber 200 via the connector 202.
Claims (10)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9112472A FR2682527B1 (en) | 1991-10-10 | 1991-10-10 | CIRCUIT BREAKER WITH A COMPOSITE MATERIAL EQUIPPED WITH A MONITORING DEVICE. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE69212101D1 DE69212101D1 (en) | 1996-08-14 |
| DE69212101T2 true DE69212101T2 (en) | 1996-11-21 |
Family
ID=9417768
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE69212101T Expired - Fee Related DE69212101T2 (en) | 1991-10-10 | 1992-10-08 | Circuit breaker with casing made of composite material, which is equipped with a monitoring device |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0537074B1 (en) |
| AT (1) | ATE140340T1 (en) |
| DE (1) | DE69212101T2 (en) |
| ES (1) | ES2089452T3 (en) |
| FR (1) | FR2682527B1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016177573A1 (en) * | 2015-05-05 | 2016-11-10 | Siemens Aktiengesellschaft | Electrical switching device and corresponding switching system |
| WO2023036596A1 (en) * | 2021-09-09 | 2023-03-16 | Siemens Aktiengesellschaft | Vacuum switch arrangement and method for detecting an electric arc |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2718883B1 (en) * | 1994-04-19 | 1996-05-31 | Gec Alsthom T & D Sa | Electrical equipment with integrated pressure detection. |
| FR2731520B1 (en) * | 1995-03-08 | 1997-04-18 | Gec Alsthom T & D Sa | MEASUREMENT OF ELECTRICAL INTENSITY IN AN APPARATUS SUBJECT TO ELECTRIC ARC |
| DE19539535A1 (en) * | 1995-10-24 | 1997-04-30 | Siemens Ag | Vacuum interrupter internal pressure monitoring method |
| EP0912431A1 (en) | 1996-06-27 | 1999-05-06 | Kelley Company, Inc. | Wheel chocking device and method for using the same |
| US6250432B1 (en) | 1996-06-27 | 2001-06-26 | Kelley Company, Inc. | Wheel chocking device and method for using the same |
| US5736705A (en) * | 1996-09-13 | 1998-04-07 | Cooper Industries, Inc. | Grading ring insert assembly |
| DE29723039U1 (en) * | 1997-12-22 | 1998-03-12 | Siemens AG, 80333 München | Measuring or monitoring device for a high-voltage circuit breaker |
| IT1302147B1 (en) * | 1998-08-06 | 2000-07-31 | Abb Adda S P A | INTEGRATED OPTICAL DEVICE FOR CURRENT MEASUREMENT. |
| SE516725C2 (en) * | 1999-04-14 | 2002-02-19 | Abb Ab | Apparatus for detecting arcs and method for making such an apparatus. |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DD276358A1 (en) * | 1988-10-21 | 1990-02-21 | Buchwitz Otto Starkstrom | METHOD AND ARRANGEMENT FOR DETERMINING THE INTERNAL PRESSURE OF AN EVACUATED EXPOSURE, IN PARTICULAR A VACUUM CHECKS |
| FR2640386B1 (en) * | 1988-12-09 | 1991-04-12 | Alsthom Gec | DEVICE FOR THE DETECTION OF VISUAL FLOWS IN A CLOSED ENCLOSURE |
-
1991
- 1991-10-10 FR FR9112472A patent/FR2682527B1/en not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-10-08 ES ES92402750T patent/ES2089452T3/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-10-08 EP EP92402750A patent/EP0537074B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-10-08 DE DE69212101T patent/DE69212101T2/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-10-08 AT AT92402750T patent/ATE140340T1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016177573A1 (en) * | 2015-05-05 | 2016-11-10 | Siemens Aktiengesellschaft | Electrical switching device and corresponding switching system |
| WO2023036596A1 (en) * | 2021-09-09 | 2023-03-16 | Siemens Aktiengesellschaft | Vacuum switch arrangement and method for detecting an electric arc |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0537074B1 (en) | 1996-07-10 |
| ATE140340T1 (en) | 1996-07-15 |
| DE69212101D1 (en) | 1996-08-14 |
| FR2682527B1 (en) | 1993-11-19 |
| EP0537074A1 (en) | 1993-04-14 |
| ES2089452T3 (en) | 1996-10-01 |
| FR2682527A1 (en) | 1993-04-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE69212101T2 (en) | Circuit breaker with casing made of composite material, which is equipped with a monitoring device | |
| DE3902997C1 (en) | ||
| CH657923A5 (en) | ARC FLASH DETECTION ARRANGEMENT. | |
| DE10012291C1 (en) | Process for fiber optic temperature measurement and fiber optic temperature sensor | |
| DE3518909C2 (en) | ||
| DE69116079T2 (en) | Switch with arc detection | |
| WO1980001442A1 (en) | Supervision device with an optical detector for electrical arcs in a circuit-breaker | |
| DE3544142A1 (en) | INSULATOR WITH A CHANNEL FOR AN OPTICAL FIBER CABLE FOR COMMUNICATION | |
| DE3837605A1 (en) | DEVICE FOR MONITORING THE DISCONNECTING BEHAVIOR OF A VACUUM SWITCH | |
| DE69206925T2 (en) | Light detector | |
| DE3337553A1 (en) | ARRANGEMENT FOR MONITORING CONTACT COMBUSTION IN AN ELECTRICAL DEVICE | |
| AT390698B (en) | ENCLOSED, IN PARTICULAR METAL-ENCLOSED HIGH-VOLTAGE SYSTEM | |
| DE3111858A1 (en) | Measuring arrangement for detecting cracks | |
| DE9212672U1 (en) | Device for detecting arcing faults, especially on busbar arrangements in low-voltage switchgear | |
| DE29502452U1 (en) | Arrangement for room-selective detection of arcing faults in switchgear | |
| EP1710592B1 (en) | Device for detecting an arc | |
| EP0575932A1 (en) | Detecting device for fault arcs, in particular for their detection on bus bar arrangements in low-voltage switch gears | |
| EP1271591B1 (en) | Optical sensor for accidental arc | |
| DE19508888A1 (en) | Flexible heavy current electrical supply lead | |
| CH668510A5 (en) | ENCLOSED HIGH VOLTAGE SWITCHGEAR WITH ARC Fault Detection. | |
| DE19757844A1 (en) | Switch arcing detector with non-wound light guide | |
| DE19515068A1 (en) | Arrangement for partial discharge detection in high voltage cables and connection elements | |
| DE3916350A1 (en) | Automatic force transmission testing equipment - monitors mechanical joins or fixing elements in high or vacuum pressure installations using pressure sensor | |
| DE4309284C2 (en) | Leakage detection device | |
| DE19742329C1 (en) | High voltage device with HV potential measuring device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |