FI116754B - Häiriövalokaarilta suojattu kytkentälaitteisto sähköenergian jakamiseksi - Google Patents

Description

Häiriövalokaarilta suojattu kytkentälaitteisto s gian jakamiseksi

Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 5 non mukainen häiriövalokaarilta suojattu kytkentä to.

Häiriövalokaaria syntyy esimerkiksi pienjä kentälaitteistoissa, kun johtimien väliin tai jo maan väliin syntyy suora sähköinen yhteys iin 10 esiintyy metallista oikosulkua esimerkiksi eristy täessä tai virhekäytössä. Tällöin eri jännitteis johtavat osat yhdistyvät plasmapylvään kautta.

Erittäin korkean plasmalämpötilan vuoksi v ympäristö lämpiää nopeasti ja voimakkaasti si1 15 kytkentälaitteistossa syntyy paineenmuodostus, vuttaa maksiminsa jo 15 - 20 ms:n kuluttua. Pain on usein suurempi kuin kytkinkaappien ovien ja e nien mekaaninen kestävyys. Silloin nämä osat räjä liikkuvat suurella nopeudella.

20 Henkilöiden läsnä ollessa voi syntyä hu palovammoj a kuuman kaasun j a hehkuvien osaster Sitä paitsi plasmapylväästä lähtevä säteily vc « * · salamointiin, :#ϊ#! CH-patentista 676 174 tunnetaan valokaari- ·:· 25 laite, joka ilmaisee valokaaren kytkentälaitteis **«* lojohdinantureita käyttämällä. Valokaari-ilmaisi * * : .·, tällöin useiden kytkentäsolujen kautta. Tällä lai ,···, la saadaan vikailmoitus välitettyä häiriövalokaar * * * paikasta riippumatta.

. , 30 Tämän laitteiston haittana on, ettei häirii rivian sattuessa voi tapahtua valikoivaa irtik; 2

Aikakausi-lehdestä Elektrotechnik 1982, n: 23 - 27, erityisesti kuvio 5 ja UH-patenttihak 169 992 tunnetaan pikaoikosulkulaite, jonka sano muttavan häiriövalokaari vähemmässä kuin 5 ms: i 5 mainitun lehden kuviossa 6 esitetään varalähteel tettu verkko, jossa kuvataan oikosulkulaitteen k Häiriövalokaaren sattuessa, esimerkiksi sessä lähteessä, toimii oikosulkulaite joka tap Henkilöt tosin suojataan luotettavasti, mutta 10 alueilla, joissa on kyseesssä erittäin korkea sy tettavuus, ei ole siedettävissä, että esimerkik irtikytkentöjen, kuten hajavalon kytkeytymisen v syöttökytkintä edeltävien häiriövalokaarten vuo! naiset jakelualueet tulisivat pitempään toime 15 energian jakelua.

Otsikon "häiriövalokaarisuojaus" alla lukuisia ohjeita, patenttikirjallisuutta, ammatti siä, muita julkaisua ja tekniikan tasoa.

Lukuisista ratkaisuehdotuksista huolimat 20 tomuuskehitys on kehittynyt 60-luvulta alkaen negatiivisesti.

Sen vuoksi keksinnön tavoitteena on löyt dellisesti hyväksyttävä ratkaisu kytkentälaittei muuden parantamiseksi siten, että häiriövalokaare ·:· 25 tetaan varmasti ja nopeasti ilman virheirtiky vaaraa ja ihmisiä tai kojeiston osia vaarantamatt • * : riövalokaaret estetään taloudellisella tavalla, e # * · .*♦·. ti tällöin on seiektiivisyys oikosulkujen ja yl • i ♦ suhteen säilytettävä ja jakeluvarmuuden oltava k . . 30 Keksinnön tavoite saavutetaan patenttiva • « · ·;;/ 1 tunnusmerkkien avulla, kun taas alivaatimuksiss 3

Kuvio 1 näyttää perspektiiviesityksen pie: kytkentälaitteiston osasta.

Kuvio 2 näyttää yksinapaisen virrankull kuvan esittämästä kytkentälaitteistosta.

5 Kuvio 3 näyttää sivulta yksittäisen ken1 sisätilan.

Kuvio 4 näyttää periaate-esityksen kokooja] ja laitejärjestelystä edestäpäin.

Kuvio 5 näyttää esityksen johdinlevystä, , 10 turit on liitetty.

Kuvio 6 näyttää esityksen antureiden kytk< Kuvio 7 näyttää toisen esityksen kytkennä Kuvio 8 näyttää esityksen keskitetystä jär tä.

15 Kuvio 9 näyttää esityksen hajautetusta jär tä.

Kuvio 10 näyttää periaate-esityksen oikosu teestä.

Kuvio 11 näyttää periaate-esityksen kokooj 20 asennuksesta pienjännite-kytkinasemalla.

Kuvio 12 näyttää perspektiiviesityksen ko: kojen asennuksesta pienjännitekytkinasemalla.

Kuvio 13 näyttää esityksen kokoojakiskoase: iti poistokiskoineen ja Hall-antureineen edestä.

·;1 25 Kuvio 14 näyttää esityksen kuviossa 3 n a a a « kokoojakiskoasennuksesta sivulta.

• · : Kuvio 15 näyttää yksittäisesityksen Z ki • 1 · e···. näytetystä kokooj akiskoasennuksesta.

* · 1

Kuvio 16 näyttää esityksen kokoojakiskoase; 30 poistokiskoineen ja lisättyine Hall-antureineen.

aa·

Kuvio 17 näyttää esityksen kuviossa 6 n 4

Kuvio 20 näyttää kolmannen valojohtimen esimerkin kolmella kokoojakiskolla.

Kuvio 21 näyttää valojohtimen kytkentä kolmella kokoojakiskolla ja niihin pystysuoraan 1 5 lä virtakiskoilla.

Kuvio 22 näyttää toisen valojohtimen kyt merkin kolmella kokoojakiskolla ja niihin pys liitetyillä virtakiskoilla.

Kytkinlaitteisto 1 koostuu ensimmäisestä 10 A, toisesta lähteestä B ja varalähteestä R, kut liittyvä virrankulkukaavio näyttää.

Varalähteen taakse on asennettu varamuunt toisen lähteistä A tai B irtikytkeytyessä aloitta kytkimen sulkeutuessa.

15 Kytkinlaitteisto 1 koostuu lisäksi kolmes kokoojak isko-osuudesta SSA, SSR ja SSB, joi te syöttää syöttökytkimien EA, ER ja EB kautta. Vi jakisko-osuudet SSA ja SSR sekä SSR ja SSB voida tää toisiinsa kytkimillä KA ja KB.

20 Kokoojakisko-osuus SSA on yhdistetty ens lähtökytkimeen AA, jolloin tietysti voi esiir useampia lähtöjä tai lähtökytkimiä, esimerkiksi * * * lämmitysten syöttämiseksi.

I'·/· Toinen lähtökytkin AB on kytketty toiseen 25 k isko-osuu teen SSB, esimerkiksi alijakelijan syö .'· : si.

♦ M * · : .·. Kuviossa 2 näytetään kytkentälaitteiston • t* ψ kaapin 11 - 14 muodostama osuus, ja kuviot 3 ja * « » vät muita esityksiä näistä neljästä kaapista 11 , . 30 Ensimmäisessä kaapissa 11 on ensimmäinen • · * ··· * kin AA, Toiseen kaaDDiin 12 on asennettu ensimmäi 4 5 11 - 13 yli. Muita lähtökytkimiä voi olla as niistä vasemmalle, jos näitä kokoojakiskoja pi vasemmalle, kuten katkoviivoin on esitetty.

Varasyötön R kokoojakiskot sitävastoin ov 5 alueella sekä kolmannessa ja neljännessä kaapis: sekä näistä kaapeista oikealle.

Kytkentälaitteisto on varustettu Hall-antt valojohtimilla häiriövalokaaren tunnistamiseksi, den lähempi toimintatapa selitetään myöhemmin.

10 Valojohtoanturit auttavat häiriövalokaar< alaista (ainakin saman toimintatilan sisäistä riippumatonta) tunnistamista, ts. ne näyttävät, riövalokaari on syntynyt, kun taas Hall-anturit vat häiriövalokaaren tarkan syntypaikan.

15 Häiriövalokaaren toteaminen voi tapahtua kenttäkohtaisesti.

Kaikkiaan asennetaan tässä tapauksessa jop san Hall-anturia suojattujen signaalijohtimien j täelektroniikan kautta. Liitäntä tapahtuu 25 20 D-Sub-vastakkeen tai pistokkeen 16 kautta, joka tettu suoraan kytkentälevylie 17 maadoitettuun tikoteloon kaapin kannen tai jakajakiskojen alap *#* \t.: Jopa kolme valojohdinta (LWL) 17, 18, 19 c tävissä suoraan kytkentälevylle tai liitetty ki "V 25 kuten kuviossa 5 näytetään.

Yhdessä kytkentäkentässä on Hall-antureide • · j asennettu kytkentäkenttään yksi tai useampia LWL- M· * ta ja kytketty toisiinsa loogisella "TAI"-kytken ♦

Hall-anturit kytketään joka asennuspaikka . 30 tai kolmen anturin ryhmissä rinnakkain "TAI"-kyt * * · *;*.* joka seuraa liitäntäelektroniikassa, jolloin Hai 6 tyy silloin jopa kahdeksan asennuspaikkaa. Es yksi tai kaksi Hall-antureiden ryhmää voidaan ase kolmeen jakokiskotilaan. Yksi tai kaksi Hall-a ryhmää voidaan sitten asentaa jopa kahteen lai 5 Yksi Hall-anturiryhmä voi sijaita kytkentätilass Liitäntäelektroniikassa tai muussa signaal telyssä yhdistetään LWL-summasignaali Hall-anture naaleihin loogisella "JA”-toiminnolla siten, ett£ kin- ja suojalaitteet kuten oikosulkulaitteet, t 10 met, syöttökytkimet ja kytkimet voidaan herättää Yksinkertaisimmassa tapauksessa voidaan naali LWL-antureiden "TAI"-liitännästä yhdistää naaliin Hall-antureiden "TAIM-liitännästä.

Liitäntäelektroniikassa on integroituna 15 lähettimet, vastaanottimet ja vahvistimet valojo Loogiset toiminnot antureiden kytkentää se ja kytkinlaitteiden antosignaaleja varten voidaa taa esimerkiksi GAL-, PAL- tai EPROM-piireillä j niitä uudelleenohjelmoimalla.

20 Suoja- ja kytkinlaitteiden antosignaalii käyttöön galvaanisesti erotetuilla puolijohdere johdetaan 9-napaiseen D-Sub-vastakkeeseen 20.

Liitäntäelektroniikka, jossa on myös antu lien looginen kytkentä, ohjaa vastaavia suoja- j

U* 25 laitteiden liitäntälaitteita myös 9-napaiseen D

tokkeen 20 kautta.

* 4 : Keskitettyä ja hajautettua toteutusta se myöhemmin lähemmin eri suoritusmuotojen yhteydes Kuten kuviot 3 ja 4 näyttävät, on kahdes . 30 mäisessä kaapissa 11 ja 12 asennettuna yhteens< * φ * antureiden ryhmää Hl - H8 erilaisissa toiminta 7 välissä vain häiriövalokaaren havaitsemiseki alueella.

Ensimmäisen kaapin laitetilassa 11 on pys liitäntäkiskojen alueelle asennettu kolmas ja nel 5 antureiden ryhmä H3 ja H4, jolloin kolmas Hall-a ryhmä H3 on asennettu pystysuorien liitänt alueelle j a neljäs ryhmä H4 pystysuorien läht alueelle, siis lähtökytkimen AA eteen ja taakse.

Ensimmäisen kaapin kytkentätila 11 on pys 10 lähtökiskojen alueella tai vaakasuorien läht alueella varustettu viidennellä Hall-antureiden H5.

Toisen kaapin 12 laitetilaan on lisäksi kuudes ja seitsemäs Hall-antureiden ryhmä H6 ja 15 loin nämä on asennettu syöttökytkimen EA eteen j Kahdeksas Hall-antureiden ryhmä H8 sijait töä varten olevassa kytkentätilassa.

Kuten jo aiemmin on selostettu, nämä Hall den ryhmät Hl - H8 on kytketty yhteisellä liitänt 20 nilkalla, joka voidaan asentaa jompaankumpaan kac tai 12.

Lisäksi on johdettu kolme silmukkaa LWL-a *«· LI, L2 ja L3, jotka kukin ulottuvat useiden kaap : kuten kuviosta 4 ilmenee.

f *9 ·** 25 Ensimmäinen LWL-anturi LI on asennettu ka M·* ja 12 jakokiskotilaan yhdensuuntaisesti kokooj * · ' · : kanssa. Toinen LWL-anturi L2 ulottuu kaappien \·\·\ molempien laitetilojen yli poikittain lähtö-, s * · » liitäntäkiskoihin nähden. Kolmas LWL-anturi I . , 30 kaappien 11 ja 12 liitäntätilojen yli.

* * J

*·· * Muutkin kaaDit voidaan tietvsti varustaa 4 8 kin on samoin tehokytkin, jonka irtikytkentäaiki tenkin 30 ms.

Oikosulkulaite KS aiheuttaa ainakin alle metallisen oikosulun.

5 Häiriövalokaaren havaitsemis- ja käsittely kytkentälaitteiston irtikytkentäaikaan nähden pi nakin pienempiä kuin 5 ms.

Kytkentälaitteisto on liitetty verkkoon, tulee olla niin suuri oikosulkuteho, että häiriö 10 voidaan kytkeä irti korkeintaan 20 ms:ssa, jottei teiston osat vahingoittuisi eivätkä lähellä olev löt vahingoittuisi.

Anturit on kytketty siten, kuten kuvioisi näytetään, että häiriövalokaaren syntypaikasta 15 kytketään irti kaappi, toimintatila ja virtaa osat, kuten verkonpuoleiset liitäntäkiskot ja lä sekä erilaiset laitteet.

Yksittäisten LWL-anturien LI, L2, L3 an leista muodostetaan summasignaali TAI-kytkennäl 20 kuvio 6 näyttää.

Tämä summasignaali yhdistetään loogisella kennällä yksittäin Hall-anturiryhmien Hl - H8 kar loin pareittain kytketyt Hall-anturit Hla, Hlb, j dostavat yhden ryhmän, kytketään loogisella "TAI 25 nällä.

LWL- ja Hall-antureiden kytkennän summa

Xl - X8 kytketään seuraavasti erilaisiin kytkin- • laitteisiin, kuten kuvio 7 näyttää.

««· *

Pienjännitekytkentälaitteistoon asennetun « 30 jinlaitteen KS ohjaussignaali muodostetaan TAI-ky . signaaleista Xl - X3 ja X6.

9

Pienj ännitekytkentälaitteistoon asennetun KS ohjaussignaali muodostetaan samoin TAI-kytkenn naaleista X7 ja X8.

Pienj ännitekytkentälaitteiston ulkopuolel 5 netun keskijännitekytkimen MS-LS ohjaussignaali ] taan samoin TAI-kytkennällä signaaleista X7 ja Xi

Pienjännitekytkentälaitteiston ulkopuolel netun keskijänniteoikosulkulaitteen MS-KS ohjaui muodostetaan myös TAI-kytkennällä signaaleista X' 10 Seuraavassa selostetaan toimintatapaa lähe men vikatapauksen yhteydessä.

Ensimmäinen tapaus esittää häiriövaloka kokoojakiskoalueella, kuten kuviossa 1 on esite*! merkiksi kokoojakiskotilassa kahden kokoojakiskoi 15 toisessa kaapeista 11 tai 12 (Hall-antureiden Hl LWL-anturin Li reagointi), laitetilassa lähtökyl verkonpuoleisten liitäntäkiskojen välissä (Hall-a: H3 ja LWL-anturin L2 reagointi) tai laitetilassa kiskoilla liitettyjen syöttökytkimen EA liitäntä 20 välissä (Hall-antureiden H6 ja LWL-anturin L2 re<

Tässä tapauksessa toinen LWL-antureista I

tuottaa summasignaalin, joka kytketään JA-kytkenn kin Hall-anturin Hl, H2, H3, H6 Hall-anturisi< ·..♦* jolloin oikosuljinlaite KS toimii ja syöttökytkii 25 keytyy irti. Häiriövalokaari sammuu alle 5 msrssa ee'·* syöttökytkin EA katkaisee oikosulkuvirran 30 ms::

:\S Toisessa tapauksessa häiriövalokaari LB

; lähtökytkimen AA lähtöalueella, jolloin häiriöval **« « joko lähtökytkimen AA laitetilassa (Hall-anturein » 30 LWL-anturin L2 reagointi) tai ensimmäisen kaapii . täntätilassa (Hall-antureiden H5 ja LWL-anturin • * · 10 esimerkiksi toisen kaapin 12 liitäntätilassa (H* reiden H5 ja LWL-anturin L2 reagointi) tai syötti EA laitetilassa (Hall-antureiden H7 ja LWL-anturi gointi).

5 Tällöin toimii ennaltajärjestetty kytkin toinen oikosulkulaite, esimerkiksi keskijännitek] LS ja sen perään kytketty oikosulkulaite MS-KS 1 nitepuolella, jotka esitetään kuviossa 4.

Oikosulkulaite MS-KS sammuttaa häiriövalol 10 5 ms:n kuluttua. Tämän oikosulkulaitteen tuotta! linen oikosulku kytketään sitten irti keskijänn mellä MS-LS.

Lisäksi liitäntäelektroniikka kytkee pääi: men KA, niin että kokoojakisko-osuuteen SSA 1: 15 käyttäjiä voidaan syöttää varasyötön R kautta, i keyttämättä esimerkiksi valmistusprosessia kemi< teollisuudessa.

Ensimmäisessä tapauksessa (LBS) voi vaihto* ti seurata vain ohjaussignaali oikosuljinlaitte 20 Kulloinkin syötettävät haarat kytketään selekt; irti standardinmukaisesti asennetuilla oikosulku!

Toisessa tapauksessa (LBA) voidaan vaihtoe! välittää ohjaussignaali oikosuljinlaitteelle *·.·* syöttökytkimelle EA, satunnaisesti myös lähtök; 25 AA.

Kolmannessa tapauksessa (LBE) voidaan vai) • * !/·· sesti vain välittää ohjaussignaali keskijännitek; : MS-LS tai myös lisäksi tai ainoastaan oikosuljinli :T: KS.

« 30 Monimutkaisissa pienjännitekytkentälaitti ; saatetaan tarvita suuri määrä antureita ja siks 11 mikrokontrollereista C, mikrokontrollereihin li LWL- ja Hall-antureista, kytkin- ja suojalaitteis tehokytkimistä LS ja oikosulkulaitteista KS, jotl· ketty suoraan mikrokontrollereihin tai ohjaus 5 keskusyksikköön, jolloin yksittäiset mikrokontrc keskusyksikkö on liitetty optisella datajohtime on esitetty katkoviivana.

Jokaisessa kytkinsolussa havaitaan esiin ja välitetään keskusprosessointiyksikölle ilman 10 suoritettavista kytkentätoimenpiteistä. Keskus syntyy laitteiston vallitsevasta kytkentätilasta päätös suoritettavista kytkentätoimenpiteistä.

Ainoastaan tehokytkimen irtikytkentä läht voi tapahtua itsenäisesti joka solussa, koska ta 15 voidaan tehdä ainoastaan solun sisäisten ehtoj teella.

Signaalinvälitys tapahtuu optista datajohl sähkömagneettisen häiriönkeston vuoksi.

Kuvio 9 näyttää osan pienjännitekytkentä 20 toa, jossa on hajautettu kytkinlaitteiden irrotu

Yksittäiset kytkentäsolut sisältävät kuki kayksikön puolijohdereleineen ja tähän logiikka liitetyt anturit. Yksittäiset logiikkayksiköt j tälaitteet yhdistetään ohjausjohdolla SL.

25 Jokaisessa kytkinsolussa tuotetaan tunnisl perusteella vikapaikasta riippuen suoraan irrotu :\i vastaavaalle kytkinlaitteelle. Tämä signaali \ * puoli johdereleestä HR ohjaus johdolle ja se voi n ·#1 · taa toimimaan vastaavan erottimen herätettäväss * 30 laitteessa.

·. Kuvio 10 esittää oikosulkulaitteen KS, jok 12 voimien vuoksi oikosulkevien osien K1 ja K2 välil tuu metallinen oikosulku.

Seuraavassa selostetaan lähemmin Hall-Hl - H8, jolloin viitemerkit on varustettu heitti 5 Laitteistoa ja toimintatapaa selostetaan s· yksinkertaisten esimerkkien yhteydessä ilman su< detta edeltäviin monimutkaisiin esimerkkeihin.

Kuten kuviossa 11 esitetään, kaksi Hall-ai asennettu on pienjännitekytkentälaitteiston koko 10 tilaan 2 kokoojakiskojen 3’ väliin.

Hall-anturien 1' aiheuttama signaali johde sä lähemmin esittämättömään mittauspiiriin 4', jo telee signaalin ja häiriövalokaaren tai muun po vian sattuessa poikittain kokoojakiskoihin 3' oh 15 koivasti toimivaa kytkentä- tai suojalaitetta vähentää häiriövalokaaren kestoaikaa nopean ko avautumisen vuoksi.

Samoin on mahdollista käyttää kytkentälai jasta määrätyn, laitteistoa vahingoittamattoman 20 tuottavaa laitetta.

Hall-anturit 1' ovat omnipolaarisia, dig Hall-antureita 1' , jotka muuttavat kytkentätilc magneettikenttä vaikuttaa yhdensuuntaisesti anti * * ·..** pinnan kanssa antureiden toiminta-alueella. Silli 25 anturit 1' muuttavat kytkentätilaansa riippumati ββ*·β vaikuttavan magneettikentän suunnasta (pohjois-e :\j etelä-pohjoissuunta). Jos esimerkiksi Hall-antur • ·*· vät magneettikentän ollessa pohjois-eteläsuuntaii ··· »

Hall-anturit 1' palautuvat takaisin lähtötilaansa * 30 neettinen kytkentävuontiheys alitetaan esimerkik . pohjoissuuntaisen magneettikentän avulla. Hall-si| ^ m Λ

J

13 kojen 3T kanssa ja muutaman senttimetrin, edullis men senttimetrin etäisyydelle d niistä.

Tällöin Hall-anturit 1’ on asennettu siten muuttavat kytkentätHaansa vain kun magneettikent 5 kuviossa 12 esitetyn koordinaatiston Y-Z-tason sui ti.

Ylempien kokoojakiskojen 3' välille on häiriövalokaari. Vikavirran aiheuttama magneettJ kulkee olennaisesti X-Z-tason suuntaisesti, min) 10 Hall-anturi 1' tuottaa antosignaalin.

Sen sijaan valokaari-ilmaisin ei saa have lästettyjen oikosulkujen aiheuttamia oikosulkuvi: koojakiskoissa. Ik:lla merkitty oikosulkuvirta ; kokoojakiskossa 3f tuottaa Hall-anturin toiminta 15 ja Y- ja X-suunnissa kulkevan magneettikentän, i tenkaan ei aiheuta antosignaalia.

Kuvio 13 näyttää Hall-anturien SI, S2 a: häiriövalokaaren havaitsemiseksi vaakasuoraan ase: pääkokoojakiskoissa 6?, ilman että pystysuoraan a; 20 jen lähtökiskojen 7' käyttövirta tuottaa Halls jolloin Hall-anturit on vain esitetty.

Kumpikin Hall-anturi SI, S2 on asennet etäisyyden hl sisään kokoojakiskoista, siis niide * ** että ne on sijoitettu pitkät sivut yhtaikaa etäis 25 lähtökiskojen 7' leveyden bl sisään, jolloin eti um\\* vastaa lähtökiskojen 7' kiskonpaksuutta, kuten ] detaljikuvassa Z esitetään, ja jolloin Hall-anti ! ;*· S2 pitkä sivu vastaa toimintasuuntaa.

Ill Lähtökiskojen ja Hall-anturin SI tai S2 30 etäisyyden tulisi olla mahdollisimman pieni. Täll . β·β telulla saadaan aikaan, että pystysuorien virt; Λ Λ Λ 14 neettikenttä läpäisee samoin anturipinnan ole kohtisuoraan.

Tangentiaalinen magneettikentän komponen vaikuttaa anturipinnan suuntaisesti, kulkee koh 5 anturien toimintasuuntaan nähden eikä tästä syy kään voi laukaista Hall-signaalin generointia.

Sijoittamalla anturit kuvioiden 13 ja 15 eivät generoi Hall-signaalia vaaka- ja pystysuo takiskojärjestelmien käyttövirrasta. Hall-signaa 10 taan vain häiriövalokaaren syntyessä. Häiriöv vaakasuoraan kokooj akiskoj ärj estelmään muodosti neettikentän tangentiaalikomponentti kulkee täss sessa anturin toimintasuunnan suuntaisesti ja yl kytkentävuontiheyden.

15 Kuvion 13 järjestelyllä häiriövalokaard havaita vain vaakasuorassa kiskojärjestelmässä. edullista asentaa anturit samoin pystysuoralle Tällöin asennetaan Hall-anturit S3 ja S4, yhdenn Hall-anturien SI ja S2 kanssa, lähtökiskojen 7 20 kuten kuviossa 17 esitetään.

Seuraavassa selostetaan lähemmin LWL-antu L8, jolloin tähän astiset viitemerkit on varust sinkertaisin heittomerkein.

·...’ Laitteistoa ja toimintatapaa selostetaan s 9 25 yksinkertaisten esimerkkien yhteydessä ilman su ie*·* detta edeltäviin monimutkaisiin esimerkkeihin.

Kuvioissa 18 - 22 näytetty laitteisto on \ ·*; häiriövalokaaren valvontaan häiriövalokaarille ·«· · pienjännitekytkentälaitteiston kokoojakiskotilas 30 Laitteisto l’’ koostuu valojohtimesta 2' . . ronisesta piiristä 3'1, johon kuuluu valodiodi, 15 valojohtimen mekaaninen vahingoittuminen. Jos ke kotilassa syntyy häiriövalokaari, sen valo kytkej johtimeen tämän vaipan läpi. Tämä lisäksi kytkeyt johtaa mittauspiirin vastaanottaman valotason koi 5 Elektroninen piiri 3' ' tuottaa valotasoon verra jännitteen.

Mittauspiiriin asetettavan valotason yl jälkeen tuotetaan signaali, jota valikoivasti toi jalaite 4' ' voi käyttää häiriövalokaaren vähin 10 kytkentälaitteiston osan tai muun sopivan laitte tamiseen. Mittauspiiri sijaitsee paikassa, jok häiriövalokaarelle alttiina.

Valojohdin 2'' koostuu gradienttikuidus ydin on n. 0,06 mm ja vaippa n. 0,12 mm sekä tois 15 pasta eli ensiösuojasta, joka koostuu läpivärjä rylaatista, läpimitaltaan n. 0,25 mm ja jonka v vihreä tai sininen. Valojohtimella 2'' on siten ominaisuudet sekä häiriövalokaaren aiheuttaman säänkytkeytyrniseen nähden että hajavalolle epä! 20 suhteen. Mekaaninen lujuus ja vaadittavat taivu saavutetaan samoin. Valojohtimen optinen vaimenr 4 dB/km 850 nm:llä tai 0,5 - 1,5 dB/km 1300 nm:l Sinivaippaisilla valojohtimilla on suu *#* virroilla varma hava it semi sky ky ja pienempi vii m 25 irtikytkennän todennäköisyys, kun taas vihreän * ,,*·* valojohtimet täyttävät nopean ja varman havaitsen :\j timukset myös pienehköillä virroilla, esimerki • 4 kA. Vihreävaippaisia valo johtimia on siis *φ· *

asentaa pienten virtojen alueelle, kun taas siniv 30 valojohtimet ovat mielekkäitä suuremmilla virroi . . Pääjakamoina olevissa pienjännitekytkentS

16 tettavasti, koska virheellisellä irtikytkennällä vakavia seurauksia liitetyille laitteille. Siksi pidettävä parempana vähemmän häiriöaltista sinii paa, koska virheellisen irtikytkennän todennäköis 5 nee ja valokaarivioissa on joka tapauksessa käyt) riittävä säteilyteho.

Käyttämällä kaupan olevia valoj ohtimia, ; värillinen vaippa, joita tosin tähän asti on o! toisten valo johtimien erottamiseksi signaalinväli 10 ei lisäsuotimia tarvita.

Korkean laitteistovarmuuden aikaan saarni havaintopiirin toimittava luotettavasti. On sas kaan, että pienimmilläkin valokaaritehoilla hava teisto reagoi varmasti ja silti säilytetään riit 15 riötason ja hyötytason erotus. Virheellinen irt liian pienen häiriötason ja hyötytason välin vx johtaa merkittävien käyttäjien irtikytkentään ji mattomuus liian suuren häiriötason ja hyötytas vuoksi laitteiston tuhoutumiseen.

20 Jotta syntyisi riittävä varmuus hajaval korkein häiriötaso tässä suoritusmuodossa vähinl mutta korkeintaan 50 % hyötytasosta. Häiriöetäisy vattaminen edelleen tosin kohottaa varmuutta suhteen, mutta samalla vaikeutuu häiriövalokaarie 25 seminen, koska kytkentäkynnystä ei satunnaisesti "V vuteta. Lisäksi havaintiajat pitenevät niin, ett, seminen muutaman millisekunnin alueella ei enää i « * ·*; Valo johdin on asennettu n. 50 mm: n etä kokoojakiskoista. Tämä etäisyys on suunnilleen ; 30 kokoojakiskojen ylä- että alapuolella. Etäisyytt; . . pienentää. Valojohdinta ei kuitenkaan pitäisi ase 17

Kuvio 18 näyttää asennuksen, jossa on koi jakiskoa 5'', 6" ja 7" sekä valojohdin 2", asennettu kohtisuoraan näitä vastaan ja kiedottu kolmen kokoojakiskon 5' ' , 6' ' ja 7' ' ympärilli 5 koskematta. Jos kahden kokoojakiskon välissä sy riövalokaari, sitä voidaan pitää viivanmuotoise lylähteenä. Valojohdin 2'' on tällöin häiriön suuntainen. Säteily lähtee säteettäissymmetrisesi valojohtimeen suorissa tai heikosti taivutetuiss 10 sa. Näin osuva valo kytkeytyy sisään valojohtime mikroskooppisten mutkien vuoksi. Valojohtimen va nalle osuva säteily säteilymaksimissaan on tämän lyn vuoksi korkea verrattuna hajavaloon, niin et1 tus tapahtuu jo häiriövalokaaren syntyvaiheessa, 15 5 ms:n alueella. Vaipan suodinvaikutuksen vuoksi de on vielä edullisempi.

Valojohtimen taivutusten säteet ovat täss raavissa esimerkeissä valon kytkeytymisen alue teellisen suuret, esimerkiksi yli 40 mm, niin e 20 valon kytkeytyminen on vaikempaa.

Valojohdin 2'' voidaan myös, kuten kuviosi tetään, kietoa useita kertoja jokaisen kokooj; ympäri ja asentaa joko sen koko pituudelle tai «*< naiselle osalle. Häiriövalokaari on silloin a • 9\l 25 lähellä valojohdinta, niin että riittävästi vale •V tyy varhaisessa syntyvaiheessa ja erityisen nop€ seminen on mahdollista. Tosin näin kohoaa vaara, * · : .·. riövalokaari tuhoaa valojohtimen, mutta tämä tape • M · ta ilmaisemisen jälkeen.

30 Kuvio 20 näyttää vielä erään valojohtime . . telyn. Siinä valojohdin on asennettu kiemurtelema 18

Jos kuvion 21 esittämällä tavalla esiintyy täkiskoja tai myös kenttäkokoojakiskoja, silloin lojohdin voidaan kietoa myös näiden kohtisuorien ympäri.

5 Kuviossa 22 näytetään järjestely, jossa ve

2' ' voidaan kietoa myös virtaulosottojen ympär alueella häiriövalokaaren syntyminen on todennäkC

Virheellisen irtikytkennän välttämiseksi tunnetulla tavalla ottaa käyttöön muita kriteerej 10 virran nousu tai jännitteen pettäminen.

Kytkentälaitteistossa, erityisesti pienjär kentälaitteistossa voidaan jokainen toimintatil kiskotila, laitetila ja liitäntätila, varustaa erd valoj ohtimella.

15 Valojohtimen asennus voi tapahtua erotusle^ muille virtakiskon lähellä oleville tasaisille lad osille, jolloin valojohtimen kiinnitys voi tapat maamalla tai kiinnityselementeillä kuten kiinnil koilla tai välikkeillä.

20 Pääjakamon kiekojärjestelmässä voidaan kd seen käyttää virtakiskon kiinnittimiä, esimerkiks: sussa DE-PS 40 13 312 esitettyjä ja selostettuja timiä. Valojohdin voidaan silloin viedä tätä varti ··« jen porausten kautta.

25 Pääjakamon kiskojärjestelmässä on erityis •Γ lista, jos valojohdin on asennettu kokoojakiskojer ·*·,· suuntaan kiskojen välisen tilan keskelle.

* * : .·. Sitävastoin laitekytkentätiloissa on e #*· · edullista, jos valo johdin on asennettu poikittai • · · 30 kiskoihin nähden silmukan tai kierukan muotoon, es , . si erotuslevylle. Yli 300 mm pitkillä tulokiskoi

Iti 19 vierekkäiseen laitteistoon ei ole poissuljettu, i ymmärrettävissä "välittömän läheisyyden" käsitte teissä.

Hall-anturit ovat näissä esimerkeissä m1 2 5 kenttiin reagoivia antureita ja päinvastoin kuin tiherkät anturit, kuten virta- ja jännitemuuntin virta- ja jänniteriippumattomia.

Peltiset tai metalliset kytkentäkaappikoti dostavat suojan ulkoisille magneettikentille, jotl 10 voisivat kytkeytyä Hall-antureihin.

Erityisen edullista on, jos Hall-anturi on epoksihartsilla.

t ♦ 1 • « * · • » « • · * ♦ · ♦ 1 · • · · • · ·

MM

• · • · · • »t • · • · • « · • · 1 2 · 1 * · » • · · • · 1

Claims (7)

1. Kytkentälaitteisto sähköenergian jak laitteiston käsittäessä Hall-antureita (Hl - H£ 5 havaitsevat häiriövalokaaren magneettikentän, ja yhden valo johtimen (LI, L3) , joka havaitsee kautta valojohtimeen tulevan häiriövalokaarer tunnettu siitä, että Hall-antureiden (Hl -vaintosignaali ja ainakin yhden vaiojohtimen (LI 10 vaintosignaali on kytketty loogisella JA-kytkennän tä loogisesti JA-kytketty signaali kytketään mit ohjausyksikön kautta oikosulkulaitteeseen (KS), järjestetty kytkentälaitteen vähintään yhden j johtavan osan (XR) ja maapotentiaalin (YR) väliin 15 tä oikosulkulaitteen (KS) laukaisun avulla jannit tavan osan jännite laskee maapotentiaaliin.

2. Kopplingsanordning enligt patentkrav 20 netecknad av att kortslutningsanordningen (K; dad av metalldelar (Kl, K2) som befinner sig i ^ och som är bägarformigt anordnade i förhällande % · *··* andra, och att en metalldel (Kl) är ansluten t * · * **··* lingsanordningens spänningsledande del (XR) , o< 25 andra metalldel (K2) är ansluten tili jordpotent » * metalidelarna (Kl, K2) omges av en spole (N) sä • « · inverkan av de strömkrafter som spolens (N) fl< kommer förflyttas metalldelarna (Kl, K2) tili ψ koppiing. 23 (H1-H8) är omnipolära, digitala Hallsensorer, i sitt kopplingstillständ när ett med sensorns öv: rallellt magnetfält träffar Hallsensorernas verk de.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kytkentä to, tunnettu siitä, että oikosulkulaite (KS dostettu tyhjiössä olevista metalliosista (Kl, K 20 on järjestetty kuppimaisesti toisiinsa nähden, ja metalliosa (Kl) on yhdistetty kytkentälaitteiston tä johtavaan osaan (XR) , ja toinen metalliosa (IC distetty maapotentiaaliin, että metalliosia (Kl, * · “** röi kela (N) siten, että kelan (N) vuon aikaansaa « 4 * '··*’ 25 tavoimien vaikutuksesta metalliosat (Kl, K2) siir **·· talliseen kytkentään.

\ 3 . Patenttivaatimuksen 1 mukainen kytkentä « m ; to, tunnettu siitä, että laukaistaessa c : laitteisto (KS) kytketään oikosulkulaitteiston (K 30 (N) suuri virta energiavarastosta. 21

4 20

5. Koppiingsanordning enligt nägot av de de patentkraven, kännetecknad av att ljus (L1-L3) uppvisar en blä mantel, genom vilken ljusbägens ljus (LBS) kopplas.

5. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen kytkentälaitteisto, tunnettu siitä, että reillä (LI - L3) on sininen vaippa, jonka läpi hs kaaren valo (LBS) kytkeytyy.

6. Koppiingsanordning enligt nägot av de 10 de patentkraven, kännetecknad av att Hall (H1-H8) är monterade i enskilda koppiingscell* eller i kopplingsanordningens funktionsrum.

6. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen kytkentälaitteisto, tunnettu siitä, et1 anturit (Hl - H8) on asennettu yksittäisiin kytke hin (11 - 13) tai kytkentälaitteiston toimintatilo:

7. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen 10 kytkentälaitteisto, tunnettu siitä, että va (LI - L3) ja Hall-anturit (Hl - H8) on koottu jonka havaintosignaalit on kytketty yhteisesti mi ohj ausyksikköön. • M • · • 9 M» • • · · I · · »·« * * • · · 9 «1 • 4 • · • · · I · · *·» · ♦ · · • » t 22 X. Kopplingsanordning för fördelning av 5 vilken anordning omfattar Hallsensorer (H1-H8), terar en störningsljusbäges magnetfalt, och mins ledare (LI, L3), som genom sin mantel detekt ljusledaren kommande störningsljusbägsljus, kän nad av att Hallsensorernas (H1-H8) detekter 10 och ätminstone en ljusledares (L1-L3) detekter är sammankopplade med en logisk OCH-koppiing, ot logiskt OCH-kopplade signalen kopplas via en styrenhet tili en kortslutningsanordning (KS), £ ordnad me11an minst en spänningsledande del (XE 15 lingsanordningen och jordpotentialen (YR) sä att ningsledande delens spanning sjunker till jor med hjälp av en utlösning av kortslutningsa (KS) .

7. Koppiingsanordning enligt nägot av de de patentkraven, kännetecknad av att ljus 15 {L1-L3) och Hallsensorerna (H1-H8) är samlade grupp, vars detekteringssignaler är gemensamt ] mät- och styrenheten. M» » · • · ··· • · · * » · • · ♦ * · • I· • * • ♦ • ♦ · f · ♦ ·♦· ♦ 11« • · · • « «