WO2006048381A1 - Überwachungsverfahren für eine durch relativ zueinander bewegbare kontaktstücke begrenzte trennstrecke eines elektrischen schaltgerätes sowie zugehörige vorrichtung zur ausführung des überwachungsverfahrens - Google Patents

Überwachungsverfahren für eine durch relativ zueinander bewegbare kontaktstücke begrenzte trennstrecke eines elektrischen schaltgerätes sowie zugehörige vorrichtung zur ausführung des überwachungsverfahrens Download PDF

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contact pieces
monitoring method
monitoring
switching device
movable contact
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Manfred Meinherz
Wojciech Olszewski
Peter Schmidt
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • H01H9/168—Indicators for switching condition, e.g. "on" or "off" making use of an electromagnetic wave communication

Definitions

  • the invention relates to a monitoring method for a separating section, which is limited by relatively movable contact pieces, of an electrical switching device, and to a device for monitoring an isolating path of an electrical switching device limited by relatively movable contact pieces.
  • a monitoring method and a device for carrying out the method are known, for example, from German Utility Model DE 91 13 015.8.
  • There is a elektri ⁇ cal switching device the separation distance is limited by two relative to ⁇ each other movable contact pieces, disposed within an encapsulating housing.
  • a viewing window for the observation of the separation distance is ange ⁇ arranged. An observation of the relative movement between the contact pieces of the electrical switching device is made possible via the viewing window.
  • the invention has the object of providing a monitoring method and ⁇ surveillance procedure to provide a device for carrying out the supervision, in which a reliable surveil ⁇ monitoring and a secured sharing enables a separation section of an electrical switching device.
  • the object is achieved in a monitoring method of the type mentioned in that
  • the insulation strength of the separation section be ⁇ -sensitive insulating medium is determined that - in the presence of a predetermined spacing of the contact pieces is generated ⁇ nal to each other and the presence of a corresponding to the predetermined distance predetermined Iso ⁇ lationsfesttechnik of the insulating medium a Freigabesig through which the isolating distance is classified as disconnected.
  • the relatively movable contacts can not have any sufficient flashover strength of the separating section garan ⁇ be advantage in a loss of insulating gas from an enclosure housing a gasisolier ⁇ th switchgear despite reaching the off positions.
  • the insulation resistance of the insulating medium for example, the internal atmosphere of an enclosed system can be monitored.
  • parameters to be monitored for example, the temperature and / or the humidity of an insulating fluid can be used. With the previous methods, which rely on the mere switching position monitoring, such an error could not be considered.
  • the monitoring method according to the invention with a linkage of the dielectric properties of the insulating medium and the position of the contact pieces to each other, the monitoring of a mechanical and dielectric separation between the contact pieces is ensured.
  • the monitoring method can be used in pressure-gas-insulated encapsulated medium or high-voltage switchgear, in particular in circuit breakers or earthing switches, as well as in other switching devices such as circuit breakers.
  • the predetermined distance of the contact pieces to each other can vary depending on the application of the switching device. So for example, it can be provided that one and the same switching device construction is used in different voltage levels. Accordingly, the strokes to be observed depending on the voltage level are variable, so that the distance of the switching contact pieces relative to each other can also be variably specified. Accordingly, the predetermined insulation resistance of the insulating medium is to fit ⁇ . Thus, for example, it can also be provided that, in order to upgrade a switching device to a higher voltage level, the insulating medium is subjected to an increased pressure, so that the insulation resistance to be maintained is increased while maintaining a constant spacing.
  • the monitoring of the positions of the contact pieces with respect to one another can be limited to reaching end positions of the movable contact piece (s). This end position is then a certain insulation resistance of the Iso ⁇ liermediums assigned and only upon reaching the end positions and the presence of the end positions associated with minimal len insulation resistance of the insulating medium takes place
  • the density of the insulating medium is determined in order to determine the insulation resistance.
  • insulating medium for example, fluids such as insulating gases (SF 5 , N 2 and mixtures, etc.) or insulating fluids such as oils can be used. It can advantageously be provided that, for determining the insulation resistance of the pressure of the insulating medium ermit ⁇ is telt.
  • the pressure of the insulating medium can also be used to determine the insulation resistance. Since the insulation resistance, for example, also depends on the fluctuations in the ambient temperature, the minimum pressure to be maintained may vary. Then appropriate conversion factors are to be used to determine the insulation resistance of the insulating medium. This is particularly necessary when it comes to outdoor switching devices whose separation sections are exposed to the atmospheric pressure, which fluctuates depending on the weather ⁇ position.
  • the position of the contact pieces is determined by two mutually independent position detection devices.
  • Independently operating position detection devices ensure that in the event of a fault of one of the position detection devices, an interference signal can be emitted.
  • the two position detecting devices monitor one and the same contact piece in its movement. This is particularly advantageous if one of the contact pieces is designed as a fixed contact piece and the other contact piece as a movable contact piece. If both contact pieces are to be movable, each of the position detection devices must monitor each of the contact pieces.
  • auxiliary contacts the position of a movable contact piece is represented by auxiliary contacts.
  • an optical sensor in particular a camera, in whose detection range the movable contact piece is arranged, is used.
  • an identification feature of the switching device is associated with at least one size to be determined in order to unambiguously assign the enable signal to a specific switching device.
  • an identification feature of the switching ⁇ device By assigning an identification feature of the switching ⁇ device to be determined size of information about a state is additionally assigned a location information. This allows a further processing of the state information together with the location information. As a result, it is unlikely that a change or interchange of individual information takes place during the processing.
  • a simple possibility of assigning an identification feature to a variable to be determined is the use of a camera for monitoring the movement of a movable contact piece.
  • a coding for example a color code, a ⁇ al phanumerischer code, a barcode, etc. may be disposed, which enables an assignment of monitored switching movement and the switching device.
  • the position of a movable contact piece can be determined automatically on the one hand, and on the other hand, the information about the location of the monitored contact piece can be filtered out of the image. If now the further information on the insulation resistance or information of a further alternative possibility of position monitoring is linked, a specific switching device can also be assigned to the release signal derived therefrom.
  • the object of the invention is a reliable device for monitoring a limited by relatively movable contact pieces be ⁇ limited separation distance of an electrical switching device to ⁇ .
  • a reliable simple device for surveil ⁇ chung provides according to the invention that the contact pieces, a first and a second position monitoring device are arranged zuge ⁇ which operate independently of each other, and a density sensor, the density of the separating path ⁇ chen insulating medium befindli detected, wherein a Swissseinrich ⁇ tung the variables determined by the first and the second position monitoring device and the density sensor are processed and a free signal can be generated by the processing device.
  • the independently operating position monitoring devices give a high degree of certainty that the existing position of the contact pieces is mapped correctly. It is particularly advantageous if position monitoring devices are used which, on the one hand, operate independently of one another and, on the other hand, operate according to different principles. Thus, for example, a method based on an optical detection and another method can be based on a mechanical detection of the switching state.
  • a density sensor can in particular ⁇ sondere a temperature compensated density sensor are used. Due to the temperature compensation, the density of the insulating medium can be monitored independently of external influences such as current heat effects or heat radiation.
  • the location of the arrangement of the density sensor can be chosen relatively freely, as set within the encapsulating a uniform distribution of Iso ⁇ liermediums.
  • the information output by the position monitoring devices or by the density sensor can be processed automatically and an enable signal can be generated.
  • certain limit values are stored within the processing device, which are compared with the values supplied by the position monitoring devices or by the density sensor and an enable signal is generated only when certain minimum requirements have been met ,
  • the first position monitoring device is an optical sensor, in particular a camera, in whose detection area at least one movable contact piece is arranged.
  • an optical sensor in particular by means of a camera, areas located far away from the touch can be monitored. In doing so, it does not intervene in the insulating medium and the insulation resistance is not changed. Therefore, such position monitoring devices can be retrofitted to existing switching devices. For this purpose, only a suitable arrangement possibility for the optics is necessary.
  • a coding for identifying the switching device is arranged in the detection area of the optical sensor.
  • a coding such as a bar code, an alphanumeric code, a color code or the like.
  • This code can additional information, for example, which switching device it is, the location of the switching device, the time of the last maintenance, etc. are removed.
  • This coding makes it possible to unambiguously assign the information determined by the optical sensor to a specific switching device. As a result, the variables to be determined during processing are also distinguishable. Confusions are avoided.
  • Figure shows a section through an electrical switching device with a drive device and Matterwachungsseinrichtun ⁇ gene.
  • the figure shows a section through an electrical switching ⁇ device, which is disposed within an encapsulating 1.
  • the electrical switching device has a separation path 2, which is limited by relatively movable Diesstü ⁇ bridge.
  • the relatively movable Kunststoff ⁇ pieces comprise a first movable contact piece 3 and a second ortsunver sections contact piece 4.
  • the movable contact piece 3 by means of a drive device 5 ver ⁇ pushed. As a result, the first and the second contact piece 3, 4 are movable relative to each other.
  • the drive device 5 is connected to the first movable contact piece 3 via a kinematic chain 6.
  • the kinematic chain 6 engages gas-tightly through the encapsulating housing 1.
  • the kinematic chain 6 is shown only schematically.
  • the movement of the kinematic see chain 6 is represented by an auxiliary contact 7.
  • ⁇ means of the auxiliary contact 7 so a statement about the posi ⁇ tion of the movable contact piece 3 is possible.
  • the auxiliary contact 7 may be configured so that a continu- ous information delivery on the movement of at ⁇ drive device 5 or 6 or the kinematic chain be ⁇ wegbaren contact piece 3 can be discharged or that the auxiliary contacts 7, only the manner of a Endlagenüberwachungsein ⁇ direction work.
  • the auxiliary contact 7 thus provides clock-pieces 2, 3 to each other constitute a first position monitoring device for the position of the Kon ⁇ .
  • an optical sensor is integrated in the form of a camera 8 in the encapsulating housing 1 in ⁇ .
  • the Trennstre ⁇ bridge 2 is arranged so that a movement of the movable contact piece 3 and thus monitoring the position of the
  • an encoding 10 is arranged in the detection range of the camera 8.
  • the coding 10 is in this case an alpha ⁇ numerical coding and referred advises the electrical switching speed.
  • the interior of the encapsulating housing 1 is monitored by a density sensor 9.
  • the interior of the Kapselungsge ⁇ koruses 1 is filled with an elevated pressure Iso ⁇ liergas.
  • the insulating propagates within the encapsulating housing 1 on all sides, and also flows through the separation section 2.
  • the output information of acting as the first position monitoring device auxiliary contact 7 and the as the second position monitoring device stii ⁇ the camera 8 as well as of the density sensor 9 are fed 11 beitungs worn in a proces ⁇ . Prescribed limit values are stored in the processing device 11.
  • auxiliary contacts 7 of the camera 8 and the density sensor 9 are deposited.
  • the Density sensor 9 are linked by an AND operation, that is, only in the presence of a positive signal of the auxiliary contact 7, a presence of a positi ⁇ ven signal from the camera 8 and a positive signal from the density sensor 9 is from the processing means an enable signal 12 delivered.
  • the enable signal 12 can be made for example, according to the display, or processed in wei ⁇ more advanced facilities.
  • ⁇ NEN positive Informatio mean in the present case both the auxiliary contact 7 are signals and the camera image from the camera 8, the handensein Before ⁇ an open separation place.
  • the processing device 11 is used for monitoring a plurality of contact pieces of a single or a plurality of different electrical switching devices.
  • the contact pieces can be arranged within a common encapsulating housing or in different encapsulating housings with different gas spaces.
  • monitoring devices such as position monitoring devices or density sensors can also be used multiple times. For example, a camera can monitor several contact pieces in their positions relative to one another.
  • Verriege ⁇ ment conditions of various switching devices to each other are also taken into account in the processing of data in the Verarbei ⁇ processing device.

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Abstract

Eine Trennstrecke (2) eines elektrischen Schaltgerätes ist durch zwei relativ zueinander bewegbare Kontaktstücke (3, 4) begrenzt. Die relative Position der Kontaktstücke (3, 4) wird durch eine erste Positionsüberwachungseinrichtung (7) sowie durch eine zweite Positionsüberwachungseinrichtung (8) erfasst. Zusätzlich wird die Isolationsfestigkeit eines im Bereich der Trennstrecke (2) befindlichen Isoliermediums ermittelt. Bei dem Vorliegen einer bestimmten Relativposition der Kontaktstücke (3, 4) sowie eines zu der Relativposition zugehörigen Isolationsfestigkeit des Isoliermediums wird ein Freigabesignal (12) erzeugt, welches die Trennstrecke (2) als in Trennstellung befindlich einstuft.

Description

Beschreibung
Überwachungsverfahren für eine durch relativ zueinander be¬ wegbare Kontaktstücke begrenzte Trennstrecke eines elektri- sehen Schaltgerätes sowie zugehörige Vorrichtung zur Ausfüh¬ rung des Überwachungsverfahrens
Die Erfindung bezieht sich auf ein Überwachungsverfahren für eine durch relativ zueinander bewegbare Kontaktstücke be- grenzte Trennstrecke eines elektrischen Schaltgerätes sowie auf eine Vorrichtung zu einer Überwachung einer durch relativ zueinander bewegbare Kontaktstücke begrenzten Trennstrecke eines elektrischen Schaltgerätes.
Ein Überwachungsverfahren sowie eine Vorrichtung zur Durch¬ führung des Verfahrens ist beispielsweise aus dem deutschen Gebrauchsmuster DE 91 13 015.8 bekannt. Dort ist ein elektri¬ sches Schaltgerät, dessen Trennstrecke durch zwei relativ zu¬ einander bewegbare Kontaktstücke begrenzt ist, innerhalb ei- nes Kapselungsgehäuses angeordnet. In dem Kapselungsgehäuse ist ein Sichtfenster zur Beobachtung der Trennstrecke ange¬ ordnet. Über das Sichtfenster ist eine Beobachtung der Rela¬ tivbewegung zwischen den Kontaktstücken des elektrischen Schaltgerätes ermöglicht.
Darüber hinaus ist bekannt, an einer kinematischen Kette, die dem Antrieb eines bewegbaren Schaltkontaktstückes dient, eine Schaltstellungsanzeige anzuordnen und so außerhalb eines Kap¬ selungsgehäuses die Schaltstellung des elektrischen Schaltge- rätes abzubilden.
Bei der Verwendung einer Schaltstellungsanzeige kann bei ei¬ ner Störung in der kinematischen Kette eine Fehlanzeige er- folgen. Beispielsweise kann eine geöffnete Schaltstellung an¬ gezeigt werden, obwohl die Trennstrecke geschlossen ist. Die Überwachung der Kontaktstücke durch in Augenscheinnahme weißt den Nachteil auf, dass die Position der Schaltkontaktstücke selbst zwar direkt einsehbar ist, jedoch keine Aussage über die Isolationsfestigkeit der Trennstrecke möglich ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Überwachungs¬ verfahren sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Überwa- chungsverfahrens anzugeben, bei dem eine zuverlässige Überwa¬ chung und eine gesicherte Freigabe einer Trennstrecke eines elektrischen Schaltgerätes ermöglicht wird.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einem Überwachungsver- fahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass
- eine Position der Kontaktstücke zueinander ermittelt wird, dass
- die Isolationsfestigkeit eines in der Trennstrecke be¬ findlichen Isoliermediums ermittelt wird, dass - bei dem Vorhandensein eines vorgegebenen Abstandes der Kontaktstücke zueinander und dem Vorhandensein einer dem vorgegebenen Abstand zugehörigen vorgegebenen Iso¬ lationsfestigkeit des Isoliermediums ein Freigabesig¬ nal erzeugt wird, durch welches die Trennstrecke als in Trennstellung befindlich eingestuft wird.
Durch eine Verknüpfung der Position der Kontaktstücke zuein¬ ander sowie einer Ermittlung der Isolationsfestigkeit eines in der Trennstrecke befindlichen Isoliermediums ist eine Zu- verlässige Aussage über die Wirksamkeit der Trennstrecke ge¬ geben. Dies ist insbesondere dann nötig, wenn verlässliche Aussagen über das Vorhandensein von Trennbedingungen benötigt werden. Dies ist beispielsweise bei Service- und Wartungsar- beiten an Schaltanlagen für den notwendigen Personenschutz von großer Wichtigkeit. Aber auch für den Anlagenschutz selbst ist das Einhalten von Trennbedingungen von großer Be¬ deutung, um das Auftreten von Störlichtbögen und die damit verbundenen Beschädigungen an Anlagenteilen wie Kontakt¬ stücken oder Gehäusebaugruppen zu verhindern. Erst durch die Überwachung der Isolationsfestigkeit des Isoliermediums in der Trennstrecke werden die Nachteile der bisher lediglich auf das Vorhandensein einer bestimmten Lage bewegbarer Kon- taktstücke gestützten Aussage über das Einhalten von Trennbe¬ dingungen überwunden. Beispielsweise kann bei einem Verlust von Isoliergas aus einem Kapselungsgehäuse einer gasisolier¬ ten Schaltanlage trotz des Erreichens der Ausschaltpositionen der relativ zueinander bewegbaren Kontaktstücke noch keine ausreichende Überschlagsfestigkeit der Trennstrecke garan¬ tiert werden. Zur Ermittlung der Isolationsfestigkeit des Isoliermediums kann beispielsweise die Innenatmosphäre einer gekapselten Anlage überwacht werden. Als zu überwachende Parameter sind beispielsweise die Temperatur oder/und die Feuchte eines Isolierfluides nutzbar. Mit den bisherigen Verfahren, die auf die bloße Schaltstellungsüberwachung zurückgreifen, konnte ein solcher Fehler nicht berücksichtigt werden. Durch das erfindungsgemäße Überwachungsverfahren mit einer Verknüpfung der dielektrischen Eigenschaften des Isoliermediums und der Lage der Kontaktstücke zueinander, ist die Überwachung einer mechanischen und dielektrischen Trennung zwischen den Kontaktstücken gewährleistet. Das Überwachungsverfahren kann in druckgasisolierten gekapselten Mittel- oder Hochspannungsschaltanlagen, insbesondere bei Trennschaltern oder Erdungsschaltern sowie bei anderen Schalteinrichtungen wie Leistungsschaltern, eingesetzt werden. Der vorgegebene Abstand der Kontaktstücke zueinander kann je nach Einsatzgebiet des Schaltgerätes variieren. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass ein und dieselbe Schaltgeräte-Konstruktion in unterschiedlichen Span¬ nungsebenen Verwendung findet. Dementsprechend sind die je nach Spannungsebene einzuhaltenden Schlagweiten variabel, so dass der Abstand der Schaltkontaktstücke relativ zueinander ebenfalls variabel vorgegeben sein kann. Dementsprechend ist die vorgegebene Isolationsfestigkeit des Isoliermediums anzu¬ passen. So kann es beispielsweise auch vorgesehen sein, dass zur Ertüchtigung eines Schaltgerätes auf eine höhere Span- nungsebene das Isoliermedium unter einen erhöhten Druck ge¬ setzt wird, so dass die einzuhaltende Isolationsfestigkeit bei einem unverändert bleibenden Abstand erhöht wird.
In einem einfachen Fall kann die Überwachung der Positionen der Kontaktstücke zueinander auf das Erreichen von Endlagen des oder der bewegbaren Kontaktstücke begrenzt werden. Dieser Endlage ist dann eine bestimmte Isolationsfestigkeit des Iso¬ liermediums zugeordnet und erst bei Erreichen der Endlagen und dem Vorhandensein einer den Endlagen zugeordneten minima- len Isolationsfestigkeit des Isoliermediums erfolgt eine
Freigabe der Trennstellung, so dass die Trennstrecke als in Trennstellung befindlich eingestuft werden kann.
Vorteilhaft kann weiterhin vorgesehen sein, dass zur Bestim- mung der Isolationsfestigkeit die Dichte des Isoliermediums ermittelt wird.
Eine Überwachung der Dichte ermöglicht, unabhängig von äuße¬ ren Schwankungen, wie beispielsweise Temperaturschwankungen, die Isolationsfestigkeit des Isoliermediums zu bestimmen. Als Isoliermedium sind beispielsweise Fluide wie Isoliergase (SF5, N2 sowie Gemische usw.) oder auch Isolierflüssigkeiten wie Öle verwendbar. Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass zur Bestimmung der Isolationsfestigkeit der Druck des Isoliermediums ermit¬ telt wird.
Unter bestimmten Voraussetzungen, beispielsweise dem Vorliegen von konstanten Umgebungstemperaturen bzw. von Schaltgeräten die von einem Isoliermedium umgeben sind, welches unter erhöh¬ tem Druck steht, kann auch der Druck des Isoliermediums zur Bestimmung der Isolationsfestigkeit Verwendung finden. Da die Isolationsfestigkeit beispielsweise auch von den Schwankungen der Umgebungstemperatur abhängig ist, kann der einzuhaltende Minimaldruck schwanken. Dann sind entsprechende Umrechungsfak- toren zur Bestimmung der Isolationsfestigkeit des Isoliermedi- ums hinzuzuziehen. Dies ist insbesondere dann nötig, wenn es sich um Freiluftschaltgeräte handelt, deren Trennstrecken dem atmosphärischen Druck ausgesetzt sind, der je nach Witterungs¬ lage schwankt.
Weiterhin kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Position der Kontaktstücke zueinander von zwei unabhängig voneinander arbeitenden Positionserfassungseinrichtungen ermittelt wird.
Unabhängig voneinander arbeitende Positionserfassungseinrich- tungen stellen sicher, dass bei einem Fehler einer der Posi¬ tionserfassungseinrichtungen ein Störsignal abgegeben werden kann. Bei einem Übereinstimmen der von den Positionserfas¬ sungseinrichtungen gelieferten Informationsgehalte kann von dem Vorliegen einer bestimmten Position der Kontaktstücke zu- einander ausgegangen werden. Damit ist sichergestellt, dass bei einem Fehler einer der Positionserfassungseinrichtungen entweder ein Fehlersignal abgegeben wird oder eine Freigabe der Trennstrecke nicht erfolgen kann. Dabei kann vorgesehen sein, dass die zwei Positionserfassungseinrichtungen ein und dasselbe Kontaktstück in seiner Bewegung überwachen. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn eines der Kontaktstücke als feststehendes Kontaktstück und das andere Kontaktstück als bewegbares Kontaktstück ausgeführt ist. Sollten beide Kontaktstücke bewegbar sein, so muss jede der Positionserfassungseinrichtungen jeweils jedes der Kon¬ taktstücke überwachen.
Es kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Position eines bewegbaren Kontaktstückes durch Hilfskontakte abgebildet wird.
Wie eingangs erwähnt, ist es üblich, elektrische Schaltgeräte mit Hilfskontakten auszurüsten, welche die Bewegung eines
Kontaktstückes abbilden. Dadurch ist es möglich, beispiels¬ weise Meldeleuchten anzusteuern oder die Information in Leit¬ einrichtungen zu verarbeiten. Die Nutzung von Hilfskontakten gestattet es, bestehende Schalterkonstruktionen mit einem er- findungsgemäßen Überwachungsverfahren einfach nachzurüsten.
Weiterhin kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass zum Erfassen der Position eines bewegbaren Kontaktstückes ein optischer Sensor, insbesondere eine Kamera, in dessen Erfassungsbereich das bewegbare Kontaktstück angeordnet ist, verwendet wird.
Der Einsatz einer Kamera ermöglicht ein reales Abbild der Schaltkontakte zu erlangen. Dabei kann neben der Erfassung der Position auch der Zustand der Schaltkontakte überwacht werden. Als weitere optische Sensoren sind beispielsweise Lichtschranken oder ähnliches einsetzbar, die das Voran¬ schreiten einer Schaltbewegung beispielsweise über am Schalt¬ kontakt angeordnete Markierungen registriert. Vorteilhafterweise kann weiter vorgesehen sein, dass ein Identifikationsmerkmal des Schaltgerätes zumindest einer zu ermittelnden Größe zugeordnet ist, um das Freigabesignal ein- deutig einem bestimmten Schaltgerät zuzuordnen.
Durch das Zuordnen eines Identifikationsmerkmales des Schalt¬ gerätes zu einer zu ermittelnden Größe ist der Information über einen Zustand zusätzlich eine Ortsinformation zugeord- net . Dies gestattet ein Weiterverarbeiten der Zustandsinfor¬ mation gemeinsam mit der Ortsinformation. Dadurch ist es un¬ wahrscheinlich, dass während der Verarbeitung eine Verwechse¬ lung oder Vertauschung einzelner Informationen stattfindet. Eine einfache Möglichkeit des Zuordnens eines Identifika- tionsmerkmales zu einer zu ermittelnden Größe ist die Nutzung einer Kamera zur Überwachung der Bewegung eines bewegbaren Kontaktstückes. Zusätzlich kann in dem Erfassungsbereich der Kamera eine Codierung, beispielsweise ein Farbcode, ein al¬ phanumerischer Code, ein Barcode usw. angeordnet sein, der eine Zuordnung von überwachter Schaltbewegung und Schaltgerät ermöglicht. Bei einer elektronischen Datenverarbeitung der aufgenommenen Kamerabilder kann so zum einen die Position ei¬ nes bewegbaren Kontaktstückes automatisch ermittelt werden, zum anderen kann aus dem Bild die Information über den Ort des überwachten Kontaktstückes herausgefiltert werden. Werden nunmehr noch die weiteren Informationen zur Isolationsfestig¬ keit bzw. Informationen einer weiteren alternativen Möglich¬ keit der Positionsüberwachung verknüpft, so kann dem daraus abgeleiteten Freigabesignal auch ein bestimmtes Schaltgerät zugeordnet werden.
Neben der Angabe eines Überwachungsverfahrens ist es Aufgabe der Erfindung eine zuverlässige Vorrichtung zur Überwachung einer durch relativ zueinander bewegbare Kontaktstücke be¬ grenzten Trennstrecke eines elektrischen Schaltgerätes an¬ zugeben. Eine zuverlässige einfache Vorrichtung zur Überwa¬ chung sieht erfindungsgemäß vor, dass den Kontaktstücken eine erste und eine zweite Positionsüberwachungseinrichtung zuge¬ ordnet sind, welche unabhängig voneinander arbeiten und ein Dichtesensor die Dichte eines in der Trennstrecke befindli¬ chen Isoliermediums erfasst, wobei eine Verarbeitungseinrich¬ tung die von der ersten und der zweiten Positionsüberwa- chungseinrichtung und dem Dichtesensor ermittelten Größen verarbeitet und von der Verarbeitungseinrichtung ein Freiga¬ besignal erzeugbar ist.
Die unabhängig voneinander arbeitenden Positionsüberwachungs- einrichtungen geben ein großes Maß an Sicherheit, dass die vorhandene Position der Kontaktstücke korrekt abgebildet wird. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn Positionsüber- wachungseinrichtungen zum Einsatz kommen, welche zum einen unabhängig voneinander arbeiten und zum anderen nach unter- schiedlichen Prinzipien arbeiten. So kann beispielsweise ein Verfahren auf einer optische Erfassung und ein anderes Ver¬ fahren auf einer mechanischen Erfassung des Schaltzustandes beruhen. Bei der Verwendung eines Dichtesensors kann insbe¬ sondere ein temperaturkompensierter Dichtesensor zum Einsatz gelangen. Durch die Temperaturkompensation kann unabhängig von äußeren Einflüssen wie Stromwärmeeffekten oder Wärmeein¬ strahlung die Dichte des Isoliermediums überwacht werden. Insbesondere bei einer Anordnung des Isoliermediums innerhalb eines Kapselungsgehäuses kann dabei der Ort der Anordnung des Dichtesensors relativ frei gewählt werden, da sich innerhalb des Kapselungsgehäuses eine gleichmäßige Verteilung des Iso¬ liermediums einstellt . Durch den Einsatz einer Verarbeitungseinrichtung können die von den Positionsüberwachungseinrichtungen bzw. von dem Dich¬ tesensor abgegebenen Informationen automatisiert verarbeitet werden und ein Freigabesignal erzeugt werden. Dazu kann vor- gesehen sein, dass innerhalb der Verarbeitungseinrichtung be¬ stimmte Grenzwerte hinterlegt sind, die mit den von den Posi- tionsüberwachungseinrichtungen bzw. von dem Dichtesensor ge¬ lieferten Werten verglichen werden und ein Freigabesignal erst dann erzeugt wird, wenn bestimmte Mindestanforderungen erfüllt sind.
Vorteilhafterweise kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die erste Positionsüberwachungseinrichtung ein optischer Sen¬ sor, insbesondere eine Kamera, ist, in dessen Erfassungsbe- reich zumindest ein bewegbares Kontaktstück angeordnet ist.
Mittels eines optischen Sensors, insbesondere mittels einer Kamera, können berührungslos weit entfernt liegende Bereiche überwacht werden. Dabei wird nicht in das Isoliermedium ein- gegriffen und die Isolationsfestigkeit wird nicht verändert. Daher können derartige Positionsüberwachungseinrichtungen an bestehenden Schaltgeräten nachgerüstet werden. Dazu ist le¬ diglich eine geeignete Anordnungsmöglichkeit für die Optik nötig.
Weiterhin kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass im Erfas¬ sungsbereich des optischen Sensors eine Codierung zum Identi¬ fizieren des Schaltgerätes angeordnet ist.
In dem Erfassungsbereich kann man leicht eine Codierung, wie beispielsweise einen Barcode, einen alphanumerischen Code, einen Farbcode oder ähnliches anordnen. Diesem Code können Zusatzinformationen, beispielsweise um welches Schaltgerät es sich handelt, der Ort des Schaltgerätes, der Zeitpunkt der letzten Wartung usw. entnommen werden. Diese Codierung ge¬ stattet es, die von der dem optischen Sensor ermittelten In¬ formationen eindeutig einem bestimmten Schaltgerät zuzuord- nen. Dadurch sind die zu ermittelnden Größen während der Ver¬ arbeitung auch weiterhin unterscheidbar. Verwechselungen sind so vermieden.
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung be- schrieben und in einer Figur schematisch gezeigt.
Dabei zeigt die
Figur einen Schnitt durch ein elektrisches Schaltgerät mit einer Antriebseinrichtung und Überwachungseinrichtun¬ gen.
Die Figur zeigt einen Schnitt durch ein elektrisches Schalt¬ gerät, welches innerhalb eines Kapselungsgehäuses 1 angeord- net ist. Das elektrische Schaltgerät weist eine Trennstrecke 2 auf, welche durch relativ zueinander bewegbare Kontaktstü¬ cke begrenzt ist. Die relativ zueinander bewegbaren Kontakt¬ stücke umfassen ein erstes bewegbares Kontaktstück 3 und ein zweites ortsunveränderliches Kontaktstück 4. Das bewegbare Kontaktstück 3 ist mittels einer Antriebseinrichtung 5 ver¬ schiebbar. Dadurch sind das erste und das zweite Kontaktstück 3, 4 relativ zueinander bewegbar. Die Antriebseinrichtung 5 ist mit dem ersten bewegbaren Kontaktstück 3 über eine kine¬ matische Kette 6 verbunden. Die kinematische Kette 6 greift durch das Kapselungsgehäuse 1 gasdicht hindurch. Als gas¬ dichte Durchführung bietet sich hierbei eine abgedichtete drehbare Welle an. In der Figur ist die kinematische Kette 6 lediglich schematisch dargestellt. Die Bewegung der kinemati- sehen Kette 6 wird von einem Hilfskontakt 7 abgebildet. Mit¬ tels des Hilfskontaktes 7 ist so eine Aussage über die Posi¬ tion des bewegbaren Kontaktstückes 3 ermöglicht. Dabei kann der Hilfskontakt 7 derart ausgestaltet sein, dass eine konti- nuierliche Informationsabgabe über die Bewegung der An¬ triebseinrichtung 5 bzw. kinematischen Kette 6 bzw. des be¬ wegbaren Kontaktstückes 3 abgebbar ist oder dass die Hilfs- kontakte 7 lediglich nach Art einer Endlagenüberwachungsein¬ richtung arbeiten. Der Hilfskontakt 7 stellt somit eine erste Positionsüberwachungseinrichtung für die Position der Kon¬ taktstücke 2, 3 zueinander dar. Weiterhin ist ein optischer Sensor in Form einer Kamera 8 in das Kapselungsgehäuse 1 in¬ tegriert. Im Erfassungsbereich der Kamera ist die Trennstre¬ cke 2 angeordnet, so dass eine Bewegung des bewegbaren Kon- taktstückes 3 und damit eine Überwachung der Position der
Kontaktstücke 3 und 4 zueinander ermöglicht ist. Zusätzlich ist im Erfassungsbereich der Kamera 8 eine Codierung 10 ange¬ ordnet. Die Codierung 10 ist im vorliegenden Fall eine alpha¬ numerische Codierung und bezeichnet das elektrische Schaltge- rät. Weiterhin wird das Innere des Kapselungsgehäuses 1 von einem Dichtesensor 9 überwacht. Das Innere des Kapselungsge¬ häuses 1 ist mit einem unter erhöhtem Druck stehenden Iso¬ liergas befüllt. Das Isoliergas breitet sich innerhalb des Kapselungsgehäuses 1 allseitig aus und durchflutet auch die Trennstrecke 2. Die abgegebenen Informationen des als erste Positionsüberwachungseinrichtung wirkenden Hilfskontaktes 7 sowie der als zweite Positionsüberwachungseinrichtung wirken¬ den Kamera 8 sowie des Dichtesensors 9 werden in eine Verar¬ beitungseinrichtung 11 eingespeist. In der Verarbeitungsein- richtung 11 sind vorgegebene Grenzwerte hinterlegt. Weiterhin ist eine entsprechende logische Verknüpfung der Hilfskontakte 7 der Kamera 8 sowie des Dichtesensors 9 hinterlegt. Sämtli¬ che Informationen von dem Hilfskontakt7 der Kamera 8, dem Dichtesensor 9 sind durch eine UND-Verknüpfung miteinander verknüpft, das heißt, nur bei dem Vorliegen eines positiven Signals des Hilfskontaktes 7, eines Vorliegens eines positi¬ ven Signals von der Kamera 8 sowie eines positiven Signals von dem Dichtesensor 9 wird von der Verarbeitungseinrichtung ein Freigabesignal 12 abgegeben. Das Freigabesignal 12 kann beispielsweise entsprechend zur Anzeige gebracht oder in wei¬ teren Einrichtungen verarbeitet werden. Positive Informatio¬ nen bedeuten im vorliegenden Falle sowohl der Hilfskontakt 7 als auch das Kamerabild der Kamera 8 signalisieren das Vor¬ handensein einer geöffneten Trennstelle. Zusätzlich signali¬ siert der Dichtesensor 9 das Vorhandensein einer minimalen Dichte des Isoliermediums in der Trennstrecke 2. Es kann vor¬ gesehen sein, dass die Überwachung der Trennstrecke 2 jeweils nur in den Endlagen des bewegbaren Kontaktstückes 3 erfolgt. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass eine kontinuierli¬ che Überwachung des Fortschreitens einer Relativbewegung überwacht wird. Ein kontinuierliches Überwachen bietet den Vorteil, dass beispielsweise variable Abstände sowie variable Mindestdichten für verschiedene Spannungsebenen in der Verar¬ beitungseinrichtung 11 hinterlegt sein können, so dass die Überwachungseinrichtung sowie das Überwachungsverfahren uni¬ versell in verschiedenen Spannungsebenen Einsatz finden kann.
Bei einer Verknüpfung der Lage der Kontaktstücke 3, 4 zuein¬ ander sowie einer Codierung 10 wird der Information über den Zustand der Trennstrecke 2 eine Information über das Schalt¬ gerät hinzugefügt. Dadurch ist ein Vertauschen von Informa¬ tionen verschiedener Schaltgeräte leicht festzustellen. Bei dem Zusammenführen der weiteren Informationen von dem Dichte¬ sensor 9 und dem Hilfskontakt 7 kann so dem gegebenenfalls abzugebenden Freigabesignal 12 eine eindeutige Codierung hin¬ zugefügt werden, für welches Schaltgerät dieses Freigabesig- nal erzeugt wurde. Dadurch wird die Zuverlässigkeit des Über¬ wachungsverfahrens zusätzlich erhöht.
Es kann weiter vorgesehen sein, dass die Verarbeitungsein- richtung 11 zur Überwachung mehrerer Kontaktstücke eines einzigen oder mehrerer verschiedener elektrischer Schaltgeräte verwendet wird. Die Kontaktstücke können dabei innerhalb eines gemeinsamen Kapselungsgehäuses oder in verschiedenen Kapselungsgehäusen mit verschiedenen Gasräumen angeordnet sein. Bei solchen Kombinationen können weiterhin Überwachungseinrichtungen wie Positionsüberwachungseinrich- tungen oder Dichtesensoren mehrfach genutzt werden. So kann eine Kamera beispielsweise mehrere Kontaktstücke in ihren Positionen zueinander überwachen.
Besonders vorteilhaft ist dabei, wenn zusätzlich Verriege¬ lungsbedingungen verschiedener Schaltgeräte zueinander ebenfalls bei der Verarbeitung der Daten in der Verarbei¬ tungseinrichtung berücksichtigt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Überwachungsverfahren für eine durch relativ zueinander bewegbare Kontaktstücke (3, 4) begrenzte Trennstrecke (2) eines elektrischen Schaltgerätes, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
- eine Position der Kontaktstücke (3, 4) zueinander ermittelt wird, dass
- die Isolationsfestigkeit eines in der Trennstrecke (2) befindlichen Isoliermediums ermittelt wird, dass
- bei dem Vorhandensein eines vorgegebenen Abstandes der Kontaktstücke (3, 4) zueinander und dem Vorhandensein einer dem vorgegebenen Abstand zugehörigen vorgegebe¬ nen Isolationsfestigkeit des Isoliermediums ein Frei- gabesignal (12) erzeugt wird, durch welches die Trenn¬ strecke (2) als in Trennstellung befindlich eingestuft wird.
2. Überwachungsverfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zur Bestimmung der Isolationsfestigkeit die Dichte des Iso¬ liermediums ermittelt wird.
3. Überwachungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zur Bestimmung der Isolationsfestigkeit der Druck des Iso¬ liermediums ermittelt wird.
4. Überwachungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Position der Kontaktstücke (3, 4) zueinander von zwei un¬ abhängig voneinander arbeitenden Positionserfassungseinrich- tungen (7, 8) ermittelt wird.
5. Überwachungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Position eines bewegbaren Kontaktstückes durch Hilfskon- takte (7) abgebildet wird.
6. Überwachungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zum Erfassen der Position eines bewegbaren Kontaktstückes (3) ein optischer Sensor, insbesondere eine Kamera (8), in dessen Erfassungsbereich das bewegbare Kontaktstück (3) angeordnet ist, verwendet wird.
7. Überwachungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass ein Identifikationsmerkmal (10) des Schaltgerätes zumindest einer zu ermittelnden Größe zugeordnet ist, um das Freigabe¬ signal (12) eindeutig einem bestimmten Schaltgerät zuzuord¬ nen.
8. Vorrichtung zu einer Überwachung einer durch relativ zu¬ einander bewegbare Kontaktstücke (3, 4) begrenzten Trennstre¬ cke (2) eines elektrischen Schaltgerätes, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass den Kontaktstücken (3, 4) eine erste und eine zweite Posi- tionsüberwachungseinrichtung (7, 8) zugeordnet sind, welche unabhängig voneinander arbeiten und ein Dichtesensor (9) die Dichte eines in der Trennstrecke (2) befindlichen Isolierme¬ diums erfasst, wobei eine Verarbeitungseinrichtung (11) die von der ersten und der zweiten Positionsüberwachungseinrich- tung (7, 8) und dem Dichtesensor (9) ermittelten Größen ver¬ arbeitet und von der Verarbeitungseinrichtung (11) ein Frei¬ gabesignal (12) erzeugbar ist.
9. Vorrichtung zu einer Überwachung einer durch relativ zu¬ einander bewegbare Kontaktstücke (3, 4) begrenzten Trennstre¬ cke (2) eines elektrischen Schaltgerätes nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die erste Positionsüberwachungseinrichtung ein optischer Sen¬ sor, insbesondere eine Kamera (8) ist, in dessen Erfassungs¬ bereich zumindest ein bewegbares Kontaktstück (3) angeordnet ist .
10. Vorrichtung zu einer Überwachung einer durch relativ zu¬ einander bewegbare Kontaktstücke (3, 4) begrenzten Trennstre¬ cke (2) eines elektrischen Schaltgerätes nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass im Erfassungsbereich des optischen Sensors (8) eine Codierung (10) zum Identifizieren des Schaltgerätes angeordnet ist.
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