EP3424149A1 - Schaltersteuerungssystem - Google Patents

Schaltersteuerungssystem

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Publication number
EP3424149A1
EP3424149A1 EP17705051.5A EP17705051A EP3424149A1 EP 3424149 A1 EP3424149 A1 EP 3424149A1 EP 17705051 A EP17705051 A EP 17705051A EP 3424149 A1 EP3424149 A1 EP 3424149A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
control system
controller
light
switching device
switch control
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.)
Withdrawn
Application number
EP17705051.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Hilker
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Publication of EP3424149A1 publication Critical patent/EP3424149A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/965—Switches controlled by moving an element forming part of the switch
    • H03K17/968—Switches controlled by moving an element forming part of the switch using opto-electronic devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
    • G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/16—Indicators for switching condition, e.g. "on" or "off"
    • H01H9/168—Indicators for switching condition, e.g. "on" or "off" making use of an electromagnetic wave communication
    • 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
    • H01H33/02—Details
    • H01H33/53—Cases; Reservoirs, tanks, piping or valves, for arc-extinguishing fluid; Accessories therefor, e.g. safety arrangements, pressure relief devices
    • H01H33/56—Gas reservoirs
    • H01H33/563—Gas reservoirs comprising means for monitoring the density of the insulating gas
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K2217/00—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
    • H03K2217/94—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00 characterised by the way in which the control signal is generated
    • H03K2217/941—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00 characterised by the way in which the control signal is generated using an optical detector
    • H03K2217/94102—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00 characterised by the way in which the control signal is generated using an optical detector characterised by the type of activation
    • H03K2217/94104—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00 characterised by the way in which the control signal is generated using an optical detector characterised by the type of activation using a light barrier

Definitions

  • the invention relates to a switch control system.
  • Electrical power distribution is based on the switching of currents. Typically, a differentiation is high, with ⁇ medium and low voltage. The higher the voltage, the more expensive the switchgear.
  • Fig. 1 elements are diagrammatically a high-voltage switchgear ⁇ for switching a power switch ge ⁇ shows.
  • Circuit breakers close and open current paths (1) of high electrical voltages and control the switching of operating and fault currents.
  • a large vomit ⁇ cherten mechanical energy for example, is provided by a Federspei ⁇ cherantrieb (2) are available, must also be met ⁇ wider conditions for safe operation.
  • sufficient extinguishing and insulating gas must be available for a successful switching operation.
  • the switching position of the circuit breaker, the status of its on ⁇ drive and its spring accumulator and the pressure of the extinguishing and insulating gas are permanently monitored by electrical switching contacts (3).
  • a local electrical or electronic ⁇ specific controller (4) for this purpose interprets the switching states of the contacts and affects a function of the power switch status ⁇ and their wiring or programming the switch functions. Thus, the controller releases switching operations, blocks switching operations or triggers switching operations ei ⁇ genstieri.
  • EMC electromagnetic compatibility
  • the source of these disturbances are the electromagnetic emissions typical of the circuit breaker, which are set actions of the high voltage switch or thereby foige ⁇ called rapid changes in the voltage and the current.
  • EMC electromagnetic compatibility
  • noise levels at the terminals of the control components are measurable and may not exceed standards by defi ⁇ ned limits.
  • the disturbances can also be measured and can influence the function of the controller and even lead to the destruction of the semiconductors installed in the controller.
  • the invention has for its object to reduce the influence of EMC interference on the switch control of switchgear. This object is achieved by a switch control system according to claim 1. Advantageous developments are specified in the subclaims.
  • a novel switch control system for controlling a switching device is proposed.
  • the switch control system is provided with a controller for control or adjustment formed by settings of the switching device. This may in particular be a local electronic control.
  • the switch control system comprises a device for detecting (hereinafter also referred to as "detection apparatus"), one for controlling the switching device re ⁇ -relevant information.
  • This detection apparatus detects, for example, status information (for example, manual or motor positions) or a physical parameter (such as pressure, gas own ⁇ shaft, etc.). however, with the information, it may also be a complex information, for example, indicates a fault, the detek- by a plurality of parameter information is advantage.
  • the detection device is formed with a diaphragm or a filter case is. not to interpret the word "or” as exclusive.
  • the detection device can, for example, both a diaphragm and a filter or be ⁇ undesirables combination of elements "Aperture” and "filtering" umfas ⁇ sen.
  • a light path (typically reali means of an interrupted in the area of the aperture or of the optical fiber filter ⁇ Siert) is guided by the controller to the panel and from there back to the controller.
  • MEH ⁇ reren possibly separately arranged components are made (for example, a Sen ⁇ dekomponente and a receiving component) such that the light path is not necessarily completed at the same Comp ⁇ component from which it takes its output.
  • a separate dedicated component for Erzeu ⁇ supply and supply of light This component would then be conceptualized as part of the controller.
  • the invention Weger horrinsky ⁇ system still includes a device for movement of the diaphragm or the filter for influencing (eg in the form of a (complete or partial) interruption or release) of
  • a light path in accordance with the information relevant to the control of Wegvor ⁇ direction.
  • a light path is influenced in accordance with a relevant for the Steue ⁇ tion of the switching device information.
  • the controller preferably for evaluating characteristics (light intensity, the color spectrum of the light in question properties, ...) received from one or meh ⁇ eral light paths of light signals (under light signal is also the lack of the transmission of light at separate mode ⁇ ger interruption of the light path subsumed) and Abbil ⁇ dung or interpretation (eg by table or Abbil ⁇ making rules which are recorded by means of software) the evaluated properties related to. for the control of
  • the switch control system for influencing a plurality of guided by the controller to the panel and from there back to the control light paths in accordance with the relevant information for the control of the switching device information ⁇ staltet.
  • Be present may for example, also light paths and a Beeinf- lussungen of the light paths in the sense of a redundant supply ⁇ position a rele for controlling the switching device ⁇ -relevant information for the control is provided (the Re can thereby dancy ⁇ implemented both by means of partially redundant, or completely separate light paths be) .
  • the circuit control system for a division of a light path by means of a prism or a mirror in be configured a plurality of light paths and an influence of the multiple light ⁇ paths.
  • the control for the evaluation is influenced a through the color filter Farban ⁇ partly formed of transmitted via the light path to the controller light. This way you can do more for the
  • Control of the switching device relevant information to be transported via a light path This allows opti mized ⁇ means of light paths, for example in the sense of a mög ⁇ lichst low entire light guide route.
  • a light path through a plurality of influencing ⁇ forward influenced to ⁇ minimum (where under the control means is a diaphragm or a filter is understood, there is an be ⁇ undesirables combination of similar or different types of influencing means conceivable).
  • the plurality may be assigned by the influencing means a single Vorrich ⁇ processing for detecting a relevant for the control of Heidelbergvorrich ⁇ processing information in a first case.
  • the invention also includes a switching device and switchgear with an inventive switch control ⁇ system.
  • the invention is described below with reference to figures closer ⁇ be enrolled. Show it:
  • FIG. 3 is a pressure monitor as an example of a device for detecting a rele ⁇ vanten information for the control of the switching device
  • Fig. 5 a further embodiment of a circuit breaker with inventive control system.
  • Demie the controller flows through a light source (7), the transmitting optical waveguide (8) with light.
  • the opposite sides of these optical waveguides are guided on diaphragms (9), which have the task of those used in conventional solutions
  • Switching contacts for circuit breaker status representation over ⁇ take.
  • the panels with indicator components in ⁇ example with the interrupter unit (10), the (motor) limit switches (11) or the pressure switch (12), - similar to conventional solutions, the switch contacts - mechanically connected and thus form devices for Detection of a relevant for the control of the switching device In ⁇ formation.
  • the circuit breaker status changes one or more stops are moved. As a result, they interrupt the light path or light path to the receiving optical waveguide (13) or release it.
  • the pressure of a gas chamber (20) is monitored with the pressure switch (12) ⁇ by the gas pressure in the gas chamber (20) comprises a piston (12a) against a spring (12b) shifts.
  • the piston is mechanically connected to the diaphragm (9) and moves it when changing the gas pressure.
  • the opaque part of the diaphragm (9a) or the translucent part of the diaphragm (9b) in the cone of light of the optical waveguide (6) As a result, the incidence of light at the receiving unit (19) indicates the exceeding or falling below a limit value of the pressure in the gas space.
  • the aperture can be extended to color filter. The gas pressure can then be determined using the light ⁇ color on the receiver.
  • the beginning of the recie ⁇ ing optical waveguide (13) is located on the diaphragm opposite side and its end is guided in the receiving unit of the controller.
  • the transillumination state of each optical fiber is checked.
  • the status information is displayed transmit the control.
  • the controller can now release, block or run using the transmitted optical waveguide-information switch handle ⁇ ments.
  • the light in the transmitted light path can be split for example by prisms or mirrors (14) and are guided to a plurality of Blen ⁇ addition to the use of several light sources. Redundancies can be realized by the parallel guidance (15) of transmitting and receiving optical waveguides.
  • Control-independent interlocks can be imaged by the series connection (16) of several apertures. At least two conditions must be met in order for light to arrive at the receiver.
  • the query parameter is therefore "hardware-sided" realized, that is the evaluation of the fulfillment of both condition occurs not in control and can DES half also not affected by error in the control ⁇ to.
  • the number of optical fibers used can be reduced by feeding the transmitting optical waveguide (17) with white light whose spectrum contains all the colors. Instead of the apertures which interrupt or connect the light path, color filters (18) are used.
  • the lightwave ⁇ conductor (17) is successively ge over all color filters leads ⁇ who change the spectrum of the light according to the switch status. The spectrum, so the color of the incoming light analy ⁇ Siert and thus the status of the circuit breaker is then evaluated (see Fig .5) in the receiving unit (19).
  • the thus-designed opto-electronic power ⁇ switch control the possibility of using

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)
  • Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schaltersteuerungssystem zur Steuerung einer Schaltvorrichtung, mittels welcher eine Strompfad (1) geöffnet oder geschlossen wird. Das erfindungsgemäße Schaltersteuerungssystem umfaßt eine Steuerung (4) zum Steuern von Einstellungen der Schaltvorrichtung und eine Erfassungsvorrichtung zur Erfassung einer für die Steuerung der Schaltvorrichtung relevanten Information. Die Erfassungsvorrichtung ist mit einer Blende (9) oder einem Filter (18) gebildet und ein Lichtpfad von der Steuerung (4) zur Blende (9) bzw. zum Filter (18) und von dort zurück zur Steuerung (4) geführt. Die Erfassungsvorrichtung ist für eine Bewegung der Blende (9) oder des Filters (18) für eine Beeinflussung des Lichtpfades nach Maßgabe der für die Steuerung der Schaltvorrichtung relevanten Information ausgestaltet. Das erfindungsgemäße Schalterstartungssystem führt zu einer Reduzierung des Einflusses von elektromagnetischen Störungen auf die Schaltersteuerung und schafft damit eine Voraussetzung für den Einsatz von elektronischen Schaltersteuerungen.

Description

Beschreibung
SchaltersteuerungsSystem Die Erfindung betrifft ein Schaltersteuerungssystem.
Elektrische Energieverteilung basiert auf dem Schalten von Strömen. Typischerweise unterscheidet man dabei Hoch-, Mit¬ tel- und Niederspannung. Je höher die Spannung, desto aufwen- diger die Schaltanlage.
In Fig. 1 sind schematisch Elemente einer Hochspannungs¬ schaltanlage für das Schalten eines Leistungsschalters ge¬ zeigt. Leistungsschalter schließen und öffnen Strompfade (1) hoher elektrischer Spannungen und beherrschen das Schalten von Betriebs- und Fehlerströmen. Neben einer großen gespei¬ cherten mechanischen Energie, die z.B. durch einen Federspei¬ cherantrieb (2) zur Verfügung gestellt wird, müssen auch an¬ dere Voraussetzungen für einen sicheren Betrieb erfüllt sein. So muß beispielsweise ausreichend Lösch- und Isoliergas für eine erfolgreiche Schalthandlung zur Verfügung stehen. Die SchaltStellung des Leistungsschalters, der Status seines An¬ triebes und dessen Federspeichers sowie der Druck des Lösch- und Isoliergases werden durch elektrische Schaltkontakte (3) permanent überwacht. Eine lokale elektrische oder elektroni¬ sche Steuerung (4) interpretiert hierzu die Schalt zustände der Kontakte und beeinflußt in Abhängigkeit des Leistungs¬ schalterstatus und ihrer Verdrahtung bzw. Programmierung die Schalterfunktionen. Somit gibt die Steuerung Schalthandlungen frei, sperrt Schalthandlungen oder löst Schalthandlungen ei¬ genständig aus.
Dabei stellen elektrische Leitungen und Kabel (5) , die zur Übertragung der elektrischen Statusinformationen benötig wer- den, eine Senke und Einkopplungsmöglichkeit für EMV-Störungen dar (EMV: Elektromagnetische Verträglichkeit) . Die Quelle dieser Störungen sind die dem Leistungsschalter typischen elektromagnetischen Emissionen, die sich durch die Schalt- handlungen des Hochspannungsschalters bzw. dadurch hervorge¬ rufene schnelle Veränderungen der Spannung als auch des Stroms einstellen. Bei konventionellen, elektrischen Steue¬ rungen sind die Störungen als Störpegel an den Klemmen der Steuerungsbauteile messbar und dürfen mittels Normen defi¬ nierte Grenzwerte nicht überschreiten. Bei elektronischen Steuerungen sind die Störungen ebenfalls messbar und können die Steuerung in ihrer Funktion beeinflussen und sogar zur Zerstörung der in der Steuerung verbauten Halbleiter führen.
Bisher werden zur Realisierung von Leistungsschaltersteuerun¬ gen konventionelle elektrische Bauelemente verwendet, da de¬ ren Größe und Robustheit eine bessere Störunempfindlichkeit mit sich bringt. Normüberschreitende Störpegel werden durch speziell definierte Leitungsverlegevorschriften reduziert. Wenn elektronische Leistungsschaltersteuerungen verwendet werden, dann werden sie durch entsprechende Schut zbeschaltun- gen wie Filter, Abieiter und geschlossene metallische Gehäuse vor den Störspannungen geschützt. Der Einsatz von elektroni- sehen Leistungsschaltersteuerungen bzw. mit aktiven Halb¬ leiterbauelementen gebildeten, Informationen verarbeitenden Leistungsschaltersteuerungen wird allerdings bisher weitest¬ gehend vermieden, obwohl diese Leistungsschaltersteuerungen wesentlich größere Freiheitsgerade durch ihre flexible Pro- grammierbarkeit zulassen würden.
Die Erfindung hat zur Aufgabe, den Einfluß von EMV-Störungen auf die Schaltersteuerung von Schaltanlagen zu reduzieren. Diese Aufgabe wird durch ein Schaltersteuerungssystem gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß wird ein neuartiges Schaltersteuerungssystem zur Steuerung einer Schaltvorrichtung vorgeschlagen. Mit der Schaltvorrichtung wird dabei typischerweise ein Strompfad ge¬ öffnet oder geschlossen. Das Schaltersteuerungssystem ist mit einer Steuerung zum Steuern bzw. zur Vorgabe oder Anpassung von Einstellungen der Schaltvorrichtung gebildet. Dabei kann es sich insbesondere um eine lokale elektronische Steuerung handeln . Zudem umfaßt das Schaltersteuerungssystem eine Vorrichtung zur Erfassung (im Folgenden auch als „Erfassungsvorrichtung" bezeichnet) einer für die Steuerung der Schaltvorrichtung re¬ levanten Information. Diese Erfassungsvorrichtung erfaßt z.B. eine Statusinformation (z.B. Schalt- oder Motorstellungen) oder einen physikalischen Parameter (z.B. Druck, Gaseigen¬ schaft, etc.) . Bei der Information kann es sich aber auch um eine komplexe Information handeln, die z.B. einen Störfall indiziert, der mittels mehrerer Parameterinformationen detek- tiert wird. Die Erfassungsvorrichtung ist mit einer Blende oder einem Filter gebildet. Hierbei ist das Wort „oder" nicht als exklusiv zu verstehen. Die Erfassungsvorrichtung kann z.B. sowohl eine Blende als auch einen Filter oder eine be¬ liebige Kombination der Elemente „Blende" und „Filter" umfas¬ sen. Ein Lichtpfad (typischerweise mittels einem im Bereich der Blende bzw. des Filters unterbrochenen Lichtleiter reali¬ siert) ist von der Steuerung zur Blende und von dort zurück zur Steuerung geführt. Dabei kann u.U. die Steuerung aus meh¬ reren, evtl. separat angeordneten Komponenten (z.B. eine Sen¬ dekomponente und eine Empfangskomponente) bestehen, so daß der der Lichtpfad nicht notwendigerweise bei derselben Kompo¬ nente endet, von der er seinen Ausgang nimmt. Insbesondere kann es auch eine separate dedizierte Komponente für Erzeu¬ gung und Einspeisung von Licht in Lichtpfade geben. Diese Komponente wäre dann begriffsmäßig als Teil der Steuerung zu betrachten.
Schließlich umfaßt das erfindungsgemäße Schaltersteuerungssy¬ stem noch eine Vorrichtung für eine Bewegung der Blende oder des Filters für eine Beeinflussung (z.B. in Form einer (voll- ständigen oder teilweisen) Unterbrechung bzw. Freigabe) des
Lichtpfades nach Maßgabe der für die Steuerung der Schaltvor¬ richtung relevanten Information. Erfindungsgemäß wird ein Lichtpfad gemäß einer für die Steue¬ rung der Schaltvorrichtung relevanten Information beeinflußt. Somit kodiert das über diesen Lichtpfad empfangene Licht die¬ se für die Steuerung der Schaltvorrichtung relevante Informa- tion und kann mittels der Steuerung interpretiert werden. Zu diesem Zweck ist die Steuerung vorzugsweise zur Auswertung von Eigenschaften (LichtIntensität , das Farbspektrum des Lichts betreffende Eigenschaften, ...) von über einen oder meh¬ rere Lichtpfade empfangenen LichtSignalen (unter Lichtsignal wird auch das Fehlen von der Übertragung von Licht bei völli¬ ger Unterbrechung des Lichtpfades subsumiert) und zur Abbil¬ dung bzw. Interpretation (z.B. mittels Tabelle oder Abbil¬ dungsregeln, welche mittels Software eingespielt sind) der ausgewerteten Eigenschaften bzgl. für die Steuerung des
Schalters relevanten Information ausgebildet.
Durch den Einsatz von Lichtpfaden ist die Gefährdung durch EMV-Störungen erheblich reduziert. Insbesondere sind damit die Rahmenbedingungen für die Verwendung einer lokalen elek- tronischen Steuerung erheblich verbessert, d.h. eine elektro¬ nische Steuerung kann innerhalb der Schaltvorrichtung ange¬ ordnet werden.
Gemäß einer Weiterbildung des Erfindungsgegenstands ist das Schaltersteuerungssystem für die Beeinflussung einer Mehrzahl von von der Steuerung zur Blende und von dort zurück zur Steuerung geführten Lichtpfaden nach Maßgabe der für die Steuerung der Schaltvorrichtung relevanten Information ausge¬ staltet. Dabei können z.B. auch Lichtpfade und eine Beeinf- lussungen der Lichtpfade im Sinne einer redundanten Bereit¬ stellung einer für die Steuerung der Schaltvorrichtung rele¬ vanten Information für die Steuerung vorgesehen sein (die Re¬ dundanz kann dabei sowohl mittels teilweise redundanten oder völlig getrennten Lichtpfaden realisiert sein) .
Um eine Mehrzahl von Lichtpfaden platzsparend zu realisieren kann das Schaltungssteuerungssystem für eine Aufteilung eines Lichtpfads mit Hilfe eines Prismas oder eines Spiegels in mehrere Lichtpfade und eine Beeinflussung der mehreren Licht¬ pfade ausgestaltet sein. Somit fallen sozusagen auf dem Hin¬ weg mehrere Lichtpfade zusammen, d.h. weniger Übertragungsin¬ frastruktur (z.B. Lichtleiterstecke) muß bereitgestellt wer- den .
Ökonomisch ist auch die Verwendung mindestens eines Farbfil¬ ters zur Beeinflussung eines Lichtpfades nach Maßgabe der für die Steuerung der Schaltvorrichtung relevanten Information gemäß einer weiteren Weiterbildung des Erfindungsgegenstan¬ des. Bei dieser Ausführungsform ist die Steuerung für die Auswertung eines durch den Farbfilter beeinflußten Farban¬ teils von über den Lichtpfad an die Steuerung übertragenen Lichts ausgebildet. Auf diese Weise können mehr für die
Steuerung der Schaltvorrichtung relevante Informationen über einen Lichtpfad transportiert werden. Das erlaubt eine opti¬ mierte Einrichtung von Lichtpfaden, z.B. im Sinne einer mög¬ lichst geringen gesamten Lichtleiterstrecke. Gemäß einer Ausgestaltung des Erfindungsgegenstands wird zu¬ mindest ein Lichtpfad durch eine Mehrzahl von Beeinflussungs¬ mitteln beeinflußt (wobei unter Beeinflussungsmittel eine Blende bzw. ein Filter verstanden wird; es ist dabei eine be¬ liebige Kombination gleichartiger bzw. verschiedenartiger Be- einflussungsmittel denkbar) . Dabei kann in einem ersten Fall die Mehrzahl von Beeinflussungsmittel einer einzigen Vorrich¬ tung zur Erfassung einer für die Steuerung der Schaltvorrich¬ tung relevanten Information zugeordnet sein. Dies hat den Vorteil, daß mehrere verschiedene an der Vorrichtung anfal- lende zur Erfassung einer für die Steuerung der Schaltvor¬ richtung relevante Informationen als Lichtsignal kodiert wer¬ den können. In einem zweiten Fall sind die Beeinflussungsmit¬ tel jeweils verschiedenen Vorrichtungen zur Erfassung einer für die Steuerung der Schaltvorrichtung relevanten Informati- on zugeordnet. Diese Lösung kann z.B. so ausgestaltet sein, daß der Lichtpfad verschiedene Erfassungsvorrichtungen pas¬ siert und das resultierende Lichtsignal Informationen dieser Erfassungsvorrichtungen kodiert (z.B. Druck in Bereich A zu hoch, Druck in Bereich B normal, Druck in Bereich C normal, wobei die einzelnen Informationen in Farbkomponenten des Lichtsignals erhalten sind) . Beide Fälle können auch kombi¬ niert zur Anwendung kommen.
Die Erfindung beinhaltet auch eine Schaltvorrichtung bzw. Schaltanlage mit einem erfindungsgemäßen Schaltersteuerungs¬ system. Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Figuren näher be¬ schrieben. Es zeigen:
Fig. 1: einen Lastschalter mit herkömmlichem Steuerungssy¬ stem,
Fig. 2: einen Lastschalter mit erfindungsgemäßem Steuerungs¬ system,
Fig. 3: ein Druckwächter als Beispiel einer Vorrichtung zur Erfassung einer für die Steuerung der Schaltvorrichtung rele¬ vanten Information,
Fig. 4: eine andere Ausgestaltung eines Lastschalters mit er¬ findungsgemäßem Steuerungssystem, und
Fig. 5: eine weitere Ausgestaltung eines Lastschalters mit erfindungsgemäßem SteuerungsSystem.
Um die Vorteile und die hohe Flexibilität einer elektroni- sehen Steuerung nutzen zu können und die Steuerung vor Be¬ schädigung durch elektromagnetische Störeinflüsse zu schüt¬ zen, muß die leitungsgebundene Übertragung von Störspannungen möglichst reduziert werden. Dazu wird erfindungsgemäß die An¬ zahl der Signal- und Steuerleitungen, in die die Störspannun- gen bzw. Störgrößen einkoppeln, minimiert. Statt der elektri¬ schen Signalübertragung findet die Signalübertragung optisch statt. Dafür werden - wie in Fig. 2 gezeigt - statt elektri¬ scher Leitungen Lichtwellenleiter (6) verwendet. In der Sen- ^
deeinheit der Steuerung durchflutet eine Lichtquelle (7) die sendenden Lichtwellenleiter (8) mit Licht. Die Gegenseiten dieser Lichtwellenleiter sind auf Blenden (9) geführt, die die Aufgabe der bei herkömmlichen Lösungen verwendeten
Schaltkontakte zur Leistungsschalterstatusdarstellung über¬ nehmen. Dazu sind die Blenden mit Indikatorbauteilen, bei¬ spielsweise mit der Unterbrechereinheit (10), dem (Motor- ) Endschaltern (11) oder dem Druckwächter (12), - ähnlich wie bei herkömmlichen Lösungen die Schaltkontakte - mechanisch verbunden und bilden so jeweils Vorrichtungen zur Erfassung einer für die Steuerung der Schaltvorrichtung relevanten In¬ formation. Bei Änderung des Leistungsschalterstatus werden eine oder mehrere Blenden verschoben. Dadurch unterbrechen sie den Lichtpfad bzw. Lichtweg zum empfangenden Lichtwellen- leiter (13) oder geben ihn frei.
Dies wird im Folgenden anhand des Beispiels eines Druckwäch¬ ters (12) anhand von Fig. 3 noch näher erläutert. Der Druck eines Gasraumes (20) wird mit dem Druckwächter (12) über¬ wacht, indem der Gasdruck im Gasraum (20) einen Kolben (12a) gegen eine Feder (12b) verschiebt. Der Kolben ist mechanisch mit der Blende (9) verbunden und bewegt sie bei Veränderung des Gasdruckes. Somit befinden sich, in Abhängigkeit des Gas¬ druckes, der lichtundurchlässige Teil der Blende (9a) oder der lichtdurchlässige Teil der Blende (9b) im Lichtkegel des Lichtwellenleiters (6) . Dadurch zeigt der Einfall von Licht an der Empfangseinheit (19) die Über- oder Unterschreitung eines Grenzwertes des Druckes im Gasraum an. Um nicht nur ei¬ nen Grenzwert detektieren zu können, sondern mehrere, kann die Blende um Farbfilter erweitert werden. An Hand der Licht¬ farbe am Empfänger kann dann der Gasdruck ermittelt werden.
Wie in Fig. 2 gezeigt, befindet sich der Anfang des empfan¬ genden Lichtwellenleiters (13) an der Blendengegenseite und sein Ende ist in die Empfangseinheit der Steuerung geführt. In dieser Einheit wird der Durchleuchtungszustand jedes Lichtwellenleiters geprüft. Anhand des Belichtungszustandes jedes Lichtwellenleiters werden die Statusinformationen an die Steuerung übertragen. Die Steuerung kann nun anhand der per Lichtwellenleiter übertragenen Informationen Schalthand¬ lungen freigeben, sperren oder ausführen. Wie in Fig. 4 gezeigt, kann neben der Verwendung mehrerer Lichtquellen das Licht im sendenden Lichtpfad z.B. durch Prismen oder Spiegel (14) aufgeteilt und so zu mehreren Blen¬ den geführt werden. Redundanzen lassen sich durch die Parallelführung (15) von sendenden und empfangenden Lichtwellenleitern realisieren. Diese lassen sich von redundanten Sendeeinheiten speisen und werden ebenso von redundanten Empfangseinheiten ausgewer¬ tet. Steuerungsunabhängige Verriegelungen lassen sich durch die Reihenschaltung (16) mehrerer Blenden abbilden. Es müssen dabei zumindest zwei Bedingungen erfüllt sein, damit Licht am Empfänger ankommt. Die Abfrage der Parameter ist somit „hard- wareseitig" realisiert, d.h. die Auswertung der Erfüllung beider Bedingen erfolgt nicht in der Steuerung und kann des- halb auch nicht durch Fehler in der Steuerung beeinflußt wer¬ den .
Die Anzahl der verwendeten Lichtwellenleiter kann reduziert werden, indem der sendende Lichtwellenleiter (17) mit weißem Licht, dessen Spektrum alle Farben enthält, gespeist wird. Anstelle der Blenden, die den Lichtpfad unterbrechen oder verbinden, werden Farbfilter (18) verwendet. Der Lichtwellen¬ leiter (17) wird nacheinander über sämtliche Farbfilter ge¬ führt, die das Spektrum des Lichtes entsprechend dem Schal- terstatus verändern. In der Empfangseinheit (19) wird dann das Spektrum, also die Farbe des ankommenden Lichtes analy¬ siert und somit der Status des Leistungsschalters bewertet (siehe Fig .5 ) . Durch die derart konzipierte opto-elektronische Leistungs¬ schaltersteuerung wird die Verwendungsmöglichkeit von
elektronischen Steuerungen für Hochspannungsleistungsschalter generell vereinfacht oder erst möglich gemacht. Mit Verwen- dung von elektronischen Steuerungen für die Hochspannungslei- stungsschalter wird die Flexibilität dieser Technologie auch für Hersteller und Anwender von HS-Schaltgeräten nutzbar. Die einfachere Adaptierung des Funktionsumfanges und der Program¬ mierfähigkeit von elektronischen Steuerungen wird somit ein- setzbar. Funktions- und Programmierungsänderung sind für Her¬ steller und Anwender nutzbar. Die Minimierung von Einkopp- lungsmöglichkeiten für elektromagnetische Störungen reduziert den Aufwand für Filterung und Abschirmung an elektronischen Leistungsschaltersteuerungen und senkt das Defektrisiko wäh¬ rend des Betriebs. Besonders durch die kompakte Bauweise der elektronischen Steuerung läßt sich die Schirmung gegenüber feldgebundenen elektromagnetischen Beeinflussungen gut reali¬ sieren. Ferner führen diese Vereinfachungen auch zu einer Re¬ duzierung der Herstellkosten für elektronische Leistungs¬ schaltersteuerungen. Neben den dargestellten Statusindikato¬ ren wird die Möglichkeit geschaffen, Zustandsindikatoren z.B. für Strom und Temperatur in die Leistungsschaltersteuerung einzubinden .

Claims

Patentansprüche
1. Schaltersteuerungssystem zur Steuerung einer Schaltvor¬ richtung, mittels welcher eine Strompfad (1) geöffnet oder geschlossen wird, umfassend
- eine Steuerung (4) zum Steuern von Einstellungen der
SchaltVorrichtung,
- eine Erfassungsvorrichtung zur Erfassung einer für die Steuerung der Schaltvorrichtung relevanten Information, wobei
- die Erfassungsvorrichtung mit einer Blende (9) oder einem Filter (18) gebildet ist,
- ein Lichtpfad von der Steuerung (4) zur Blende (9) bzw. zum Filter (18) und von dort zurück zur Steuerung (4) geführt ist, und
- die Erfassungsvorrichtung für eine Bewegung der Blende (9) oder des Filters (18) für eine Beeinflussung des Lichtpfades nach Maßgabe der für die Steuerung der Schaltvorrichtung re¬ levanten Information ausgestaltet ist.
2. Schaltersteuerungssystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
- das Schaltersteuerungssystem für die Beeinflussung einer Mehrzahl von von der Steuerung (4) zur Blende (9) und von dort zurück zur Steuerung (4) geführten Lichtpfaden nach Ma߬ gabe der für die Steuerung der Schaltvorrichtung relevanten Information ausgestaltet ist.
3. Schaltersteuerungssystem nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
- der Begriff Beeinflussungsmittel eine Blende oder einen Filter bezeichnet, und
- der Lichtpfad durch eine Mehrzahl von Beeinflussungsmitteln beeinflussbar ist.
4. Schaltersteuerungssystem nach einem der vorhergehenden An¬ sprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
- das Schaltersteuerungssystem
-- für eine Aufteilung eines Lichtpfads mit Hilfe eines Pris¬ mas oder eines Spiegels (14) in mehrere Lichtpfade und
-- eine Beeinflussung der mehreren Lichtpfade ausgestaltet ist .
5. Schaltersteuerungssystem nach einem der vorhergehenden An¬ sprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
- mindestens ein Farbfilter zur Beeinflussung eines Lichtpfa¬ des nach Maßgabe der für die Steuerung der Schaltvorrichtung relevanten Information vorgesehen ist, und
- die Steuerung (4) für die Auswertung eines durch den Farb¬ filter beeinflussten Farbanteils von über den Lichtpfad an die Steuerung (4) übertragenen Lichts ausgebildet ist.
6. Schaltersteuerungssystem nach einem der vorhergehenden An¬ sprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
- die Steuerung (4)
- zur Auswertung von Eigenschaften von über einen oder meh- rere Lichtpfade empfangene Lichtsignale und
-- zur Abbildung der ausgewerteten Eigenschaften auf für die Steuerung des Schalters relevante Information ausgebildet ist .
7. Schaltersteuerungssystem nach einem der vorhergehenden An¬ sprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
Lichtpfade und eine Beeinflussungen der Lichtpfade im Sinne einer redundanten Bereitstellung einer für die Steuerung der Schaltvorrichtung relevanten Information für die Steuerung (4) vorgesehen sind.
8. Schaltersteuerungssystem nach einem der vorhergehenden An¬ sprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine steuerungsunabhängige Verriegelungen durch eine Reihen- Schaltung (16) mehrerer Blenden realisiert ist.
9. Schaltvorrichtung, mittels welcher eine Strompfad (1) ge¬ öffnet oder geschlossen wird,
mit einem Schaltersteuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE29923980U1 (de) * 1998-03-13 2001-10-11 Keba Gesellschaft M.B.H. & Co., Linz Sicherheitsschalteinrichtung für elektrisch gesteuerte Maschinen
DE19504714B4 (de) * 1995-02-14 2006-08-24 Daimlerchrysler Ag Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung einer Zustandsgröße eines Leistungsschalters
US20120243822A1 (en) * 2010-08-27 2012-09-27 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Getting-on/off determination apparatus and getting-on/off determination method

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3822342A1 (de) * 1987-07-09 1989-01-19 Mitsubishi Electric Corp Strompfadunterbrecher
DE8800075U1 (de) * 1988-01-07 1988-04-28 Fibronix Faseroptische Sensoren + Systeme GmbH, 2300 Kiel Vorrichtung zum optischen Erfassen des Schaltzustandes eines Schaltgliedes
DE4302670A1 (de) * 1993-01-30 1994-08-04 Valentron Ag Verfahren zur Bestimmung der Position eines Steuerorgans und Steuervorrichtung mit einem Steuerorgan
PL193189B1 (pl) * 1999-09-24 2007-01-31 Politechnika Lodzka Wyłącznik prądu stałego
US8686869B2 (en) * 2010-12-29 2014-04-01 Secureall Corporation Alignment-related operation and position sensing of electronic and other locks and other objects

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19504714B4 (de) * 1995-02-14 2006-08-24 Daimlerchrysler Ag Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung einer Zustandsgröße eines Leistungsschalters
DE29923980U1 (de) * 1998-03-13 2001-10-11 Keba Gesellschaft M.B.H. & Co., Linz Sicherheitsschalteinrichtung für elektrisch gesteuerte Maschinen
US20120243822A1 (en) * 2010-08-27 2012-09-27 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Getting-on/off determination apparatus and getting-on/off determination method

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
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