WO2008000105A1 - Verfahren zur bestimmung des kontaktabbrandes an einem hochleistungsschalter - Google Patents

Verfahren zur bestimmung des kontaktabbrandes an einem hochleistungsschalter Download PDF

Info

Publication number
WO2008000105A1
WO2008000105A1 PCT/CH2007/000316 CH2007000316W WO2008000105A1 WO 2008000105 A1 WO2008000105 A1 WO 2008000105A1 CH 2007000316 W CH2007000316 W CH 2007000316W WO 2008000105 A1 WO2008000105 A1 WO 2008000105A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
circuit breaker
signal
contact
switching
tai
Prior art date
Application number
PCT/CH2007/000316
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Guzek Krzysztof
Lukas Zehnder
Ruben Vogelsang
Thomas Schoenemann
Michael Stanek
Original Assignee
Abb Technology Ag
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 Abb Technology Ag filed Critical Abb Technology Ag
Priority to DE202007018709U priority Critical patent/DE202007018709U1/de
Publication of WO2008000105A1 publication Critical patent/WO2008000105A1/de

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/327—Testing of circuit interrupters, switches or circuit-breakers
    • G01R31/3271—Testing of circuit interrupters, switches or circuit-breakers of high voltage or medium voltage devices
    • G01R31/3272—Apparatus, systems or circuits therefor
    • G01R31/3274—Details related to measuring, e.g. sensing, displaying or computing; Measuring of variables related to the contact pieces, e.g. wear, position or resistance
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00—Contacts
    • H01H1/0015—Means for testing or for inspecting contacts, e.g. wear indicator
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/04—Means for indicating condition of the switching device
    • H01H2071/044—Monitoring, detection or measuring systems to establish the end of life of the switching device, can also contain other on-line monitoring systems, e.g. for detecting mechanical failures

Definitions

  • the invention relates to the field of high voltage switch technology, in particular the power switch in power distribution networks. It relates to a device, a display and a method for monitoring a high-power switch according to the preamble of the independent claims.
  • circuit breakers In order to switch off or switch on sections of an electrical energy supply system from the rest of the energy supply system, circuit breakers are usually used. During operation and during switching on and off the circuit breaker is subject to different technical
  • the switching contacts must have a high resistance to heat and burn-off in order to be able to withstand the high temperatures of the arc when the circuit breaker is switched on and off.
  • the contacts of the circuit breaker should have the lowest possible electrical resistance to ohmic losses
  • circuit breakers have a distribution of the contact system in a burn-off and a rated current contact system.
  • the switch is designed so that the rated current contact system in the power supply is authoritative, while in the switching phase, the arc is drawn between the Abbrandcarden and thus then the Abbrand contact system is authoritative.
  • the consumable contact system prevents arc burning between the rated current contacts. To ensure this function, occurs during switching on and off a time delay between the separation or contacting the rated current contact system and the separation or contacting the
  • the time difference is also called overlap time and the local difference overlap length.
  • the current state of the switch is calculated by a monitoring system and acknowledged when critical values are reached by means of alarm messages.
  • the difficulty with this method is, in particular, to take into account a deviation of the actual burnup from the calculated burnup for the determination of the residual life of the switch. Deviations can result from inaccurate replication of the geometry parameters the parts exposed to the arc and a faulty detection of the current and time values during the switching process. It is also known from DE 1 0260248 that the determination of the burnup and the determination of the remaining life of switches (vacuum contactors) can be detected with only a single switching contact system, by means of pressure monitoring.
  • the changed by erosion at the switching contact pieces spring travel is measured, with which a compression spring compresses the switching contact pieces.
  • the indication of the respective spring position is made with a pointer attached to the spring, which continuously maps the respective value on a scale. Alternatively, measurement methods become continuous
  • EP 1 555 683 A describes a method for measuring the contact erosion on a circuit breaker which is driven by means of an electric motor, wherein a
  • Time difference is determined at the unworn arcing contacts, and a time difference is determined on the spent pieces of the arc and from both time differences, the burning length is determined.
  • a disadvantage in the prior art proves that due to the indirect measurement method, measurement of the drive current from the electric motor of the combustion state can be determined only insufficiently accurate.
  • EP 0 694 937 A2 discloses a method for determining the residual service life of contactor contacts, in which the residual life of the contactor is determined and displayed on a display on the switching device in%, as the residual switching number and as the remaining operating time.
  • No. 2,005,121,17A describes a method for determining the contact wear of switching devices by measuring the transit time change when closing the contacts.
  • the transit time measurement takes place on the one hand via measurement of the excitation current of a drive electromagnet for the switch contacts and on the other hand via measurement of the current flow through the switch contacts by means of current sensors.
  • a disadvantage of the prior art proves that due to the indirect measurement method, measuring the excitation current from the electromagnet, a not sufficiently accurate determination of the time of contact closure is possible. It is desirable to measure a signal which is directly related to the closing movement of the contacts.
  • the invention relates to a method for measuring the Kunststoffabbrandes 5 of an electrical circuit breaker which Abbrand tokene and a mechanical drive for moving at least one of the Abbrandaide, wherein the mechanical drive comprises a mechanical energy storage, a triggering element and a power transmission element to the movable Abbrand token, wherein a rated current contact system exists is, where
  • W reference times are present, which characterize the occurrence of a switching operation, switching times are determined, which characterize closing or opening the contacts of Abbrandcardsystems, wherein in a switching operation of the line switch an initial time difference between the reference time of this switching operation and the switching time this
  • the invention resides in a circuit breaker which comprises a consumable contact system and a mechanical drive for moving at least one of the consumable contacts, wherein the mechanical drive has a mechanical energy accumulator, a triggering element and a force transmission element for movable burnup contact and the switch is thereby characterized in that there are provided means for determining a contact erosion which comprises a sensor for detecting a reference time at which the power transmission element passes through a predetermined position, and further comprising a current sensor for detecting a primary current through the power switch and detecting a switching time
  • the circuit breaker on a sensor for detecting a reference time, to which a trigger command for the trip unit is present, wherein means for detecting at least one operating parameter for the mechanical drive and optionally to correct the reference time due to a deviation between actual and Setpoint of the operating parameter are present.
  • the operating parameters are the temperature of the mechanical drive and / or the supply voltage for the triggering element and / or the state of charge of the energy store.
  • the mechanical drive is a spring-loaded drive, wherein the triggering element is used to release a lock for the spring energy storage or to open a hydraulic valve to reverse the direction of power transmission during startup or shutdown.
  • the invention also consists in that the circuit breaker has a signal detection unit for determining a measurement signal, which characterizes a burnup condition of the burnup contacts, and a display unit for displaying contact burnup, wherein the signal detection unit has calculation means for assigning the measurement signal to a warning interval or a safety interval and wherein the display unit comprises means for optically and / or acoustically outputting a warning signal when the measurement signal is in the warning interval.
  • the invention also consists in one
  • a method for indicating the contact erosion of a circuit breaker wherein the circuit breaker, a contact system, a signal detection unit for determining the burning of the contact system and a display unit, wherein a measuring signal is determined, which is a burn-off condition of AbbrandWallete characterized in that at least one safety interval and at least one warning interval is determined for the measurement signal, wherein a warning signal is output on the display unit when the measurement signal is in the warning interval and wherein the warning signal signals a limited number of still permissible switching operations.
  • the reference time of the circuit breaker is characterized by the fact that it can be determined reproducibly with each switching operation.
  • the reference time is detected during the switch-on, to close the switch.
  • the reference instant is given directly to a drive by the turn-on command.
  • the turn-on command may then be a signal in the form of a current or voltage change, e.g. in the coil of the drive is triggered by the circuit breaker.
  • the reference time is determined by the movement of the switch drive, which is triggered by the switch-on command for closing the switch.
  • the reference time is determined by the fact that after the switch-on command a certain reference point or reference level is traversed on the movement curve of the main contact system of the switch drive and this reference point or reference level is e.g. is measured by means of a displacement or rotation sensor, an auxiliary contact or a light barrier.
  • the mode of operation of the measuring method consists in determining the changed time difference between the first movement-defined reference time and the second current-defined time point caused by increasing erosion.
  • Fig. 1 is a simplified circuit diagram of a circuit breaker with
  • Burnout contact system and a rated current contact system in the circuit breaker Burnout contact system and a rated current contact system in the circuit breaker.
  • Fig. 1 shows schematically an electrical circuit breaker 1, which is incorporated in a not further shown power supply system.
  • a circuit breaker 1 high and medium voltage switch come into consideration, which may be, for example, generator switch or hoerder.
  • the switch 1 electrically interrupts the line section 3a with the line section 3b of the electric power supply system.
  • the contact systems (2a, 2n) of the switch 1 by means of a mechanical Spring-loaded drive 1 1 opened or closed.
  • the triggering element 13 of the drive 1 1 triggers the designed as a plate spring mechanical energy storage 14, which by means of the element 1 5, which may be designed as a drive rod, the power transmission to the contact systems (2 a, 2 n) of the switch for closing / opening makes.
  • the burn-off contact system 2a When the switch 1 is closed, the burn-off contact system 2a is closed first and then the nominal current system 2n is closed with a time delay of a few milliseconds.
  • the current flowing in the circuit breaker 1 commutes during the closing process from the consumable contact system 2a to the rated current contact system 2n.
  • the circuit breaker 1 comprises sensors 9, 10 for detecting the measurement signals, a signal detection unit 4 for detecting and processing the measurement signals and a display unit 5, with the state of the circuit breaker 1 z. B. by signaling the burn-off or the remaining life can be displayed.
  • the burnup at Abbrandnesssystem is determined and used this to assess the remaining life of the circuit breaker 1.
  • the time difference measurement is "online" so while the switch 1 in operation and is electrically connected to the power grid and carried out during the switch-on of the switch 1.
  • the switch 1 must therefore not be advantageous decoupled from the power supply network to make the Abbrandbeées
  • the Abbrandbeées be made in the off phase of the circuit breaker 1, but with the determination of the exact time of contact separation on
  • Abbrandcardsystem 2a proves difficult because of the resulting arc. Detection of the opening timing of the switch is e.g. possible via the measurement of the occurring arc voltage.
  • Fig. 2 shows schematically the time course of the current I during the
  • the reference time tr may be any reproducible signal on the drive, e.g. the voltage change in the drive coil, which is due to the switch-on command when closing the switch 1. However, it may for example be the turn-on command itself, the signal from an auxiliary contact or the current change in the coil or the movement of the drive, which is triggered by the switch-on, are detected and used as a signal to determine the reference time tr. It is important only that the reference time is reproducible.
  • sensors 9 and 10 are provided.
  • the sensor 9 for measuring the reference time tr a voltmeter can be used. But it is easily possible one
  • a current transformer 10 is usually used, which detects the current flow when closing the AbbrandWalletsystems 2 a. Alternatively, it can serve as a current sensor 1 0 but also a Hall probe or a Rogowski coil.
  • the current sensor 10 may be provided at the line section 3a or the line section 3b as shown in FIG.
  • the measured variables which determine the reference time point tr and the time ta via the sensors 9, 10 are detected and processed by the signal detection unit 4.
  • the information derived therefrom, such as the size of the contact erosion or the remaining life of the switch 1, can be displayed to the user via the display unit 5 of the circuit breaker 1.
  • the signal detection unit 4 determines the initial time difference tai-tri between the reference time tri of this switching operation and the switching instant tai when closing the consumable contacts in this switching operation. For each further closing operation, the signal detection unit 4 determines a momentary time difference ta x -tr x from the instantaneous reference time tr x and the instantaneous switching time ta x . The deviation between the instantaneous time difference ta x -tr x and the initial time difference tai-tn determined by the signal detection unit 4 is a measure of the burnup at the contacts of the circuit breaker 1.
  • the instantaneous switching time ta x shifts in the direction of the threshold value ta s , as indicated in Fig.l by arrow 8. If a defined threshold value ta s is exceeded for the instantaneous time difference ta x -tr x , which corresponds to a critical burnup length, then this state is signaled to the user via the display unit.
  • the threshold value ta s is exceeded, the number is the opening and closing operations are set, so that the user is given accurate information about the remaining number of switching cycles.
  • the initial time difference tai-tn before the first switching operation is known as the characteristic system size of the switch 1 and can be input via the signal detection unit 4 before the circuit breaker is used.
  • the critical erosion length and thus the remaining life of the switch 1 can be determined directly as the difference between the characteristic system size and the instantaneous time difference ta x -tr x .
  • the initial time difference tai-tn can also be determined by averaging of a plurality of initial switching operations by the signal acquisition unit 4. The burnup and thus the
  • the remaining service life can be determined directly during the closing process without having to disconnect the switch from the power supply system.
  • a plurality of threshold values ta s are defined, which signal when exceeded the respective state of the circuit breaker 1.
  • a signal is output for exactly two states of the circuit breaker, namely above and below the threshold value ta s .
  • a signal for three states is output, namely below a first threshold value ta s i, above a second threshold value ta s 2 and between the first and the second threshold value.
  • the respective state of the circuit breaker 1 is displayed to the user via the display element 5.
  • the second time tai, ta x in determining the contact erosion by measuring an inrush current flowing through the AbbrandWallete 2a or by measuring a time derivative of the inrush current determined.
  • the measured inrush current during the arc drawing or upon reaching the saturation current, when contacting the AbbrandWallete 2a is determined.
  • a sensor 10 for measuring the inrush current I a current transformer or a Rogowski coil is used, wherein in the latter, the time derivative of the inrush current is measured.
  • the indication of the contact erosion takes place via a warning signal and / or a safety signal as an optical, in particular color, and / or acoustic signal. This has the advantage that the user is always informed about the current state of the circuit breaker.
  • the warning interval 8b and the safety interval 8a are signaled by two different colors.
  • the current status of the circuit breaker is signaled to the user by three different colors, the colors corresponding to a warning interval 8b, a safety interval 8a and an intervening criticality interval.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Keying Circuit Devices (AREA)
  • Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Leistungsschalter (1) mit einer Signalerfassungseinheit (4), einen mechanischen Antrieb (11) zum Bewegen mindestens der Abbrandkontakte, wobei der mechanische Antrieb (11) einen mechanischen Energiespeicher (14), ein Auslöseelement (13) und ein Kraftübertragungselement (15) aufweist und einer Anzeigeeinheit (5) sowie betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Messung und zur Anzeige des Kontaktabbrandes an einem elektrischen Leistungsschalters (1) mittels Zeitdifferenzmessung. Erfindungsgemäss wird aus ersten Referenzzeitpunkten (tr) und aus zweiten Zeitpunkten (ta), welche das Schliessen oder das Öffnen der Abbrandkontakte (2a) charakterisieren, eine initiale (tai-tn) und eine momentane Zeitdifferenz (tax-trx) bestimmt, woraus der Abbrandzustand der Abbrandkontakte (2a) ermittelt wird. Ausführungsbeispiele betreffen u.a. die Bestimmung des Abbrandzustandes während des Schliessvorganges, die Signalisierung falls Schwellwerte (tas) überschritten bzw. unterschritten werden und die optische und/oder akustische Anzeige des Zustandes des Leistungsschalters (1) mittels einer Anzeigeeinheit (5).

Description

VERFAHREN ZUR BESTIMMUNG DES KONTAKTABBRANDES AN EINEM HOCHLEISTUNCSSCHALTER
B E S C H R E I B U N G
Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Hochspannungsschaltertechnik, insbesondere der Leistungsschalter in Energieverteilungsnetzen. Sie bezieht sich auf eine Vorrichtung, eine Anzeige und ein Verfahren zur Überwachung eines Hochleistungsschalters gemäss dem Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche.
Stand der Technik
Um Abschnitte eines elektrischen Energieversorgungssystems vom übrigen Energieversorgungssystem abzuschalten oder zuzuschalten, werden üblicherweise Leistungsschalter eingesetzt. Im Betrieb und während des Ein- und Ausschaltens unterliegt der Leistungsschalter dabei unterschiedlichen technischen
Anforderungen. So müssen zum einen die Schaltkontakte eine hohe Wärme- und Abbrandbeständigkeit aufweisen, um beim Ein- und Ausschalten des Leistungsschalters den hohen Temperaturen des Lichtbogens widerstehen zu können. Zum anderen sollen die Kontakte des Leistungsschalters einen möglichst kleinen elektrischen Widerstand aufweisen, um ohmsche Verluste bei
Dauerstromfluss im eingeschalteten Zustand des Leistungsschalters zu minimieren. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, weisen Leistungsschalter eine Aufteilung des Kontaktsystems in ein Abbrand- und ein Nennstromkontaktsystem auf. Der Schalter ist so konstruiert, dass das Nennstromkontaktsystem bei der Stromführung massgeblich ist, während in der Phase des Schaltens der Lichtbogen zwischen den Abbrandkontakten gezogen wird und somit dann das Abbrand kontaktsystem massgeblich ist. Weiterhin verhindert das Abbrandkontaktsystem ein Lichtbogenbrennen zwischen den Nennstromkontakten. Um diese Funktion zu gewährleisten, tritt beim Ein- und Ausschalten eine zeitliche Verzögerung zwischen der Trennung bzw. Kontaktierung des Nennstromkontaktsystems und der Trennung bzw. Kontaktierung des
Abbrandkontaktsystems auf. Die zeitliche Differenz wird auch Überlappungszeit- und die örtliche Differenz Überlappungslänge genannt.
Um die richtige Funktion des Leistungsschalters sicherzustellen, darf eine bestimmte kritische Überlappungszeit- oder Überlappungslänge der Abbrandkontakte nicht unterschritten werden, was einem grossen Abbrand an den Abbrandkontakten entspricht. Zur Messung dieses Abbrandes und damit zur Bestimmung und zur Anzeige der verbleibenden Lebensdauer eines Leistungsschalters sind mehrere Verfahren aus dem Stand der Technik bekannt.
Aus der EP 1318533 ist ein Verfahren bekannt, bei dem die Abbrandwirkung des Lichtbogens aus Geometrieparametern der dem Lichtbogen ausgesetzten Teile und einer ermittelten Strom-Zeit Funktion mathematisch berechnet werden kann. Der erfolgte Abbrand nach mehreren Schaltvorgängen lässt sich
durch Summation des in allen vorhergehenden Schaltfällen errechneten Abbrandes bestimmen. Der aktuelle Zustand des Schalters wird dabei von einem Monitoringsystem errechnet und beim Erreichen kritischer Messwerte mittels Alarmmeldungen quittiert. Die Schwierigkeit bei diesem Verfahren besteht insbesondere darin, ein Abweichen des tatsächlichen Abbrandes vom berechneten Abbrand für die Bestimmung der Restlebensdauer des Schalters zu berücksichtigen. Abweichungen können dabei durch ungenaue Nachbildung der Geometrieparameter der dem Lichtbogen ausgesetzten Teile sowie einer fehlerhaften Erfassung der Strom- und Zeitwerte während des Schaltvorganges entstehen. Ferner ist aus der DE 1 0260248 bekannt, dass die Bestimmung des Abbrandes und die Ermittlung der Restlebensdauer von Schaltern (Vakuumschützen) mit nur einem einzigen Schaltkontaktsystem, mittels Durchdrucküberwachung erfasst werden kann. Dabei wird der durch Abbrand an den Schaltkontaktstücken veränderte Federweg gemessen, mit dem eine Durchdruckfeder die Schaltkontaktstücke zusammenpresst. Die Anzeige der jeweiligen Federposition wird mit einem an der Feder befestigten Zeiger vorgenommen, welcher den jeweiligen Wert auf einer Skala kontinuierlich abbildet. Alternativ werden Messmethoden zur kontinuierlichen
Signalerfassung (Positionsbestimmung) wie Piezo-Biegewandler, Lichtschranke und Tauchspule aufgeführt, bei denen zwei Ereignisse beim Ausschaltvorgang beruhend auf einer Zeitintervallmessung gemessen werden. Für die Bestimmung des Abbrandes ergeben sich hierbei die Nachteile, dass der Abbrand nur über Hilfselemente (Bsp. Federweg) erfasst wird, die wiederum bestimmten Toleranz- und zusätzlichen Fehlereinflüssen unterliegen.
In der europäischen Anmeldung Aktennummer 05405679.1 wird der Kontaktabbrand in einem elektrischen Schaltgerät, welches Nennstromkontaktsystem und Abbrandkontaktsystem aufweist, mittels dynamischer Widerstandsmessung (Dynamic Resistance Measurement - DRM) bestimmt. Dazu wird mit einer Widerstandsmessung bei Trennung der Nennstromkontakte und der Abbrandkontakte eine Überlappungszeit zwischen Trennung der Nennstromkontakte und der Abbrandkontakte in einem Parallelstrompfad gemessen und daraus der Abbrand bestimmt. Der Nachteil dieser Messmethode ist, dass zur Messung des Abbrandes der Schalter vom Energieversorgungsnetz abgeschaltet- und die Messung vor Ort mit einer Hilfsstromquelle durchgeführt werden muss.
Die EP 1 555 683 A, beschreibt ein Verfahren zur Kontaktabbrandmessung an einem Leistungsschalter der mittels eines Eletromotors angetrieben wird, wobei eine
Zeitdifferenz an den unverschlissenen Lichtbogenkontakten bestimmt wird, und eine Zeitdifferenz an den abgebrannten Lichtbogenstücken bestimmt wird und aus beiden Zeitdifferenzen die Abbrandlänge bestimmt wird. Als nachteilig im Stand der Technik erweist sich, dass auf Grund des indirekten Messverfahrens, Messung des Antriebsstroms vom Elektromotor der Abbrandzustand nur ungenügend genau bestimmt werden kann.
In der EP 0 694 937 A2 wird ein Verfahren zur Bestimmung der Restlebensdauer von Schützkontakten offenbart, bei dem die Restlebensdauer des Schützes ermittelt und über ein Display am Schaltgerät in %, als Restschaltzahl und als Restbetriebsdauer angezeigt wird.
In der US2OO5/1 221 1 7A wird ein Verfahren zur Bestimmung des Kontaktverschleisses von Schaltgeräten beschrieben, indem die Laufzeitänderung beim Schliessen der Kontakte gemessen wird. Die Laufzeitmessung erfolgt zum einen über Messung des Erregerstroms eines Antriebelektromagneten für die Schaltkontakte und zum anderen über Messung des Stromflusses durch die Schaltkontakte mittels Stromsensoren. Nachteilig im Stand der Technik erweist sich, dass auf Grund des indirekten Messverfahrens, Messung des Erregersstroms vom Elektromagneten, eine nicht genügend genaue Bestimmung des Zeitpunktes des Kontaktschliessens möglich ist. Wünschenswert ist die Messung eines Signales, welches direkt mit der Schliessbewegung der Kontakte zusammenhängt.
Darstellung der Erfindung
Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung des Kontaktabbrandes in einem elektrischen Leistungsschalter der eingangs genannten Art zu schaffen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Messung des Kontaktabbrandes 5 eines elektrischen Leistungsschalters welcher Abbrandkontakte und einen mechanischen Antrieb zum Bewegen mindestens eines der Abbrandkontakte aufweist, wobei der mechanische Antrieb einen mechanischen Energiespeicher, ein Auslöseelement und ein Kraftübertragungselement zum bewegbaren Abbrandkontakt umfasst, wobei ein Nennstromkontaktsystem vorhanden ist, wobei
W Referenzzeitpunkte vorhanden sind, die das Auftreten eines Schaltvorganges charakterisieren, wobei Schaltzeitpunkte bestimmt werden, die ein Schliessen oder Öffnen der Kontakte des Abbrandkontaktsystems charakterisieren, wobei bei einem Schaltvorgang des Leitungsschalters eine initiale Zeitdifferenz zwischen dem Referenzzeitpunkt dieses Schaltvorganges und dem Schaltzeitpunkt dieses
/5 Schaltvorganges bestimmt wird, wobei für einen weiteren Schaltvorgang eine momentane Zeitdifferenz zwischen dem Referenzzeitpunkt dieses Schaltvorganges und demSchaltzeitpunkt dieses Schaltvorganges bestimmt wird und wobei aus einer Abweichung der momentanen Zeitdifferenz von der initialen Zeitdifferenz ein Abbrandzustand der Abbrandkontakte bestimmt wird. 0 In einem weiteren Aspekt besteht die Erfindung in einem Leistungsschalter welcher ein Abbrandkontaktsystem und einen mechanischen Antrieb zum Bewegen mindestens eines der Abbrandkontakte umfasst, wobei der mechanische Antrieb einen mechanischen Energiespeicher, ein Auslöseelement und ein Kraftübertragungselement zum bewegbaren Abbrandkontakt aufweist und der 5 Schalter sich dadurch auszeichnet, dass Mittel zum Bestimmen eines Kontaktabbrands vorhanden sind, welche einen Sensor zur Erfassung eines Referenzzeitpunkts, zu dem das Kraftübertragungselement eine vorgegebene Position durchläuft, aufweisen und weiterhin einen Stromsensor zur Erfassung eines Primärstroms durch den Leistungsschalter und zur Erfassung eines Schaltzeitpunkts
30 bei dem der Primärstrom ein Schliessen oder ein Öffnen der Kontakte des Abbrandkontaktsystems charakterisiert, aufweisen, sowie eine Sigrialerfassungseinheit zur Bestimmung eines Abbrandzustandes der Abbrandkontakte aus der Zeitdifferenz. In einer weiteren Ausführungsform weist der Leistungsschalter einen Sensor zur Erfassung eines Referenzzeitpunkts, zu dem ein Auslösebefehl für die Auslöseeinheit vorhanden ist, auf, wobei Mittel zur Erfassung mindestens eines Betriebsparameters für den mechanischen Antrieb und gegebenenfalls zur Korrektur des Referenzzeitpunkts aufgrund einer Abweichung zwischen Ist- und Sollwert des Betriebsparameters vorhanden sind. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform sind die Betriebsparameter die Temperatur des mechanischen Antriebs und/oder die Versorgungsspannung für das Auslöseelement und/oder den Ladezustand des Energiespeichers. In noch einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist der mechanischer Antrieb ein Federspeicherantrieb, wobei das Auslöseelement zum Lösen einer Verriegelung für den Federenergiespeicher oder zum Öffnen eines Hydraulikventils zur Richtungsumkehr der Kraftübertragung bei Einschalt- oder Ausschaltvorgang dient. In einem weiteren Aspekt der Erfindung besteht die Erfindung auch darin, dass der Leistungsschalter eine Signalerfassungseinheit zur Bestimmung eines Messsignals aufweist, welche einen Abbrandzustand der Abbrandkontakte charakterisiert, sowie einer Anzeigeeinheit zum Anzeigen des Kontaktabbrandes, wobei die Signalerfassungseinheit Rechenmittel zur Zuordnung des Messsignals zu einem Warnintervall oder einem Unbedenklichkeitsintervall aufweist und wobei die Anzeigeeinheit Mittel zur optischen und/oder akustischen Ausgabe eines Warnsignals aufweist, wenn das Messsignal im Warnintervall liegt. In noch einem weiteren Aspekt besteht die Erfindung auch in einem
Verfahren zur Anzeige des Kontaktabbrandes eines Leistungsschalters, wobei der Leistungsschalter, ein Kontaktsystem, eine Signalerfassungseinheit zur Abbrandbestimmung des Kontaktsystems und eine Anzeigeeinheit aufweist, wobei ein Messsignal bestimmt wird, welches einen Abbrandzustand der Abbrandkontakte charakterisiert, wobei für das Messsignal mindestens ein Unbedenklichkeitsintervall und mindestens ein Warnintervall bestimmt wird, wobei auf der Anzeigeeinheit ein Warnsignal ausgegeben wird, wenn das Messsignal im Warnintervall liegt und wobei das Warnsignal eine beschränkte Anzahl von noch zulässigen Schaltvorgängen signalisiert.
Der Referenzzeitpunkt des Leistungsschalters zeichnet sich dadurch aus, dass er reproduzierbar bei jedem Schaltvorgang bestimmbar ist. Bevorzugt wird der Referenzzeitpunkt beim Einschaltvorgang, zum Schliessen des Schalters detektiert. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der Referenzzeitpunkt direkt durch den Einschaltbefehl an einen Antrieb gegeben. Der Einschaltbefehl kann dann ein Signal in Form einer Strom- oder Spannungsänderung sein, welches z.B. in der Spule des Antriebes vom Leistungsschalter ausgelöst wird. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform wird der Referenzzeitpunkt durch die Bewegung des Schalterantriebes festgelegt, welche durch den Einschaltbefehl zum Schliessen des Schalters ausgelöst wird. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der Referenzzeitpunkt dadurch festgelegt, dass nach dem Einschaltbefehl ein bestimmter Bezugspunkt oder bestimmtes Bezugslevel auf der Bewegungskurve des Hauptkontaktsystems des Schalterantriebes durchlaufen wird und dieser Bezugspunkt oder Bezugslevel z.B. mittels eines Weg- oder Drehsensors, eines Hilfskontaktes oder einer Lichtschranke gemessen wird.
Die Wirkungsweise des Messverfahrens besteht darin, die durch zunehmenden Abbrand verursachte veränderte zeitliche Differenz zwischen dem ersten bewegungsdefinierten Referenzzeitpunkt und dem zweiten stromdefinierten Zeitpunkt zu bestimmen.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen, Vorteile und Anwendungen der Erfindung ergeben sich aus abhängigen Patentansprüchen, aus Anspruchskombinationen sowie aus der nun folgenden Beschreibung und den Figuren. Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden wird der Erfindungsgegenstand anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen, welche in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt sind, näher erläutert. Es zeigen schematisch:
Fig. 1 ein vereinfachtes Schaltbild eines Leistungsschalters mit
Abbrandkontaktsystem und Nennstromkontaktsystem, der mit einem Abschnitt eines elektrischen Energieversorgungssystems verbunden ist; Fig. 2 Ausführungsbeispiel einer Strom-Zeit Kennlinie eines
Abbrandkontaktsystems und eines Nennstromkontaktsystems in dem Leistungsschalter.
Die in den Zeichnungen verwendeten Bezugszeichen und deren Bedeutung sind in der Bezugszeichenliste zusammengefasst aufgelistet. Grundsätzlich sind in den Figuren gleiche oder gleichwirkende Teile mit gleichen oder ähnlichen Bezugszeichen versehen. Für das Verständnis der Erfindung nicht wesentliche Teile sind zum Teil nicht dargestellt. Die beschriebenen Ausführungsbeispiele stehen beispielhaft für den Erfindungsgegenstand und haben keine beschränkende Wirkung.
Wege zur Ausführung der Erfindung
Fig. 1 zeigt schematisch einen elektrischen Leistungsschalter 1 , der in ein nicht weiter dargestelltes Energieversorgungssystem eingebunden ist. Als Leistungsschalter 1 kommen Hoch - und Mittelspannungsschalter in Betracht, welche beispielsweise Generatorschalter oder auch Leistungserder sein können. Der Schalter 1 unterbricht bzw. verbindet elektrisch den Leitungsabschnitt 3a mit dem Leitungsabschnitt 3b des elektrischen Energieversorgungssystems. Dazu werden die Kontaktsysteme (2a, 2n) des Schalters 1 mittels eines mechanischen Federspeicherantriebes 1 1 geöffnet oder geschlossen. Das Auslöseelement 13 des Antriebes 1 1 löst den als Tellerfeder ausgebildeten mechanischen Energiespeicher 14 aus, wobei dieser mittels des Elementes 1 5, welches als Antriebsstange ausgebildet sein kann, die Kraftübertragung auf die Kontaktsysteme (2a, 2n) des Schalter zum Schliessen/Öffnen vornimmt. Beim Schliessen des Schalters 1 wird zuerst das Abbrandkontaktsystem 2a und danach mit einer zeitlichen Verzögerung von einigen Millisekunden das Nennstromsystem 2n geschlossen. Der im Leistungsschalter 1 fliessende Strom kommutiert während des Schliessvorganges vom Abbrandkontaktsystem 2a auf das Nennstromkontaktsystem 2n. Weiterhin umfasst der Leistungsschalter 1 Sensoren 9, 10 zum Detektieren der Messsignale, eine Signalerfassungseinheit 4 zum Erfassen und Verarbeiten der Messsignale und eine Anzeigeeinheit 5, mit der der Zustand des Leistungsschalters 1 z. B. durch Signalisierung des Abbrands oder der Restlebensdauer angezeigt werden kann.
Bei der vorliegenden Erfindung wird aus einer gemessenen Zeitdifferenz zur Kontaktschliessung des Abbrandkontaktsystems der Abbrand am Abbrandkontaktsystem bestimmt und dies genutzt, um damit die verbleibende Lebensdauer des Leistungsschalters 1 zu beurteilen. Die Zeitdifferenzmessung wird „online" also während der Schalter 1 im Betrieb und elektrisch mit dem Energieversorgungsnetz verbunden ist und während der Einschaltphase des Schalters 1 durchgeführt. Der Schalter 1 muss somit vorteilhaft nicht vom Energieversorgungsnetz abgekoppelt werden, um die Abbrandbestimmung vorzunehmen. In analoger Weise kann die Abbrandbestimmung aber auch in der Ausschaltphase des Leistungsschalters 1 vorgenommen werden, wobei sich jedoch die Bestimmung des exakten Zeitpunktes der Kontakttrennung am
Abbrandkontaktsystem 2a auf Grund des entstehenden Lichtbogens als schwieriger erweist. Eine Detektion des Öffnungszeitpunktes des Schalters ist z.B. über die Messung der auftretenden Lichtbogenspannung möglich.
Um den Abbrand des Abbrandkontaktsystems beim Schliessen des Schalters 1 zu bestimmen und damit die Restlebensdauer des Schalters zu beurteilen, wird die zeitliche Differenz zwischen einem Referenz-Zeitpunkt tr und der ersten Kontaktierung der beiden Abbrandkontakte des Abbrandkontaktsystems 2a und damit den Beginn des Stromflusses im Hauptsystem zu einem Zeitpunkt ta erfasst. Mit steigender Anzahl von Schaltvorgängen und dem damit verbundenen zunehmenden Abbrand an den Kontakten des Abbrandkontaktsystems 2a wird durch den hervorgerufenen Materialabtrag die Wegstrecke und damit die benötigte Zeitdauer vom Auslösen des Schliessvorganges bis zum Schliessen der Kontakte 2a grösser.
Fig. 2 zeigt schematisch den zeitlichen Verlauf des Stromes I während des
Einschaltvorganges für das Abbrandkontaktsystem 2a (Kennlinie 6) und für das Nennstromkontaktsystem 2n (Kennlinie 7). Als Referenzzeitpunkt tr kann irgendein reproduzierbares Signal am Antrieb dienen, so z.B. die Spannungsänderung in der Antriebsspule, zu welcher es durch den Einschaltbefehl beim Schliessen des Schalters 1 kommt. Es kann aber beispielsweise der Einschaltbefehl selber, das Signal von einem Hilfskontakt oder auch die Stromänderung in der Spule oder die Bewegung des Antriebs, welche durch den Einschaltbefehl ausgelöst wird, detektiert werden und als Signal zur Festlegung des Referenzzeitpunktes tr benutzt werden. Wichtig ist dabei nur, dass der Referenzzeitpunkt reproduzierbar ist. Einige Millisekunden nach dem Auslösen des Einschaltvorganges, während die Kontakte des Abbrandkontaktsystems 2a zum Zeitpunkt ta geschlossen werden, kommt es zum Stromfluss durch die Abbrandkontakte 2a des Leistungsschalters 1 . Nach einigen weiteren Millisekunden, zum Zeitpunkt tn schliessen auch die Kontakte des Nennstromkontaktsystems 2n und der Strom I kann somit auch durch die Kontakte des Nennstromkontaktsystems 2n fliessen.
Für die Detektion des Referenzzeitpunktes tr und des Zeitpunktes ta beim Schliessen des Schalters 1 sind wie in Fig. 1 schematisch dargestellt, Sensoren 9 und 10 vorgesehen. Dabei ist als Sensor 9 zur Messung des Referenzzeitpunktes tr z.B. ein Spannungsmessgerät einsetzbar. Es ist aber ohne weiteres möglich einen
Stromwandler, einen Hilfskontakt oder eine Lichtschranke als Sensor 9 einzusetzen, falls die Bestimmung des Referenzzeitpunkts tr über Messung des Stromes oder durch Bestimmung einer definierten Bewegungsposition vom nicht dargestellten Schalterantrieb erfolgt. Der Referenzzeitpunkt tr definiert somit den Beginn des Schliessvorganges. Als Sensor 10 zur Bestimmung des Zeitpunktes tr wird üblicher Weise ein Stromwandler 10 verwendet, der den Stromfluss beim Schliessen des Abbrandkontaktsystems 2a erfasst. Alternativ kann als Stromsensor 1 0 aber auch eine Hallsonde oder eine Rogowskispule dienen. Der Stromsensor 10 kann wie in Fig. 1 dargestellt am Leitungsabschnitt 3a oder am Leitungsabschnitt 3b vorgesehen werden.
Die über die Sensoren 9, 1 0 bestimmten Messgrössen, die den Referenzzeitpunkt tr und den Zeitpunkt ta festlegen, werden von der Signalerfassungseinheit 4 erfasst und verarbeitet. Die daraus gewonnen Informationen wie die Grosse des Kontaktabbrandes oder die Restlebensdauer des Schalters 1 lassen sich über die Anzeigeeinheit 5 des Leistungsschalters 1 für den Benutzer anzeigen.
In einem ersten Schliessvorgang, der auch als initialer Schliessvorgang des Schalters bezeichnet wird, wird von der Signalerfassungseinheit 4 die initiale Zeitdifferenz tai-tri zwischen dem Referenzzeitpunkt tri dieses Schaltvorganges und dem Schaltzeitpunkt tai beim Schliessen der Abbrandkontakte bei diesem Schaltvorgang bestimmt. Für jeden weiteren Schliessvorgang bestimmt die Signalerfassungseinheit 4 eine momentane Zeitdifferenz tax-trx aus dem momentanen Referenzzeitpunkt trx und dem momentanen Schaltzeitpunkt tax. Die von der Signalerfassungseinheit 4 ermittelte Abweichung zwischen momentaner Zeitdifferenz tax-trx und initialer Zeitdifferenz tai-tn ist ein Mass für den Abbrand an den Kontakten des Leistungsschalters 1 . Mit steigender Anzahl von Schaltzyklen verschiebt sich der momentane Schaltzeitpunkt tax in Richtung des Schwellwert tas, wie in Fig.l durch Pfeil 8 angedeutet. Wird ein definierter Schwellwert tas für die momentane Zeitdifferenz tax-trx, welcher einer kritischen Abbrandlänge entspricht, überschritten, so wird dieser Zustand über die Anzeigeeinheit dem Benutzer signalisiert. Vorteilhafterweise ist mit Überschreiten des Schwellwertes tas die Anzahl der Öffnungs- und Schliessvorgänge festgelegt, so dass dem Benutzer eine genaue Information über die verbleibende Anzahl von Schaltzyklen gegeben wird. Mit Vorteil ist die initiale Zeitdifferenz tai-tn vor dem erstmaligen Schaltvorgang als charakteristische Systemgrösse des Schalters 1 bekannt und kann vor dem Einsatz des Leistungsschalters über die Signalerfassungseinheit 4 eingegeben werden. Auf diese Weise lässt sich die kritische Abbrandlänge und damit die Restlebensdauer des Schalters 1 unmittelbar als Differenz aus der charakteristischen Systemgrösse und der momentanen Zeitdifferenz tax-trx bestimmen. Die initiale Zeitdifferenz tai-tn kann aber auch durch Mittelwertbildung aus mehreren initialen Schaltvorgängen von der Signalerfassungseinheit 4 bestimmt werden. Der Abbrand und somit die
Restlebensdauer lassen sich direkt während des Schliessvorganges bestimmen, ohne dass der Schalter vom Energieversorgungssystem abgekoppelt werden muss.
In einer weiteren Ausführungsform werden nur solche Messungen zur Abbrandbestimmung herangezogen, bei denen bekannten Einflussgrössen wie z.B. Temperatur, Antriebsenergie und Stillstandszeit des Leistungsschalters in einem definierten Bereich liegen. Das hat den Vorteil, dass durch diese Einflussgrössen hervorgerufene Schwankungen die Abbrandbestimmung unbeeinflusst lassen und so eine verlässliche Abbrandbestimmung möglich ist. Alternativ dazu können auch bekannte Abhängigkeiten durch Kompensation eliminiert werden.
In einer weiteren Ausführungsform sind mehrere Schwellwerte tas definiert, welche bei Überschreiten den jeweiligen Zustand des Leistungsschalters 1 signalisieren. Mit Vorteil wird ein Signal für genau zwei Zustände des Leistungsschalters ausgegeben, nämlich oberhalb und unterhalb des Schwellwertes tas. In einer anderen vorteilhaften Ausführungsform wird ein Signal für drei Zustände ausgegeben, nämlich unterhalb eines ersten Schwellwertes tasi, oberhalb eines zweiten Schwellwertes taS2 und zwischen dem ersten und dem zweiten Schwellwert. Der jeweilige Zustand des Leistungsschalters 1 wird dem Benutzer über das Anzeigeelement 5 angezeigt. Vorteilhaft wird der zweite Zeitpunkt tai , tax bei der Bestimmung des Kontaktabbrandes durch Messung eines durch die Abbrandkontakte 2a fliessenden Einschaltstromes oder durch Messung einer zeitlichen Ableitung des Einschaltstromes bestimmt. Dabei wird der gemessene Einschaltstrom während des Lichtbogenziehens oder bei Erreichen des Sättigungsstromes, bei Kontaktberührung der Abbrandkontakte 2a bestimmt. Als Sensor 10 zur Messung des Einschaltstroms I wird ein Stromwandler oder eine Rogowskispule eingesetzt, wobei bei letzterer die zeitliche Ableitung des Einschaltstromes gemessen wird. Die Anzeige des Kontaktabbrandes erfolgt dabei über ein Warnsignal und/oder ein Unbedenklichkeitssignal als optisches, insbesondere farbliches, und/oder akustisches Signal. Das hat den Vorteil, dass der Benutzer immer über den aktuellen Zustand des Leistungsschalters informiert ist. Um dem Benutzer den jeweils aktuellen Zustand des Leistungsschalters 1 möglichst einfach mitzuteilen gibt es genau ein Warnintervall 8b und genau ein Unbedenklichkeitsintervall δa und das Warnintervall 8b und das Unbedenklichkeitsintervall 8a werden durch zwei unterschiedliche Farben signalisiert. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird dem Benutzer der jeweils aktuellen Zustand des Leistungsschalters durch drei unterschiedliche Farben signalisiert, wobei die Farben einem Warnintervall 8b, einem Unbedenklichkeitsintervall 8a und einem dazwischen liegenden Bedenklichkeitsintervall entsprechen. Diese mehrstufige Anzeige hat den Vorteil, dass dem Benutzer ein Zwischenzustand signalisiert wird, bevor die Abbrandkontakte nach weiteren Schaltzyklen soweit abgebrannt sind, dass der Schalter eine kritische Funktionsfähigkeit erreicht. Der Benutzer ist somit vorgewarnt und kann eine Revision des Schalters 1 weit im Voraus einplanen. Bezugszeichenliste
1 Leistungsschalter
2a Abbrandkontaktsystem, Abbrandkontakte
2n Nennstromkontaktsystem
3a, 3b Leitungsabschnitt, Leitung
4 Signalerfassungseinheit 5 Anzeigeeinheit
6 Strom-Zeit Kurve Abbrandkontaktsystem
7 Strom-Zeit Kurve Nennstromkontaktsystem
8 Verschiebungsrichtung von Zeitpunkt tax durch Abbrand 8a Warnintervall 8b Unbedenklichkeitsintervall
9 Sensor, Referenzsensor
1 0 Stromsensor
1 1 Antrieb
1 3 Auslöseelement 14 Energiespeicher
1 5 Element der Kraftübertragung tri initialer Referenzzeitpunkt trx Referenzzeitpunkt nach dem x-ten Schaltvorgang tai initialer Schaltzeitpunkt tax momentaner Zeitpunkt nach dem x-ten Schaltvorgang tas Schwellwert tn Zeitpunkt bei Kontaktschliessung des Nennstromkontaktsystems

Claims

PATENTANSPRÜCHE5
1 . Leistungsschalter (1 ), umfassend ein Abbrandkontaktsystem (2a) und einen mechanischen Antrieb (1 1 ) zum Bewegen mindestens eines der Abbrand- kontakte, wobei der mechanische Antrieb (1 1 ) einen mechanischen Energiespeicher (14), ein Auslöseelement (1 3) und ein Kraftübertragungselement (1 5)
10 zum bewegbaren Abbrandkontakt aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass
Mittel zum Bestimmen eines Kontaktabbrands vorhanden sind, welche umfassen:
• einen Sensor (9) zur Erfassung eines Referenzzeitpunkts (tri ,..., trx), zu dem das Kraftübertragungselement (1 5) eine vorgegebene Position
/5 durchläuft, und
• einen Stromsensor (10) zur Erfassung eines Primärstroms durch den Leistungsschalter (1) und zur Erfassung eines Schaltzeitpunkts (tai ,..., tax) bei dem der Primärstrom ein Schliessen oder ein Öffnen der Kontakte des Abbrandkontaktsystems (2a) charakterisiert, und 0 • eine Signalerfassungseinheit (4) zur Bestimmung eines Abbrandzustand der Abbrandkontakte (2a) aus der Zeitdifferenz ((tax-trx) - (tai-tn)).
2. Leistungsschalter (1 ), umfassend ein Abbrandkontaktsystem (2a) und einen mechanischen Antrieb (1 1 ) zum Bewegen mindestens eines des Abbrand- 5 kontakte, wobei der mechanische Antrieb (1 1 ) einen mechanischen Energiespeicher (14), ein Auslöseelement (1 3) und ein Kraftübertragungselement (1 5) zum bewegbaren Abbrandkontakt aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zum Bestimmen eines Kontaktabbrands vorhanden sind, welche umfassen:
30 • einen Sensor (9) zur Erfassung eines Referenzzeitpunkts (tri,..., trx), zu dem ein Auslösebefehl für die Auslöseeinheit (1 3) vorhanden ist, wobei • ein Stromsensor (10) zur Erfassung eines Primärstroms durch den Leistungsschalter (1 ) und zur Erfassung eines Schaltzeitpunkts (tai,..., tax) bei dem der Primärstrom ein Schliessen oder ein Öffnen der Kontakte des Abbrandkontaktsystems (2a) charakterisiert, und
5 • eine Signalerfassungseinheit (4) zur Bestimmung eines Abbrandzustand der Abbrandkontakte (2a) aus der Zeitdifferenz ((tax-trx) - (tai-tn)), wobei
• Mittel zur Erfassung mindestens eines Betriebsparameters für den mechanischen Antrieb (1 1) und gegebenenfalls zur Korrektur des Referenzzeitpunkts (tri t...,trx) aufgrund einer Abweichung zwischen Ist—
10 und Sollwert des Betriebsparameters vorhanden sind.
3. Leistungsschalter (1 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass
• die Betriebsparameter die Temperatur des mechanischen Antriebs und/oder die Versorgungsspannung für das Auslöseelement (1 3)
/5 und/oder den Ladezustand des Energiespeichers sind.
4. Leistungsschalter (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet dass
• der mechanischer Antrieb (1 1 ) ein Federspeicherantrieb ist, wobei das Auslöseelement (1 3) zum Lösen einer Verriegelung für den Feder- 0 energiespeicher (14) oder zum Öffnen eines Hydraulikventils zur
Richtungsumkehr der Kraftübertragung bei Einschalt- oder Ausschaltvorgang dient.
5. Verfahren zur Messung des Kontaktabbrandes eines elektrischen 5 Leistungsschalters (1 ) welcher Abbrandkontakte und einen mechanischen
Antrieb (1 1 ) zum Bewegen mindestens eines der Abbrandkontakte, wobei der mechanische Antrieb (1 1 ) einen mechanischen Energiespeicher (14), ein Auslöseelement (1 3) und ein Kraftübertragungselement (1 5) zum bewegbaren Abbrandkontakt aufweist, wobei 0 -ein Nennstromkontaktsystem (2n) vorhanden ist, wobei
-Referenzzeitpunkte (tn ,..., trx) vorhanden sind, die das Auftreten eines Schaltvorganges charakterisieren, wobei - Schaltzeitpunkte (tai,..., tax) bestimmt werden, die ein Schliessen oder ein
Öffnen der Kontakte des Abbrandkontaktsystems (2a) charakterisieren, wobei 5 -bei einem Schaltvorgang des Leitungsschalters (1 ) eine initiale Zeitdifferenz
(tai-tri) zwischen dem Referenzzeitpunkt (tri) dieses Schaltvorganges und dem Schaltzeitpunkt (tai) dieses Schaltvorganges bestimmt wird, wobei -für einen weiteren Schaltvorgang eine momentane Zeitdifferenz (tax-trx) zwischen dem Referenzzeitpunkt (trx) dieses Schaltvorganges und dem 10 Schaltzeitpunkt (tax) dieses Schaltvorganges bestimmt wird und wobei
-aus einer Abweichung der momentanen Zeitdifferenz (tax-trx) von der initialen Zeitdifferenz (tai-tn) ein Abbrandzustand der Abbrandkontakte
(2a) bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, /5 dass die Schaltzeitpunkte (tai ,..., tax) durch Messung eines durch die
Abbrandkontakte (2a) fliessenden Einschaltstromes oder durch Messung einer zeitlichen Ableitung des Einschaltstromes bestimmt werden.
6. Verfahren zur Messung des Kontaktabbrandes nach Anspruch 5, 0 dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltvorgang ein Einschaltvorgang ist und dass die Schaltzeitpunkte (tai ,..., tax) bestimmt werden, die das Schliessen der Kontakte des Abbrandkontaktsystems (2a) charakterisieren.
7. Verfahren zur Messung des Kontaktabbrandes nach Anspruch 5 oder 6, 5 dadurch gekennzeichnet, dass ein Schwellwert (tas) für die Abweichung der momentanen Zeitdifferenz (tax-trx) von der initialen Zeitdifferenz (tai-tn) definiert wird, welcher einer kritischen Abbrandlänge der Abbrandkontakte (2a) entspricht, und dass beim Überschreiten des Schwellwertes (tas) ein Signal ausgegeben wird.
30
8. Verfahren zur Messung des Kontaktabbrandes nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal für zwei Zustände, nämlich oberhalb und unterhalb des Schwellwertes (tas) oder für drei Zustände, unterhalb eines ersten Schwellwertes (tas), oberhalb eines zweiten Schwellwertes (tas) und zwischen dem ersten und dem zweiten Schwellwert (tas) ausgegeben wird.
9. Verfahren zur Messung des Kontaktabbrandes nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzzeitpunkte (tri,..., trx) die Einleitung eines Schliessvorganges charakterisieren.
I O.Verfahren zur Messung des Kontaktabbrandes nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die initiale Zeitdifferenz (tai-tn) zwischen dem Referenzzeitpunkt (tri) und dem Schaltzeitpunkt (tai) beim erstmaligen Schliessvorgang des Leitungsschalters (1 ) bestimmt wird.
I 1 .Verfahren zur Messung des Kontaktabbrandes nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Einschaltstrom während des Lichtbogenziehens oder bei Erreichen des Sättigungsstromes bei Kontaktberührung der Abbrandkontakte (2a) bestimmt wird.
1 2. Verfahren zur Messung des Kontaktabbrandes nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Einschaltstrom mit einem Stromwandler (10) oder die zeitliche Ableitung des Einschaltstromes mit einer Rogowskispule (10) gemessen wird.
1 3. Verfahren zur Messung des Kontaktabbrandes nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktabbrandmessung durchgeführt wird, während der Leistungsschalter (1 ) im Betrieb ist.
14. Verfahren zur Anzeige des Kontaktabbrandes eines Leistungsschalters (1), , welcher Leistungsschalter (1 ) ein Kontaktsystem (2a, 2n), eine Signalerfassungseinheit (4) zur Abbrandbestimmung des Kontaktsystems (2a, 2n) und eine Anzeigeeinheit (5) aufweist, wobei ein Messsignal bestimmt wird, 5 welches einen Abbrandzustand der Abbrandkontakte (2a) charakterisiert, dadurch gekennzeichnet, -dass für das Messsignal mindestens ein Unbedenklichkeitsintervall (8b) und mindestens ein Warnintervall (8a) bestimmt wird,
-dass auf der Anzeigeeinheit ein Warnsignal ausgegeben wird, wenn das 10 Messsignal im Warnintervall (8a) liegt, wobei das Warnsignal eine beschränkte
Anzahl von noch zulässigen Schaltvorgängen signalisiert und die Anzeigeeinheit (5) im Bereich des Leistungsschalters (1 ) angeordnet ist.
1 5. Verfahren zur Anzeige des Kontaktabbrandes nach Anspruch 14, dadurch /5 gekennzeichnet, dass das Messsignal eine Abweichung gemäss einem der
Ansprüche 1 bis 9 ist.
16. Verfahren zur Anzeige des Kontaktabbrandes nach einem der Ansprüche 14 oder 1 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Unbedenklichkeitssignal 0 ausgegeben wird, falls das Messsignal im Unbedenklichkeitsintervall (8a) liegt.
1 7. Verfahren zur Anzeige des Kontaktabbrandes nach Anspruch 1 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Warnsignal und/oder das Unbedenklichkeitssignal 5 als optisches, insbesondere farbliches, und/oder akustisches Signal ausgegeben wird.
1 8. Verfahren zur Anzeige des Kontaktabbrandes nach einem der Ansprüche 14 bis 1 7, dadurch gekennzeichnet, dass es genau ein Warnintervall (8a) und 30 genau ein Unbedenklichkeitsintervall (8b) gibt, und insbesondere dass diese durch zwei unterschiedliche Farben signalisiert werden.
1 9. Verfahren zur Anzeige des Kontaktabbrandes nach einem der Ansprüche 14 bis 1 8, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Warnintervall (8b), ein Unbedenklichkeitsintervall (8a) und ein dazwischenliegendes 5 Bedenklichkeitsintervall gibt, und insbesondere dass diese durch drei unterschiedliche Farben signalisiert werden.
20. Elektrischer Leistungsschalter (1 ) nach einem der Ansprüche I bis 4 mit einer Signalerfassungseinheit (4) zur Bestimmung eines Messsignals, welches einen
10 Abbrandzustand der Abbrandkontakte charakterisiert, und einer
Anzeigeeinheit (5) zum Anzeigen des Kontaktabbrandes, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalerfassungseinheit (4) Rechenmittel zur Zuordnung des Messsignals zu einem Warnintervall (8a) oder einem Unbedenklichkeitsintervall (8b)
/5 aufweist und dass die Anzeigeeinheit (5) Mittel zur optischen und/oder akustischen Ausgabe eines Warnsignals aufweist.
21 . Elektrischer Leistungsschalter (1 ) nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, 0 dass die Signalerfassungseinheit (4) Mittel zur Ausführung des
Messverfahrens gemäss einem der Ansprüche 1 bis 9 aufweist.
22. Elektrischer Leistungsschalter (1) nach einem der Ansprüche 19 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeeinheit ein Unbedenklichkeitssignal 5 oder kein Signal ausgibt, wenn das Messsignal im Unbedenklichkeitsintervall
(8b) liegt.
23. Elektrischer Leistungsschalter (1 ) nach einem der Ansprüche 20 bis 22 dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeeinheit (5) das Warnsignal 0 und/oder ein Unbedenklichkeitssignal akustisch und/oder optisch, insbesondere farblich, anzeigt.
24. Elektrischer Leistungsschalter (1 ) nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Rechenmittel zur Zuordnung des Messsignals zu einem Warnintervall (8a), einem Unbedenklichkeitsintervall (8b) oder einem dazwischenliegenden Bedenklichkeitsintervall ausgelegt sind, und dass die Anzeigeeinheit (5) zur Ausgabe eines dreistufigen Signals, insbesondere dreier unterschiedlicher Farben, ausgelegt ist.
PCT/CH2007/000316 2006-06-26 2007-06-26 Verfahren zur bestimmung des kontaktabbrandes an einem hochleistungsschalter WO2008000105A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE202007018709U DE202007018709U1 (de) 2006-06-26 2007-06-26 Bestimmung und Anzeige des Kontaktabrandes an einem Hochleistungsschalter

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP06405272.3 2006-06-26
EP06405272 2006-06-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2008000105A1 true WO2008000105A1 (de) 2008-01-03

Family

ID=37460101

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/CH2007/000316 WO2008000105A1 (de) 2006-06-26 2007-06-26 Verfahren zur bestimmung des kontaktabbrandes an einem hochleistungsschalter

Country Status (4)

Country Link
CN (1) CN201302605Y (de)
DE (1) DE202007018709U1 (de)
RU (1) RU85742U1 (de)
WO (1) WO2008000105A1 (de)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012030498A1 (en) * 2010-08-31 2012-03-08 Abb Technology Ag Circuit breaker interrupter travel curve estimation
WO2014162016A1 (de) * 2013-04-05 2014-10-09 Weidmüller Interface GmbH & Co. KG Funktionselektronikmodul, betriebsverfahren für ein funktionselektronikmodul und system mit einem funktionselektronikmodul
EP3035360A1 (de) * 2014-12-16 2016-06-22 General Electric Technology GmbH Verbesserungen an oder im Zusammenhang mit Stromkreisunterbrechungsvorrichtungen
DE102015121264A1 (de) * 2015-12-07 2017-06-08 Epcos Ag Leistungsschütz und Verfahren zur Funktionsprüfung eines Leistungsschützes
US10147572B2 (en) 2016-03-11 2018-12-04 Abb Schweiz Ag Embedded pole and method of assembling same
CN110133408A (zh) * 2019-05-24 2019-08-16 武汉大洋义天科技股份有限公司 一种高压断路器触头寿命评估装置及方法
WO2022016595A1 (zh) * 2020-07-20 2022-01-27 西安热工研究院有限公司 一种利用电弧功率检测断路器触头电气磨损状态的方法
GB2619722A (en) * 2022-06-13 2023-12-20 L C Switchgear Ltd Switch condition monitoring
US11908646B2 (en) 2021-06-16 2024-02-20 Schneider Electric Industries Sas Breaking device for a medium voltage electrical circuit

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103119677B (zh) 2010-09-24 2016-06-15 Abb技术有限公司 用于中断大电流的气体绝缘的高压开关
RU2665819C2 (ru) * 2013-03-12 2018-09-10 Абб Швайц Аг Устройство для контроля в реальном времени автоматического выключателя среднего и высокого напряжения
AT515818B1 (de) 2014-05-16 2016-08-15 Omicron Electronics Gmbh Verfahren und System zum Prüfen einer Schaltanlage für Energieübertragungsanlagen
DE102014211065B4 (de) * 2014-06-11 2024-01-18 Siemens Aktiengesellschaft Funktions- und Verschleißüberwachung bei einer Ladevorrichtung für ein Elektrofahrzeug
FR3045228B1 (fr) * 2015-12-14 2018-01-05 Supergrid Institute Procede de controle d'un appareil de coupure electrique et installation electrique comprenant un appareil de coupure electrique

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4326640A1 (de) * 1993-08-09 1995-02-16 Daimler Benz Ag Meßeinrichtung für den Weg eines beweglichen Teils an einem elektrischen Schaltgerät und Verfahren zum Betrieb eines Schaltgeräts mit einer Meßeinrichtung
DE4417694A1 (de) * 1994-05-20 1995-11-23 Licentia Gmbh Verfahren und Schaltungsanordnung zur Messung der Schaltzeit eines einen elektromagnetischen Auslöser enthaltenden Schaltgeräts
EP0694937A2 (de) * 1994-07-29 1996-01-31 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Bestimmung der Restlebensdauer von Kontakten in Schaltgeräten und zugehörige Anordnung
US5636134A (en) * 1994-04-11 1997-06-03 Abb Power T&D Company Inc. Intelligent circuit breaker providing synchronous switching and condition monitoring
DE19915978A1 (de) * 1999-04-09 2000-10-12 Abb Patent Gmbh Verfahren zur Messung des Kontaktabbrandes eines Mittel- oder Hochspannungs-Leistungsschalters
EP1318533A1 (de) * 2001-12-07 2003-06-11 ABB Schweiz AG Verfahren zur Ermittlung des durch Lichtbogenabbrand hervorgerufenen Zustands eines Leistungsschalters
WO2004057633A1 (de) * 2002-12-20 2004-07-08 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur bestimmung der restlebensdauer eines schaltgerätes und zugehörige anordnung
US20050122117A1 (en) * 2001-12-21 2005-06-09 Schneider Electric Industries Sas Method for determining wear of a switchgear contacts
EP1555683A1 (de) * 2004-01-15 2005-07-20 ABB Technology AG Verfahren zur Untersuchung eines Leistungsschalters

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1793235A1 (de) 2005-11-30 2007-06-06 ABB Technology AG Überwachungssystem für Hochspannungsschalter

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4326640A1 (de) * 1993-08-09 1995-02-16 Daimler Benz Ag Meßeinrichtung für den Weg eines beweglichen Teils an einem elektrischen Schaltgerät und Verfahren zum Betrieb eines Schaltgeräts mit einer Meßeinrichtung
US5636134A (en) * 1994-04-11 1997-06-03 Abb Power T&D Company Inc. Intelligent circuit breaker providing synchronous switching and condition monitoring
DE4417694A1 (de) * 1994-05-20 1995-11-23 Licentia Gmbh Verfahren und Schaltungsanordnung zur Messung der Schaltzeit eines einen elektromagnetischen Auslöser enthaltenden Schaltgeräts
EP0694937A2 (de) * 1994-07-29 1996-01-31 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Bestimmung der Restlebensdauer von Kontakten in Schaltgeräten und zugehörige Anordnung
DE19915978A1 (de) * 1999-04-09 2000-10-12 Abb Patent Gmbh Verfahren zur Messung des Kontaktabbrandes eines Mittel- oder Hochspannungs-Leistungsschalters
EP1318533A1 (de) * 2001-12-07 2003-06-11 ABB Schweiz AG Verfahren zur Ermittlung des durch Lichtbogenabbrand hervorgerufenen Zustands eines Leistungsschalters
US20050122117A1 (en) * 2001-12-21 2005-06-09 Schneider Electric Industries Sas Method for determining wear of a switchgear contacts
WO2004057633A1 (de) * 2002-12-20 2004-07-08 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur bestimmung der restlebensdauer eines schaltgerätes und zugehörige anordnung
EP1555683A1 (de) * 2004-01-15 2005-07-20 ABB Technology AG Verfahren zur Untersuchung eines Leistungsschalters

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
GROTH R ET AL: "DIAGNOSE AN HOCHSPANNUNGS-LEISTUNGSSCHALTERN", ELEKTROTECHNISCHE ZEITSCHRIFT - ETZ, VDE VERLAG GMBH, BERLIN, DE, vol. 114, no. 19, 1 October 1993 (1993-10-01), pages 1214 - 1216,1218, XP000403004, ISSN: 0948-7387 *

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012030498A1 (en) * 2010-08-31 2012-03-08 Abb Technology Ag Circuit breaker interrupter travel curve estimation
US8718968B2 (en) 2010-08-31 2014-05-06 Abb Technology Ag Circuit breaker interrupter travel curve estimation
WO2014162016A1 (de) * 2013-04-05 2014-10-09 Weidmüller Interface GmbH & Co. KG Funktionselektronikmodul, betriebsverfahren für ein funktionselektronikmodul und system mit einem funktionselektronikmodul
US11011335B2 (en) 2014-12-16 2021-05-18 General Electric Technology Gmbh In or relating to circuit interruption devices
WO2016096618A1 (en) * 2014-12-16 2016-06-23 General Electric Technology Gmbh Improvements in or relating to circuit interruption devices
CN105990074A (zh) * 2014-12-16 2016-10-05 阿尔斯通技术有限公司 跳闸装置，电路中断设备及确定线圈的工作状态的方法
EP3035360A1 (de) * 2014-12-16 2016-06-22 General Electric Technology GmbH Verbesserungen an oder im Zusammenhang mit Stromkreisunterbrechungsvorrichtungen
DE102015121264A1 (de) * 2015-12-07 2017-06-08 Epcos Ag Leistungsschütz und Verfahren zur Funktionsprüfung eines Leistungsschützes
US10147572B2 (en) 2016-03-11 2018-12-04 Abb Schweiz Ag Embedded pole and method of assembling same
CN110133408A (zh) * 2019-05-24 2019-08-16 武汉大洋义天科技股份有限公司 一种高压断路器触头寿命评估装置及方法
WO2022016595A1 (zh) * 2020-07-20 2022-01-27 西安热工研究院有限公司 一种利用电弧功率检测断路器触头电气磨损状态的方法
US11908646B2 (en) 2021-06-16 2024-02-20 Schneider Electric Industries Sas Breaking device for a medium voltage electrical circuit
GB2619722A (en) * 2022-06-13 2023-12-20 L C Switchgear Ltd Switch condition monitoring

Also Published As

Publication number Publication date
RU85742U1 (ru) 2009-08-10
DE202007018709U1 (de) 2009-03-26
CN201302605Y (zh) 2009-09-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2008000105A1 (de) Verfahren zur bestimmung des kontaktabbrandes an einem hochleistungsschalter
EP1927121B1 (de) Verfahren zum bestimmen des abbrandes von kontakten eines elektromagnetischen schaltgerätes und elektromagnetisches schaltgerät mit einer nach diesem verfahren arbeitenden einrichtung
EP2625539B1 (de) Verfahren zur vorhersage der einsatzfähigkeit eines relais oder eines schützes
DE69601218T3 (de) Elektrische differentialschutzvorrichtung mit prüfkreis
EP2291895B1 (de) Verfahren zum selektiven auslösen von leistungsschaltern im falle eines kurzschlusses
EP1475813B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Ueberwachung von Schaltgeräten in elektrischen Schaltanlagen
EP1793235A1 (de) Überwachungssystem für Hochspannungsschalter
EP0193732A1 (de) Überwachungs- und Kontrolleinrichtung für Schaltgeräte und Schaltgerätekombinationen
DE102004062266A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum sicheren Betrieb eines Schaltgerätes
EP1573760B1 (de) Verfahren zur bestimmung der restlebensdauer eines schaltgerätes und zugehörige anordnung
EP1573761B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur bestimmung der restlebensdauer eines schaltgerätes
DE10260258B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Restlebensdauer eines Schaltgerätes
DE3812734A1 (de) Verfahren und einrichtung zur steuerung einer antriebseinrichtung eines mittel- oder hochspannungsschaltgeraetes
WO2011023463A1 (de) Aufsatzmodul mit lebensdauerüberwachung für ein elektromagnetisches schaltgerät und zugehöriges verfahren
EP1555683A1 (de) Verfahren zur Untersuchung eines Leistungsschalters
EP2546852B1 (de) Bistabiles Sicherheitsrelais
DE102017101452A1 (de) Niederspannungs-Schutzschaltgerät
DE19923362C5 (de) Verfahren zur Bewertung des Kontaktzustandes eines Leistungsschalters
DE102006042768A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Schutzschalters und nach diesem Verfahren betriebener elektrischer Schutzschalter
EP1829065A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum sicheren betrieb eines schaltgerätes
DE4219834A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Ansteuerung eines elektromagnetischen Schalters
DE102020209645A1 (de) Verfahren zur Zustandsbestimmung einer elektrischen Schaltanlage, Überwachungseinheit für eine elektrische Schaltanlage und elektrische Schaltanlage
DE102021203192B4 (de) Feststellung eines Alterungszustandes eines Hilfsschalters einer Schaltanlage
EP1986203A1 (de) Verfahren zur Feststellung des Vorhandenseins einer Kontaktisolierschicht bei einem kontaktbehafteten Schaltelement sowie Schaltgerät mit einem derartigen Schaltelement
DE19619629C1 (de) Verfahren und Anordnung zur automatischen Überwachung von Fehlerstromschutzschaltern

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200790000067.9

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 07720213

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

DPE1 Request for preliminary examination filed after expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 07720213

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1