WO2020030518A1 - Device for detecting an arc fault, and electrical switchgear - Google Patents

Device for detecting an arc fault, and electrical switchgear Download PDF

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WO2020030518A1
WO2020030518A1 PCT/EP2019/070750 EP2019070750W WO2020030518A1 WO 2020030518 A1 WO2020030518 A1 WO 2020030518A1 EP 2019070750 W EP2019070750 W EP 2019070750W WO 2020030518 A1 WO2020030518 A1 WO 2020030518A1
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WO
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intensity
incident light
wavelength range
electrical switchgear
detecting
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/070750
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French (fr)
Inventor
Martin BINDRICH
Mathis BJÖRNER
Thomas HINTZE
Stefan Lecheler
Detlef SCHWOPE
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B13/00—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle
    • H02B13/02—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle with metal casing
    • H02B13/035—Gas-insulated switchgear
    • H02B13/065—Means for detecting or reacting to mechanical or electrical defects
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H1/00—Details of emergency protective circuit arrangements
    • H02H1/0007—Details of emergency protective circuit arrangements concerning the detecting means
    • H02H1/0015—Using arc detectors
    • H02H1/0023—Using arc detectors sensing non electrical parameters, e.g. by optical, pneumatic, thermal or sonic sensors

Definitions

  • the present invention relates to a device for detecting an arcing fault and an electrical switching system with such a device.
  • Arc phenomena are undesirable phenomena in many cases, especially in switchgear. These arcing phenomena are called arcing faults and should be reliably detectable in electrical switchgear. Above all, arcing faults must be able to be distinguished from other light phenomena in order to be able to initiate targeted measures to reduce the damage caused by the duration of the arcing fault.
  • Arcing faults can occur in electrical switchgear due to a wide variety of events. For example, arcing can occur due to overvoltage effects between different phases or between a current-carrying phase and an earthing, for example, of the housing. In addition, accidental arcing can occur, for example due to contamination, because contamination can increase the conductivity of surfaces in electrical switchgear.
  • arcing faults can occur after maintenance of electrical switchgear, for example if tools remain unintentionally in the electrical switchgear and this tool comes into contact with live parts. It is also possible that, for example, due to vibrations caused by the switching of the electrical switches in the switchgear, the tool changes position and after such an event is placed in the electrical switchgear in such a way that arcing faults can occur.
  • Usual solutions for the detection of arcing faults only measure the occurrence of light effects in electrical
  • Switchgear which is not sufficient for the reliable detection of an arcing fault, since lighting effects can also occur due to the influence of external light without the presence of an arcing fault. Therefore, at least a second measured variable is additionally linked to the light signal in order to be able to make a decision as to whether an arcing fault is present or not.
  • the second measured variable can be formed, for example, on the basis of the monitoring of the current flow in the switchgear and, in the case of a rapidly increasing current in connection with the light effect, the decision can be made that an arcing fault is present. It is also possible to monitor the air pressure as a further measured variable and, in the event of a rapid pressure increase in connection with the light effect, to make the decision that an arcing fault is present.
  • the arrangement for space-selective detection consists of arc detectors with optical waveguides, into which the intrinsic optical radiation of an arcing fault is coupled, the arrangement consists of at least one spectrally selective receiving device, at least one non-spectrally selective working optical receiving module and a logic part for logic linking of the signals of the receiving device and the receiving module, the receiving surfaces of the optical fibers being arranged in isolated rooms of the switchgear, and wherein the individual assigned to the rooms optical waveguides are assigned separate receiving elements of the receiving module, while a sum signal derived from the individual rooms is fed to the receiving device.
  • WO 2010/015269 A1 discloses a method for monitoring the operating state of an electrical machine.
  • the method for monitoring the operating state selectively detects a radiation intensity in a wavelength range of a absorption band from an ionization product by means of an infrared sensor which is aligned via an air gap with at least part of the electrical machine and at least one parameter for the partial discharge activity within the electrical machine the measured radiation intensity as a measure of the operating state of the electrical machine, it averages.
  • WO 2017/045778 A1 discloses a device for detecting an arcing fault, which has a sensor for the detection of absorption lines from the incident light and an evaluation unit which generates an evaluation signal in the presence of characteristic absorption lines.
  • the present invention has for its object to provide an improved device for detecting an arcing fault and an electrical switchgear with such a device that can quickly and very reliably detect an arc, so that suitable measures can be initiated quickly.
  • This object is achieved according to the invention by the device for detecting an arcing fault according to claim 1.
  • the object is also achieved by the electrical switchgear assembly according to claim 9.
  • Advantageous embodiments of the electrical switchgear are specified in the dependent claims.
  • the device for detecting an arcing fault in a falling light has means for detecting the intensity of the incident light in at least two wavelength ranges, at least one first wavelength range being selected such that the intensity of the incident light in this first wavelength range The presence of an arcing fault is high and at least one second wavelength range is selected such that the intensity of the incident light in this second wavelength range is low when there is an arcing fault, and an evaluation unit that detects a high intensity of the incident light in at least one when a high intensity of the incident light is detected generates an evaluation signal in the first wavelength range and a low intensity of the incident light in the at least one second wavelength range.
  • the device according to the invention very reliably detects an arcing fault by the fact that first wavelength ranges which have a high intensity in the case of an arcing fault (for example wavelength ranges which are characteristic of the evaporation of metals) are monitored and, at the same time, second wavelengths Areas that have a higher intensity in other light, but a low intensity in an arcing fault, are monitored and the presence of an arcing fault is only indicated if both in the first wavelength ranges a high intensity and in the second wavelength ranges a low one Intensity is detected.
  • first wavelength ranges which have a high intensity in the case of an arcing fault for example wavelength ranges which are characteristic of the evaporation of metals
  • second wavelengths Areas that have a higher intensity in other light, but a low intensity in an arcing fault are monitored and the presence of an arcing fault is only indicated if both in the first wavelength ranges a high intensity and in the second wavelength ranges a low one Intensity is detected.
  • the means (s) for detecting the intensity of the incident light have at least two optical sensors, at least one first optical sensor having first optical bandpass filtering which allows the first wavelength range to pass and at least one second optical sensor having a second one has optical bandpass filtering that allows the second wavelength range to pass.
  • the first and / or second optical bandpass filtering can be integrated in a first and / or second light guide between the sensor and the location of the incidence of light.
  • the first and / or second optical bandpass filtering is preferably narrowband and in particular has a wavelength range of 50 nm or less. Filters with band widths of 10 nm, 25 nm or 50 nm are available as series products, for example from the manufacturer Edmund Optics. The aforementioned bandwidths can be used in connection with the vorlie invention. At this point, it should be pointed out that two or more bandpass filters with separate bandpass filters or a multi-bandpass filter which is designed for the corresponding wavelength ranges can be carried out.
  • a plurality of first and / or a plurality of second wavelength ranges are monitored in order to ensure more reliable detection of an arc.
  • Numerous combinations are conceivable and in practical implementations, the increase in reliability will have to be weighed against the costs of the required detectors and filter media.
  • Devices are preferred in which at least two first wavelength ranges and / or at least two second wavelength ranges are evaluated.
  • three first and three second wavelength ranges are evaluated and an evaluation signal is generated when a high intensity is detected in at least one of the first three wavelength ranges and a low intensity in at least one of the three second wavelength ranges is detected.
  • the total intensity of the incident light can also be determined and the evaluation signal is only generated if the total intensity of the incident light is above a threshold value.
  • the available detector means is preferably used to determine the total intensity, for example by the evaluation unit summing the intensities in the first and second wavelength ranges and comparing the total value with the threshold value.
  • the at least one first wavelength range from the group 300-350 nm, 475-525 nm and 750-800 nm and the at least one second wavelength range from the group 545-575 nm,
  • the present invention further relates to an electrical switchgear assembly according to claim 9.
  • a switchgear assembly ge has a device for detecting an arcing fault according to one of the preceding claims, the means for detecting the intensity of the incident light of the device detecting / detecting the light within the electrical switchgear.
  • the evaluation signal triggers measures for reducing and / or for extinguishing the arcing fault.
  • the / the means for detecting the intensity of the incident light of the device is / are arranged within the electrical switchgear.
  • the electrical switchgear has busbars that are at least partially made of copper or aluminum.
  • the electrical switchgear has a housing that is at least partially made of iron or steel.
  • the evaluation unit can generate an evaluation signal within a few milliseconds.
  • the means (s) for detecting the intensity of the incident light and the (electronic) components of the evaluation unit are preferably selected such that an evaluation signal is generated in less than 6 milliseconds.
  • Fig. 1 shows an embodiment of the present inven tion for monitoring two wavelength ranges
  • Fig. 2 shows an embodiment of the present inven tion for monitoring six wavelength ranges
  • Fig. 3 shows a spectral analysis of a typical arcing fault
  • Fig. 4 shows an embodiment of a switchgear with an exemplary device for detecting an arcing fault, wherein the evaluation unit is arranged outside the switchgear.
  • the device 100 for detecting an arcing fault is shown in incident light.
  • the device 100 has detector means 110 for detecting the intensity of the incident light in at least two wavelength ranges.
  • the detector means are formed by two sensors 111, 112, the first sensor 111 detecting the light intensity in a first wavelength range and the second sensor 112 detecting the light intensity in a second wavelength range.
  • the two wavelength ranges are selected so that the intensity of the incident light in the first wavelength range is high when an arcing fault is present and the intensity of the incident light in the second wavelength range is low when an arcing fault is present.
  • the sensors 111, 112 detect light in the corresponding ones
  • Wavelength ranges for example in that the sensors have a corresponding sensor characteristic (for example the first sensor only detects wavelengths of 300-350 nm and the second sensor only detects wavelengths of 875-925 nm) or in that the sensors have integrated filters or in which the sensors Filters are connected upstream in the direction of light incidence (not shown).
  • the selection of the wavelength ranges depends on the application, specifically on which substances / elements are involved in arcing and which substances / elements are not involved in arcing.
  • the first wavelength range is selected accordingly so that the spectral intensity of the substances / elements involved in the arcing (e.g. electrode or contact material) is detectably high and the second wavelength range is selected so that the spectral intensity of the substances involved in the arcing / Elements is as small as possible, but other light phenomena in this second wavelength range have a detectably high intensity.
  • An evaluation unit 120 receives the signals from the detector means 110, in the example in FIG. 1 the sensors 111 and 112 and generates an evaluation signal at an output 121 therefrom.
  • the evaluation signal is displayed when the intensity detected by the first sensor 111, which detects the first wavelength range, is high and, at the same time, the intensity detected by the second sensor 112, which detects the second wavelength range, is low.
  • the evaluation signal is not generated or a negative evaluation signal is generated, i.e. that is, when both sensors simultaneously detect low intensities or when both sensors simultaneously detect high intensities or when the first sensor detects a low intensity and at the same time the second sensor detects a high intensity.
  • an overall light intensity can be determined by means of an additional broadband sensor (not shown) or by summing the intensities of the intensity values supplied by the individual sensors. This can then be used by the evaluation unit when generating the evaluation Signals are taken into account by not generating the evaluation signal if the total intensity does not exceed a threshold value.
  • Suitable narrow, non-overlapping wavelength ranges are preferably selected in order to avoid spectral influences of substances / elements involved in the arcing fault on the second wavelength range and to ensure that with the first wavelength range the spectral influences of other substances / elements that are not associated with the arcing fault Related, are recorded to the smallest possible extent.
  • Suitable wavelength ranges for the first Wavelenbe are shown in Fig. 3 and with S1, S2 and S5 be characterized.
  • Suitable wavelength ranges for the second wavelength range are shown in Fig. 3 and designated S3, S4 and S6. These wavelength ranges are discussed in more detail in connection with FIG. 2.
  • a suitable bandwidth for a wavelength range is 50 nm, not least because suitable filters are commercially available.
  • other bandwidths can be selected, primarily depending on the spectral behavior of the substances / elements potentially involved in the arcing fault and the regular spectral conditions (e.g. spectrum of the ambient light or any heat radiation present).
  • FIG. 2 shows an embodiment in which the detector means have six sensors 111..116.
  • the selection criteria discussed in connection with FIG. 1 apply analogously to the choice of the sensors 111..116 and in particular their sensor characteristics or their filters. Specifically, the following sensors were selected in the example in FIG. 2:
  • the bandwidths selected by way of example correspond to 50 nm, with the exception of S3 with a bandwidth of 30 nm.
  • the wavelength ranges were selected on the basis of an examination of the substances / elements of an exemplary switchgear potentially involved in the arcing fault. The spectral properties of the arcing fault of this switchgear are shown in Fig. 3 Darge. For better traceability, the shaft areas of the sensors S1..S6 were identified in FIG. 3.
  • the evaluation unit 120 in this exemplary embodiment processes the signals from the six sensors 111..116. 3 shows the following signal distribution with an ideal arcing fault:
  • the evaluation unit 120 compares the signals actually delivered by the sensors 111..116 with the signal distribution of the ideal arcing fault and generates the evaluation signal at the output 121 when the signals supplied correspond to the signal distribution of the ideal arcing fault.
  • the evaluation signal can be generated if one or more sensors, for example due to a defect, provide implausible or deviating values, provided that the other sensors provide plausible values that correspond to the signal distribution of the ideal arcing fault.
  • One or more sensors can be defined as "necessary", which means that an evaluation signal is only generated if at least the signals of the sensors defined as necessary match the signal distribution of the ideal arcing fault.
  • three sensors S1, S2 and S5 were selected such that they detect different first wavelength ranges, which are distinguished by the fact that the substances / elements involved in the internal arc are characteristic and detectable spectral components in these three first wavelength ranges cause.
  • Another three sensors S3, S4 and S6 were selected so that they detect different second wavelength ranges, which are characterized in that the substances / elements involved in the arcing fault cause only small spectral components in these three second wavelength ranges.
  • four sensors can of course also be selected such that they detect different first wavelengths, and accordingly two sensors can be selected such that they detect different second wavelengths.
  • a total light intensity can additionally be determined by means of an additional broadband sensor (not shown) or by summing the intensities of the intensity values supplied by the individual sensors. This can then be taken into account by the evaluation unit when generating the evaluation signal, in that the evaluation signal is not generated if the total intensity does not exceed a threshold value.
  • an electrical switchgear 200 is provided with a device 100 for detecting an arcing fault.
  • the detector means 110 for example comprising six sensors 111..116 as in the example in FIG. 2, detect optical events in an interior of the electrical switchgear 200.
  • the detector means 110 are in the interior of the switchgear . It is also conceivable that the detector means 110 detect the optical events in the interior of the electrical switchgear 200 through a window (not shown) or by means of light guides, but the detector means 110 itself are arranged outside the electrical switchgear 200.
  • the evaluation unit 120 from which the evaluation signal is generated, can be arranged outside the interior of the switchgear 200, as shown in FIG. 4. It is of course also possible to arrange the evaluation unit 120 in an interior of the switchgear, e.g. to share it with the
  • the evaluation signal which is present at the output (not shown in FIG. 4) of the evaluation unit 120, can be further processed to trigger measures for reduction or to extinguish the arcing fault.
  • the current of the electrical switchgear 200 can be switched off or reduced when the evaluation signal is present.
  • the evaluation unit 120 or a switching unit downstream of it can alternatively or additionally switch over to a low-impedance path so that the arcing fault is extinguished by this rapid grounding.
  • the electrical switchgear 200 comprises busbars 210, 220, 230, which are made, for example, of copper or aluminum. If an arc occurs on the busbars, the material from which the busbars are made is evaporated. Thus, spectral components caused by the elements copper or aluminum are detected by the detector means 110 and for such switchgear at least one first wavelength range is selected which is characteristic of copper or aluminum and at least a second wavelength range in which Copper or aluminum do not cause any noteworthy spectral components.
  • the electrical switchgear will usually have a housing which can be made of iron or steel. If there is an internal arc on the electrical housing
  • Switchgear 200 occurs, the detector means 110 will detect spectral components caused by iron and for such a switchgear preferably at least one further first wavelength range is selected which is characteristic of iron and preferably at least one further second wavelength range in which iron does not noteworthy spectral components. Since not every arcing fault leads from / to the housing, with reference to FIG. 2 it makes sense to use a sensor that exclusively or largely detects spectral components of iron or steel as an option when evaluated by the evaluation unit, but not to be treated as necessary, ie to generate the evaluation signal even when this sensor does not detect a high intensity.
  • the present invention and in particular the exemplary embodiments with several sensors, each of which detects individual wavelength ranges, enable a particularly rapid detection of an arcing fault, because the intensity measurement solution for the individual wavelength ranges in parallel by means of several independent and inexpensive sensors, for example photodiodes with corresponding narrowband bandpass filters , it can follow and the measured values are available within microseconds.
  • An evaluation unit constructed from fast electronic modules can then be used to ensure that a reliable evaluation signal is available very quickly, preferably within 6 milliseconds and particularly preferably within 1 millisecond after the occurrence of the arcing fault.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Gas-Insulated Switchgears (AREA)

Abstract

The present invention relates to a device (100) for detecting an arc fault in incident light. A device according to the invention has means (110) for detecting the intensity of the incident light in at least two wavelength ranges, wherein at least one first wavelength range is selected such that the intensity of the incident light in this first wavelength range is high in the presence of an arc fault, and wherein at least one second wavelength range is selected such that the intensity of the incident light in this second wavelength range is low in the presence of an arc fault. A device according to the invention furthermore has an evaluation unit (120) that generates an evaluation signal upon detecting a high intensity of the incident light in the at least one first wavelength range and a low intensity of the incident light in the at least one second wavelength range.

Description

Beschreibung description
Vorrichtung zur Erkennung eines Störlichtbogens und elektri sche Schaltanlage Device for detecting an arcing fault and electrical switchgear
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Er kennung eines Störlichtbogens sowie eine elektrische Schalt anlage mit einer derartigen Vorrichtung. The present invention relates to a device for detecting an arcing fault and an electrical switching system with such a device.
Lichtbogenerscheinungen sind insbesondere in Schaltanlagen in vielen Fällen unerwünschte Erscheinungen. Diese Lichtbogener scheinungen werden entsprechend Störlichtbögen genannt und sollten in elektrischen Schaltanlagen sicher erkannt werden können. Vor allem müssen Störlichtbögen von sonstigen Licht erscheinungen unterschieden werden können, um gezielte Maß nahmen zur Reduzierung des Schadens durch die Wirkdauer des Störlichtbogens einleiten zu können. Arc phenomena are undesirable phenomena in many cases, especially in switchgear. These arcing phenomena are called arcing faults and should be reliably detectable in electrical switchgear. Above all, arcing faults must be able to be distinguished from other light phenomena in order to be able to initiate targeted measures to reduce the damage caused by the duration of the arcing fault.
Störlichtbögen können aufgrund verschiedenster Ereignisse in elektrischen Schaltanlagen auftreten. Beispielsweise können Störlichtbögen durch Überspannungseffekte zwischen verschie denen Phasen bzw. zwischen einer stromleitenden Phase und ei ner Erdung beispielsweise des Gehäuses auftreten. Zusätzlich können Störlichtbögen beispielsweise durch Verschmutzung ver stärkt auftreten, da sich durch eine Verschmutzung die Leit fähigkeit von Oberflächen in elektrischen Schaltanlagen erhö hen kann. Arcing faults can occur in electrical switchgear due to a wide variety of events. For example, arcing can occur due to overvoltage effects between different phases or between a current-carrying phase and an earthing, for example, of the housing. In addition, accidental arcing can occur, for example due to contamination, because contamination can increase the conductivity of surfaces in electrical switchgear.
Ferner können Störlichtbögen nach Wartungen von elektrischen Schaltanlagen auftreten, wenn beispielsweise Werkzeug unbeab sichtigt in der elektrischen Schaltanlage verbleibt und die ses Werkzeug in Kontakt zu stromführenden Teilen tritt. Eben so ist es möglich, dass beispielsweise aufgrund von Erschüt terungen durch das Schalten der elektrischen Schalter in den Schaltanlagen verbliebenes Werkzeug die Position ändert und nach solch einem Ereignis so in der elektrischen Schaltanlage platziert ist, dass Störlichtbögen auftreten können. Übliche Lösungen zur Erkennung von Störlichtbögen messen le diglich das Auftreten von Lichteffekten in elektrischen Furthermore, arcing faults can occur after maintenance of electrical switchgear, for example if tools remain unintentionally in the electrical switchgear and this tool comes into contact with live parts. It is also possible that, for example, due to vibrations caused by the switching of the electrical switches in the switchgear, the tool changes position and after such an event is placed in the electrical switchgear in such a way that arcing faults can occur. Usual solutions for the detection of arcing faults only measure the occurrence of light effects in electrical
Schaltanlagen, was zur sicheren Erkennung eines Störlichtbo gens nicht ausreichend ist, da Lichteffekte auch durch Fremd lichteinwirkung ohne Vorhandensein eines Störlichtbogens auf- treten können. Deshalb wird zusätzlich mindestens eine zweite Messgröße mit dem Lichtsignal verknüpft, um eine Entscheidung treffen zu können, ob ein Störlichtbogen vorliegt oder nicht. Switchgear, which is not sufficient for the reliable detection of an arcing fault, since lighting effects can also occur due to the influence of external light without the presence of an arcing fault. Therefore, at least a second measured variable is additionally linked to the light signal in order to be able to make a decision as to whether an arcing fault is present or not.
Die zweite Messgröße kann beispielsweise aufgrund der Überwa chung des Stromflusses in der Schaltanlage gebildet werden und es kann bei einem schnell ansteigenden Strom in Verbin dung mit dem Lichteffekt die Entscheidung getroffen werden, dass ein Störlichtbogen vorliegt. Ebenso ist es möglich, als weitere Messgröße den Luftdruck zu überwachen und bei einem schnellen Druckanstieg in Verbindung mit dem Lichteffekt die Entscheidung zu treffen, dass ein Störlichtbogen vorliegt. The second measured variable can be formed, for example, on the basis of the monitoring of the current flow in the switchgear and, in the case of a rapidly increasing current in connection with the light effect, the decision can be made that an arcing fault is present. It is also possible to monitor the air pressure as a further measured variable and, in the event of a rapid pressure increase in connection with the light effect, to make the decision that an arcing fault is present.
Falls das Ereignis eines Störlichtbogens in einer elektri schen Schaltanlage auftritt, müssen möglichst schnell Gegen maßnahmen eingeleitet werden, da ansonsten die elektrische Anlage durch verdampfendes Metall stark beschädigt wird. Die zuverlässige Überwachung des Stromes auf ein Überstromkrite rium und ebenso die zuverlässige Überwachung des Drucks auf plötzlichen, starken Anstieg kann in der Praxis nur mit Ver zögerungen von mehr als 10 Millisekunden gewährleistet wer den. Diese Verfahren sind in vielen Fällen daher zu träge, um Beschädigungen der Schaltanlage durch den Störlichtbogen zu verhindern . If the event of an arcing fault occurs in an electrical switchgear, countermeasures must be initiated as quickly as possible, otherwise the electrical system will be severely damaged by evaporating metal. Reliable monitoring of the current for an overcurrent criterion and also reliable monitoring of the pressure for a sudden, strong rise can only be guaranteed in practice with delays of more than 10 milliseconds. In many cases, these processes are therefore too slow to prevent damage to the switchgear from the accidental arcing.
Aus diesem Grund wurden in jüngerer Zeit optische Verfahren zur Erkennung von Störlichtbögen entwickelt. For this reason, optical methods for detecting arcing faults have recently been developed.
DE 295 02 452 Ul offenbart eine Anordnung zur raumselektiven Erfassung von Störlichtbögen in Schaltanlagen. Die Anordnung zur raumselektiven Erfassung besteht aus Lichtbogendetektoren mit Lichtwellenleitern, in die die optische Eigenstrahlung eines Störlichtbogens eingekoppelt wird, wobei die Anordnung aus mindestens einer spektral selektiv arbeitenden Empfangs einrichtung, aus mindestens einem nicht spektral selektiv ar beitenden optischen Empfangsmodul und einem Logikteil zur lo gischen Verknüpfung der Signale der Empfangseinrichtung und des Empfangsmoduls besteht, wobei die Empfangsflächen der Lichtwellenleiter in abgeschotteten Räumen der Schaltanlage angeordnet sind, und wobei die einzelnen den Räumen zugeord neten Lichtwellenleiter getrennten Empfangselementen des Emp fangsmoduls zugeordnet sind, während ein aus den einzelnen Räumen abgeleitetes Summensignal der Empfangseinrichtung zu geführt wird. DE 295 02 452 U1 discloses an arrangement for the room-selective detection of arcing faults in switchgear. The arrangement for space-selective detection consists of arc detectors with optical waveguides, into which the intrinsic optical radiation of an arcing fault is coupled, the arrangement consists of at least one spectrally selective receiving device, at least one non-spectrally selective working optical receiving module and a logic part for logic linking of the signals of the receiving device and the receiving module, the receiving surfaces of the optical fibers being arranged in isolated rooms of the switchgear, and wherein the individual assigned to the rooms optical waveguides are assigned separate receiving elements of the receiving module, while a sum signal derived from the individual rooms is fed to the receiving device.
WO 2010/015269 Al offenbart ein Verfahren zum Überwachen des Betriebszustands einer elektrischen Maschine. Das Verfahren zum Überwachen des Betriebszustands erfasst eine Strahlungs intensität selektiv in einem Wellenlängenbereich eines Ab sorptionsbands eines Ionisationsprodukts durch einen Infra rotsensor, der über einen Luftspalt auf mindestens einen Teil der elektrischen Maschine ausgerichtet ist, und mindestens einen Parameter für die Teilentladungsaktivität innerhalb der elektrischen Maschine aus der gemessenen Strahlungsintensität als Maß für den Betriebszustand der elektrischen Maschine er mittelt . WO 2010/015269 A1 discloses a method for monitoring the operating state of an electrical machine. The method for monitoring the operating state selectively detects a radiation intensity in a wavelength range of a absorption band from an ionization product by means of an infrared sensor which is aligned via an air gap with at least part of the electrical machine and at least one parameter for the partial discharge activity within the electrical machine the measured radiation intensity as a measure of the operating state of the electrical machine, it averages.
WO 2017/045778 Al offenbart eine Vorrichtung zur Erkennung eines Störlichtbogens, die einen Sensor zur Detektion von Ab sorptionslinien des einfallenden Lichts und eine Auswerteein heit, die bei Vorhandensein von charakteristischen Absorpti onslinien ein Auswertesignal erzeugt, aufweist. WO 2017/045778 A1 discloses a device for detecting an arcing fault, which has a sensor for the detection of absorption lines from the incident light and an evaluation unit which generates an evaluation signal in the presence of characteristic absorption lines.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung zur Erkennung eines Störlichtbogens und eine elektrische Schaltanlage mit einer derartigen Vor richtung zur Verfügung zu stellen, die schnell und sehr zu verlässig einen Lichtbogen erkennen kann, so dass geeignete Maßnahmen schnell eingeleitet werden können. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Vorrichtung zur Erkennung eines Störlichtbogens gemäß Anspruch 1 gelöst. Vor teilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in abhängigen Ansprüchen angegeben. Die Aufgabe wird er findungsgemäß ebenso durch die elektrische Schaltanlage gemäß Anspruch 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der elektri schen Schaltanlage sind in abhängigen Ansprüchen angegeben. The present invention has for its object to provide an improved device for detecting an arcing fault and an electrical switchgear with such a device that can quickly and very reliably detect an arc, so that suitable measures can be initiated quickly. This object is achieved according to the invention by the device for detecting an arcing fault according to claim 1. Before partial configurations of the device according to the invention are specified in dependent claims. According to the invention, the object is also achieved by the electrical switchgear assembly according to claim 9. Advantageous embodiments of the electrical switchgear are specified in the dependent claims.
Die Vorrichtung zur Erkennung eines Störlichtbogens in ein fallendem Licht gemäß Anspruch 1 weist Mittel auf zur Detek tion der Intensität des einfallenden Lichts in mindestens zwei Wellenlängenbereichen, wobei mindestens ein erster Wel lenlängenbereich so gewählt wird, dass die Intensität des einfallenden Lichts in diesem ersten Wellenlängenbereich bei Vorliegen eines Störlichtbogens hoch ist und wobei mindestens ein zweiter Wellenlängenbereich so gewählt wird, dass die In tensität des einfallenden Lichts in diesem zweiten Wellenlän genbereich bei Vorliegen eines Störlichtbogens niedrig ist sowie eine Auswerteeinheit, die bei Detektion einer hohen In tensität des einfallenden Lichts im mindestens einen ersten Wellenlängenbereich und einer niedrigen Intensität des ein fallenden Lichts im mindestens einen zweiten Wellenlängenbe reich ein Auswertesignal erzeugt. The device for detecting an arcing fault in a falling light according to claim 1 has means for detecting the intensity of the incident light in at least two wavelength ranges, at least one first wavelength range being selected such that the intensity of the incident light in this first wavelength range The presence of an arcing fault is high and at least one second wavelength range is selected such that the intensity of the incident light in this second wavelength range is low when there is an arcing fault, and an evaluation unit that detects a high intensity of the incident light in at least one when a high intensity of the incident light is detected generates an evaluation signal in the first wavelength range and a low intensity of the incident light in the at least one second wavelength range.
Vorteilhaft hierbei ist, dass die erfindungsgemäße Vorrich tung sehr zuverlässig einen Störlichtbogen daran erkennt, dass erste Wellenlängenbereiche, die im Fall eines Störlicht bogens eine hohe Intensität aufweisen (z.B. Wellenlängenbe reiche, die für das Verdampfen von Metallen charakteristisch sind) überwacht werden und gleichzeitig zweite Wellenlängen bereiche, die in sonstigem Licht eine höhere, in einem Stör lichtbogen jedoch eine niedrige Intensität aufweisen, über wacht werden und das Vorliegen eines Störlichtbogens nur an gezeigt wird, wenn sowohl in den ersten Wellenlängenbereichen eine hohe Intensität als auch in den zweiten Wellenlängenbe reichen eine niedrige Intensität detektiert wird. Weitere Messgröße müssen nicht aufgenommen und ausgewertet werden und gegenüber der in WO 2017/045778 Al beschrieben Vorrichtung gewinnt das Verfahren an Zuverlässigkeit, da einerseits nicht bestimmte Spektrallinien detektiert werden müssen und ande rerseits die Unterscheidung eines Störlichtbogens von sonsti gen Lichteinflüssen zuverlässiger wird, indem auch mindestens ein Wellenlängenbereich überwacht wird, der in einem Stör lichtbogen charakteristischerweise gerade nicht auftritt, z.B. mindestens einer der Tageslicht-Wellenlängenbereiche 545-575 nm oder 675-725 nm. It is advantageous here that the device according to the invention very reliably detects an arcing fault by the fact that first wavelength ranges which have a high intensity in the case of an arcing fault (for example wavelength ranges which are characteristic of the evaporation of metals) are monitored and, at the same time, second wavelengths Areas that have a higher intensity in other light, but a low intensity in an arcing fault, are monitored and the presence of an arcing fault is only indicated if both in the first wavelength ranges a high intensity and in the second wavelength ranges a low one Intensity is detected. Additional measured variables do not have to be recorded and evaluated and compared to the device described in WO 2017/045778 A1 The method gains in reliability because, on the one hand, it is not necessary to detect certain spectral lines and, on the other hand, the distinction between an arcing fault and other light influences becomes more reliable by also monitoring at least one wavelength range that does not characteristically occur in an arcing fault, e.g. at least one of the arcs Daylight wavelength ranges 545-575 nm or 675-725 nm.
In einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung In one embodiment of the present invention
weist/weisen das/die Mittel zur Detektion der Intensität des einfallenden Lichts mindestens zwei optische Sensoren auf, wobei mindestens ein erster optischer Sensor eine erste opti sche Bandpassfilterung aufweist, die den ersten Wellenlängen bereich passieren lässt und wobei mindestens ein zweiter op tischer Sensor eine zweite optische Bandpassfilterung auf weist, die den zweiten Wellenlängenbereich passieren lässt. the means (s) for detecting the intensity of the incident light have at least two optical sensors, at least one first optical sensor having first optical bandpass filtering which allows the first wavelength range to pass and at least one second optical sensor having a second one has optical bandpass filtering that allows the second wavelength range to pass.
Dabei kann die erste und/oder zweite optische Bandpassfilte rung in einen ersten und/oder zweiten Lichtleiter zwischen Sensor und dem Ort des Lichteinfalls integriert sein. The first and / or second optical bandpass filtering can be integrated in a first and / or second light guide between the sensor and the location of the incidence of light.
Vorzugsweise ist die erste und/oder zweite optische Bandpass filterung schmalbandig und weist insbesondere einen Wellen längenbereich von 50 nm oder kleiner auf. Filter mit Band breiten von 10 nm, 25 nm oder 50 nm sind als Serienprodukte beispielsweise vom Hersteller Edmund Optics erhältlich. Die vorgenannten Bandbreiten sind im Zusammenhang mit der vorlie genden Erfindung nutzbar. Es sei an dieser Stelle darauf hin gewiesen, dass zwei oder mehr Bandpassfilterungen mit separa ten Bandpassfiltern oder einem Multibandpassfilter, der für die entsprechenden Wellenlängenbereiche ausgelegt ist, erfol gen kann. The first and / or second optical bandpass filtering is preferably narrowband and in particular has a wavelength range of 50 nm or less. Filters with band widths of 10 nm, 25 nm or 50 nm are available as series products, for example from the manufacturer Edmund Optics. The aforementioned bandwidths can be used in connection with the vorlie invention. At this point, it should be pointed out that two or more bandpass filters with separate bandpass filters or a multi-bandpass filter which is designed for the corresponding wavelength ranges can be carried out.
In bevorzugten Ausführungsbeispielen werden mehrere erste und/oder mehrere zweite Wellenlängenbereiche überwacht, um eine zuverlässigere Detektion eines Lichtbogens zu gewähr leisten. Zahlreiche Kombinationen sind hier denkbar und in praktischen Implementierungen wird die Steigerung der Zuver lässigkeit gegen die Kosten der erforderlichen Detektoren und Filtermittel abzuwägen sein. Bevorzugt sind Vorrichtungen, bei denen mindestens zwei erste Wellenlängenbereiche und/oder mindestens zwei zweite Wellenlängenbereiche ausgewertet wer den. In einer besonderen Ausgestaltung der vorliegenden Er findung werden drei erste und drei zweite Wellenlängenberei che ausgewertet und ein Auswertesignal wird dann erzeigt, wenn eine hohe Intensität in mindestens einem der drei ersten Wellenlängenbereiche detektiert wird und eine niedrige Inten sität in mindestens einem der drei zweiten Wellenlängenberei che detektiert wird. In preferred exemplary embodiments, a plurality of first and / or a plurality of second wavelength ranges are monitored in order to ensure more reliable detection of an arc. Numerous combinations are conceivable and in practical implementations, the increase in reliability will have to be weighed against the costs of the required detectors and filter media. Devices are preferred in which at least two first wavelength ranges and / or at least two second wavelength ranges are evaluated. In a special embodiment of the present invention, three first and three second wavelength ranges are evaluated and an evaluation signal is generated when a high intensity is detected in at least one of the first three wavelength ranges and a low intensity in at least one of the three second wavelength ranges is detected.
In Ausgestaltungen der Erfindung kann zusätzlich die Ge samtintensität des einfallenden Lichts ermittelt werden und das Auswertesignal wird nur erzeugt, wenn die Gesamtintensi- tät des einfallenden Lichts über einem Schwellwert liegt.In embodiments of the invention, the total intensity of the incident light can also be determined and the evaluation signal is only generated if the total intensity of the incident light is above a threshold value.
Dies erhöht die Zuverlässigkeit der Detektion zusätzlich, da Lichterscheinungen, die zwar das spektrale Profil eines Stör lichtbogens, nicht aber seine Gesamtintensität aufweisen, nicht zur Erzeugung eines Auswertesignals führen. This additionally increases the reliability of the detection, since light phenomena which, although they have the spectral profile of an arcing fault, but not their overall intensity, do not lead to the generation of an evaluation signal.
Vorzugsweise wird zur Ermittlung der Gesamtintensität auf die vorhandenen Detektormittel zurückgegriffen, indem beispiels weise durch die Auswerteeinheit die Intensitäten in den ers ten und zweiten Wellenlängenbereichen summiert werden und der Summenwert mit dem Schwellwert verglichen wird. The available detector means is preferably used to determine the total intensity, for example by the evaluation unit summing the intensities in the first and second wavelength ranges and comparing the total value with the threshold value.
In Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden der mindestens eine erste Wellenlängenbereiche aus der Gruppe 300-350 nm, 475-525 nm und 750-800 nm und der mindestens eine zweite Wellenlängenbereich aus der Gruppe 545-575 nm, In embodiments of the device according to the invention, the at least one first wavelength range from the group 300-350 nm, 475-525 nm and 750-800 nm and the at least one second wavelength range from the group 545-575 nm,
675-725 nm und 875-925 nm gewählt. In Ausgestaltungen mit je drei Wellenlängenbereichen werden bevorzugt alle sechs vorge nannten Wellenlängenbereiche überwacht.  675-725 nm and 875-925 nm selected. In configurations with three wavelength ranges each, all six aforementioned wavelength ranges are preferably monitored.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner eine elekt rische Schaltanlage gemäß Anspruch 9. Eine solche Schaltanla- ge weist eine Vorrichtung zur Erkennung eines Störlichtbogens gemäß eines der vorhergehenden Ansprüche auf, wobei das/die Mittel zur Detektion der Intensität des einfallenden Lichts der Vorrichtung das Licht innerhalb der elektrischen Schalt anlage detektiert/detektieren . The present invention further relates to an electrical switchgear assembly according to claim 9. Such a switchgear assembly ge has a device for detecting an arcing fault according to one of the preceding claims, the means for detecting the intensity of the incident light of the device detecting / detecting the light within the electrical switchgear.
In einer Ausgestaltung der elektrischen Schaltanlage löst das Auswertesignal Maßnahmen zur Verminderung und/oder zum Lö schen des Störlichtbogens aus. In one configuration of the electrical switchgear, the evaluation signal triggers measures for reducing and / or for extinguishing the arcing fault.
Vorzugsweise ist/sind das/die Mittel zur Detektion der Inten sität des einfallenden Lichts der Vorrichtung innerhalb der elektrischen Schaltanlage angeordnet. Preferably, the / the means for detecting the intensity of the incident light of the device is / are arranged within the electrical switchgear.
In einer Ausgestaltung weist die elektrische Schaltanlage Stromschienen auf, die zumindest teilweise aus Kupfer oder Aluminium gefertigt sind. In one configuration, the electrical switchgear has busbars that are at least partially made of copper or aluminum.
In einer Ausgestaltung weist die elektrische Schaltanlage ein Gehäuse auf, das zumindest teilweise aus Eisen oder Stahl ge fertigt ist. In one embodiment, the electrical switchgear has a housing that is at least partially made of iron or steel.
In einer weiteren Ausgestaltung kann die Auswerteeinheit in nerhalb weniger Millisekunden ein Auswertesignal erzeugen. Das/die Mittel zur Detektion der Intensität des einfallenden Lichts sowie die (elektronischen) Komponenten der Auswer teeinheit werden bevorzugt so ausgewählt, dass in weniger als 6 Millisekunden ein Auswertesignal erzeugt wird. In a further embodiment, the evaluation unit can generate an evaluation signal within a few milliseconds. The means (s) for detecting the intensity of the incident light and the (electronic) components of the evaluation unit are preferably selected such that an evaluation signal is generated in less than 6 milliseconds.
Die vorstehend beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vor teile der vorliegenden Erfindung, sowie die Art und Weise, wie sie erreicht werden, werden klarer und deutlicher ver ständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die in Zusammenhang mit den Figuren nä her erläutert werden. The above-described properties, features and parts of the present invention, as well as the way in which they are achieved, become clearer and more clearly understandable in connection with the following description of the exemplary embodiments, which are explained in more detail in connection with the figures.
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin dung zur Überwachung zweier Wellenlängenbereiche; Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin dung zur Überwachung von sechs Wellenlängenbereichen; Fig. 1 shows an embodiment of the present inven tion for monitoring two wavelength ranges; Fig. 2 shows an embodiment of the present inven tion for monitoring six wavelength ranges;
Fig. 3 zeigt eine Spektralanalyse eines typischen Störlicht bogens; und Fig. 3 shows a spectral analysis of a typical arcing fault; and
Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Schaltanlage mit einer beispielhaften Vorrichtung zur Erkennung eines Stör lichtbogens, wobei die Auswerteeinheit außerhalb der Schalt anlage angeordnet ist. Fig. 4 shows an embodiment of a switchgear with an exemplary device for detecting an arcing fault, wherein the evaluation unit is arranged outside the switchgear.
In Fig. 1 ist die Vorrichtung 100 zur Erfassung eines Stör lichtbogens in einfallendem Licht dargestellt. Die Vorrich tung 100 weist Detektormittel 110 zur Detektion der Intensi tät des einfallenden Lichts in mindestens zwei Wellenlängen bereichen auf. Im Beispiel der Fig. 1 werden die Detektormit tel durch zwei Sensoren 111, 112 gebildet, wobei der erste Sensor 111 die Lichtintensität in einem ersten Wellenlängen bereich detektiert und der zweite Sensor 112 die Lichtinten sität in einem zweiten Wellenlängenbereich detektiert. In Fig. 1, the device 100 for detecting an arcing fault is shown in incident light. The device 100 has detector means 110 for detecting the intensity of the incident light in at least two wavelength ranges. In the example in FIG. 1, the detector means are formed by two sensors 111, 112, the first sensor 111 detecting the light intensity in a first wavelength range and the second sensor 112 detecting the light intensity in a second wavelength range.
Die beiden Wellenlängenbereiche werden dabei so gewählt, dass die Intensität des einfallenden Lichts im ersten Wellenlän genbereich bei Vorliegen eines Störlichtbogens hoch ist und die Intensität des einfallenden Lichts im zweiten Wellenlän genbereich bei Vorliegen eines Störlichtbogens niedrig ist. The two wavelength ranges are selected so that the intensity of the incident light in the first wavelength range is high when an arcing fault is present and the intensity of the incident light in the second wavelength range is low when an arcing fault is present.
Die Sensoren 111, 112 detektieren Licht in den entsprechendenThe sensors 111, 112 detect light in the corresponding ones
Wellenlängenbereichen, beispielsweise indem die Sensoren eine entsprechende Sensorcharakteristik aufweisen (z.B. der erste Sensor detektiert nur Wellenlängen von 300-350 nm und der zweite Sensor detektiert nur Wellenlängen von 875-925 nm) o- der indem die Sensoren integrierte Filter aufweisen oder in dem den Sensoren in Lichteinfallrichtung Filter vorgeschaltet werden (nicht dargestellt) . Die Auswahl der Wellenlängenbereiche hängt von der Anwendung ab und zwar konkret u.a. davon, welche Stoffe/Elemente an der Störlichtbogenbildung auf jeden Fall beteiligt sind und wel che Stoffe/Elemente auf keinen Fall an der Störlichtbogenbil dung beteiligt sind. Der erste Wellenlängenbereich wird ent sprechend so gewählt, dass die spektrale Intensität der an der Störlichtbogenbildung beteiligten Stoffe/Elemente (z.B. Elektroden- oder Kontaktmaterial) detektierbar hoch ist und der zweite Wellenlängenbereich wird so gewählt, dass die spektrale Intensität der an der Störlichtbogenbildung betei ligten Stoffe/Elemente möglichst gering ist, aber sonstige Lichterscheinungen in diesem zweiten Wellenlängenbereich eine detektierbar hohe Intensität aufweisen. Wavelength ranges, for example in that the sensors have a corresponding sensor characteristic (for example the first sensor only detects wavelengths of 300-350 nm and the second sensor only detects wavelengths of 875-925 nm) or in that the sensors have integrated filters or in which the sensors Filters are connected upstream in the direction of light incidence (not shown). The selection of the wavelength ranges depends on the application, specifically on which substances / elements are involved in arcing and which substances / elements are not involved in arcing. The first wavelength range is selected accordingly so that the spectral intensity of the substances / elements involved in the arcing (e.g. electrode or contact material) is detectably high and the second wavelength range is selected so that the spectral intensity of the substances involved in the arcing / Elements is as small as possible, but other light phenomena in this second wavelength range have a detectably high intensity.
Eine Auswerteeinheit 120 empfängt die Signale von den Detek tormitteln 110, im Beispiel der Fig. 1 den Sensoren 111 und 112 und erzeugt daraus ein Auswertesignal an einem Ausgang 121. An evaluation unit 120 receives the signals from the detector means 110, in the example in FIG. 1 the sensors 111 and 112 and generates an evaluation signal at an output 121 therefrom.
Das Auswertesignal wird erzeigt, wenn die vom ersten Sensor 111, der den ersten Wellenlängenbereich detektiert, detek- tierte Intensität hoch ist und gleichzeitig die vom zweiten Sensor 112, der den zweiten Wellenlängenbereich detektiert, detektierte Intensität niedrig ist. The evaluation signal is displayed when the intensity detected by the first sensor 111, which detects the first wavelength range, is high and, at the same time, the intensity detected by the second sensor 112, which detects the second wavelength range, is low.
In allen anderen Fällen wird das Auswertesignal nicht erzeugt oder es wird ein negatives Auswertesignal erzeugt, d.h. also dann, wenn beide Sensoren gleichzeitig niedrige Intensitäten detektieren oder wenn beide Sensoren gleichzeitig hohe Inten sitäten detektieren oder wenn der erste Sensor eine niedrige Intensität detektiert und gleichzeitig der zweite Sensor eine hohe Intensität detektiert. In all other cases, the evaluation signal is not generated or a negative evaluation signal is generated, i.e. that is, when both sensors simultaneously detect low intensities or when both sensors simultaneously detect high intensities or when the first sensor detects a low intensity and at the same time the second sensor detects a high intensity.
Zusätzlich kann mittels eines zusätzlichen breitbandigen Sen sors (nicht dargestellt) oder durch Summation der Intensitä ten der von den einzelnen Sensoren gelieferten Intensitäts werte eine Gesamtlichtintensität ermittelt werden. Diese kann dann von der Auswerteeinheit bei der Erzeugung des Auswerte- Signals berücksichtigt werden, indem das Auswertesignal nicht erzeugt wird, wenn die Gesamtintensität einen Schwellwert nicht übersteigt. In addition, an overall light intensity can be determined by means of an additional broadband sensor (not shown) or by summing the intensities of the intensity values supplied by the individual sensors. This can then be used by the evaluation unit when generating the evaluation Signals are taken into account by not generating the evaluation signal if the total intensity does not exceed a threshold value.
Vorzugsweise werden geeignet schmale, nicht überlappende Wel lenlängenbereiche gewählt, um spektrale Einflüsse von am Störlichtbogen beteiligten Stoffen/Elementen auf den zweiten Wellenlängenbereich zu vermeiden und um sicherzustellen, dass mit dem ersten Wellenlängenbereich die spektralen Einflüsse anderer Stoffe/Elemente, die mit dem Störlichtbogen nicht im Zusammenhang stehen, in möglichst geringem Umfang erfasst werden . Suitable narrow, non-overlapping wavelength ranges are preferably selected in order to avoid spectral influences of substances / elements involved in the arcing fault on the second wavelength range and to ensure that with the first wavelength range the spectral influences of other substances / elements that are not associated with the arcing fault Related, are recorded to the smallest possible extent.
Geeignete Wellenlängenbereiche für den ersten Wellenlängenbe reich sind in Fig. 3 dargestellt und mit Sl, S2 und S5 be zeichnet. Geeignete Wellenlängenbereiche für den zweiten Wel lenlängenbereich sind in Fig. 3 dargestellt und mit S3, S4 und S6 bezeichnet. Diese Wellenlängenbereiche werden im Zu sammenhang mit Fig. 2 näher erörtert. Suitable wavelength ranges for the first Wavelängenbe are shown in Fig. 3 and with S1, S2 and S5 be characterized. Suitable wavelength ranges for the second wavelength range are shown in Fig. 3 and designated S3, S4 and S6. These wavelength ranges are discussed in more detail in connection with FIG. 2.
Eine geeignete Bandbreite für einen Wellenlängenbereich be trägt 50 nm, nicht zuletzt weil passende Filter kommerziell erhältlich sind. Natürlich können andere Bandbreiten gewählt werden, in erster Linie abhängig vom spektralen Verhalten der am Störlichtbogen potentiell beteiligten Stoffe/Elemente und den regulären spektralen Bedingungen (z.B. Spektrum des Umge bungslicht oder eventuell vorhandener Wärmestrahlung) . A suitable bandwidth for a wavelength range is 50 nm, not least because suitable filters are commercially available. Of course, other bandwidths can be selected, primarily depending on the spectral behavior of the substances / elements potentially involved in the arcing fault and the regular spectral conditions (e.g. spectrum of the ambient light or any heat radiation present).
In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem die Detektormittel sechs Sensoren 111..116 aufweisen. Für die Wahl der Sensoren 111..116 und insbesondere ihrer Sensorcha rakteristik bzw. ihrer Filter gelten die im Zusammenhang mit Fig. 1 erörterten Auswahlkriterien analog. Konkret wurden im Beispiel der Fig. 2 folgende Sensoren gewählt: 2 shows an embodiment in which the detector means have six sensors 111..116. The selection criteria discussed in connection with FIG. 1 apply analogously to the choice of the sensors 111..116 and in particular their sensor characteristics or their filters. Specifically, the following sensors were selected in the example in FIG. 2:
51 (111) 300-350 nm 51 (111) 300-350 nm
52 (112) 475-525 nm  52 (112) 475-525 nm
53 (113) 545-575 nm 54 (114) 675-725 nm 53 (113) 545-575 nm 54 (114) 675-725 nm
55 (115) 750-800 nm  55 (115) 750-800 nm
56 (116) 875-925 nm  56 (116) 875-925 nm
Die beispielhaft gewählten Bandbreiten entsprechen 50 nm, ausgenommen S3 mit einer Bandbreite von 30 nm. Die Wellenlän genbereiche wurden anhand einer Untersuchung der potentiell am Störlichtbogen beteiligten Stoffe/Elemente einer beispiel haften Schaltanlage ausgewählt. Die spektralen Eigenschaften des Störlichtbogens dieser Schaltanlage sind in Fig. 3 darge stellt. Zur besseren Nachvollziehbarkeit wurden die Wellenbe reiche der Sensoren S1..S6 in Fig. 3 gekennzeichnet. The bandwidths selected by way of example correspond to 50 nm, with the exception of S3 with a bandwidth of 30 nm. The wavelength ranges were selected on the basis of an examination of the substances / elements of an exemplary switchgear potentially involved in the arcing fault. The spectral properties of the arcing fault of this switchgear are shown in Fig. 3 Darge. For better traceability, the shaft areas of the sensors S1..S6 were identified in FIG. 3.
Die Auswerteeinheit 120 in diesem Ausführungsbeispiel verar beitet die Signale der sechs Sensoren 111..116. Aus Fig. 3 ergibt sich folgende Signalverteilung bei einem idealen Stör lichtbogen : The evaluation unit 120 in this exemplary embodiment processes the signals from the six sensors 111..116. 3 shows the following signal distribution with an ideal arcing fault:
Sl: High / Hohe Intensität Sl: high / high intensity
S2 : High / Hohe Intensität S2: High / high intensity
S3: Low / Niedrige Intensität S3: Low / Low intensity
S4 : Low / Niedrige Intensität S4: Low / Low intensity
S5: High / Hohe Intensität S5: high / high intensity
S 6 : Low / Niedrige Intensität S 6: Low / Low intensity
Die Auswerteeinheit 120 vergleicht die tatsächlich von den Sensoren 111..116 gelieferten Signale mit der Signalvertei lung des idealen Störlichtbogens und erzeugt das Auswertesig nal am Ausgang 121, wenn die gelieferten Signale der Signal verteilung des idealen Störlichtbogens entsprechen. The evaluation unit 120 compares the signals actually delivered by the sensors 111..116 with the signal distribution of the ideal arcing fault and generates the evaluation signal at the output 121 when the signals supplied correspond to the signal distribution of the ideal arcing fault.
Ferner kann das Auswertesignal erzeugt werden, wenn ein oder mehrere Sensoren, z.B. aufgrund eines Defekts, unplausible oder abweichende Werte liefern, sofern die die übrigen Senso ren plausible Werte liefern, die der Signalverteilung des idealen Störlichtbogens entsprechen. Dabei können ein oder mehrere Sensoren als "notwendig" festgelegt werden, was be deutet, dass ein Auswertesignal nur erzeugt wird, wenn we- nigstens die Signale der als notwendig festgelegten Sensoren mit der Signalverteilung des idealen Störlichtbogens überein stimmen . Furthermore, the evaluation signal can be generated if one or more sensors, for example due to a defect, provide implausible or deviating values, provided that the other sensors provide plausible values that correspond to the signal distribution of the ideal arcing fault. One or more sensors can be defined as "necessary", which means that an evaluation signal is only generated if at least the signals of the sensors defined as necessary match the signal distribution of the ideal arcing fault.
Ist die Zahl der Übereinstimmungen geringer als eine festge legte Mindestanzahl von Übereinstimmungen oder stimmen die Signale von als notwendig festgelegten Sensoren nicht mit dem erwarteten Wert überein, wird kein Auswertesignal erzeugt o- der es wird ein negatives Auswertesignal erzeugt. If the number of matches is less than a specified minimum number of matches or if the signals from sensors determined as necessary do not match the expected value, no evaluation signal is generated or a negative evaluation signal is generated.
Im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 wurden drei Sensoren Sl, S2 und S5 so gewählt, dass sie verschiedene erste Wellenlängen bereiche detektieren, die sich dadurch auszeichnen, dass die am Störlichtbogen beteiligten Stoffe/Elemente charakteristi sche und detektierbare spektrale Anteile in diesen drei ers ten Wellenlängenbereichen hervorrufen. Weitere drei Sensoren S3, S4 und S6 wurden so gewählt, dass sie verschiedene zweite Wellenlängenbereiche detektieren, die sich dadurch auszeich nen, dass die am Störlichtbogen beteiligten Stoffe/Elemente nur geringe spektralen Anteile in diesen drei zweiten Wellen längenbereichen hervorrufen. In the exemplary embodiment in FIG. 2, three sensors S1, S2 and S5 were selected such that they detect different first wavelength ranges, which are distinguished by the fact that the substances / elements involved in the internal arc are characteristic and detectable spectral components in these three first wavelength ranges cause. Another three sensors S3, S4 and S6 were selected so that they detect different second wavelength ranges, which are characterized in that the substances / elements involved in the arcing fault cause only small spectral components in these three second wavelength ranges.
Natürlich können auch beispielsweise vier Sensoren so gewählt werden, dass sie verschiedene erste Wellenlängen detektieren und entsprechend zwei Sensoren so gewählt werden, dass sie verschiedene zweite Wellenlängen detektieren. Of course, four sensors can of course also be selected such that they detect different first wavelengths, and accordingly two sensors can be selected such that they detect different second wavelengths.
Indem im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 gegenüber dem im Zu sammenhang mit Fig. 1 erläuterten Ausführungsbeispiel mehr als zwei Sensoren vorgesehen werden, steigt die Zuverlässig keit der Störlichtbogenerkennung erheblich an. Der hierfür erforderliche höhere Aufwand kann sich bereits bei der Ver meidung einer einzigen Fehlabschaltung bezahlt machen. Umge kehrt kann die auch bei ausgefallenen oder verschmutzten Sen soren immer noch zuverlässig mögliche Detektierung größeren Schaden beispielsweise an einer Schaltanlage verhindern. Ein zweites Messverfahren (z.B. Messung des Anstiegs von Druck oder Stromstärke) ist nicht erforderlich, wodurch sich der Aufwand für mehrere Sensoren bereits in der Designphase einer Schaltanlage amortisieren kann und die Wartung deutlich ver einfacht . By providing more than two sensors in the exemplary embodiment of FIG. 2 compared to the exemplary embodiment explained in conjunction with FIG. 1, the reliability of the arcing fault detection increases considerably. The higher effort required for this can already pay off in avoiding a single faulty shutdown. Conversely, the detection that is still reliably possible even in the case of failed or dirty sensors can prevent greater damage, for example to a switchgear. A second measuring method (eg measuring the increase in pressure or current) is not necessary, which means that the Amortize the effort for several sensors already in the design phase of a switchgear and significantly simplify maintenance.
Auch in Ausführungsbeispielen mit mehr als zwei Sensoren kann zusätzlich mittels eines zusätzlichen breitbandigen Sensors (nicht dargestellt) oder durch Summation der Intensitäten der von den einzelnen Sensoren gelieferten Intensitätswerte eine Gesamtlichtintensität ermittelt werden. Diese kann dann von der Auswerteeinheit bei der Erzeugung des Auswertesignals mit berücksichtigt werden, indem das Auswertesignal nicht erzeugt wird, wenn die Gesamtintensität einen Schwellwert nicht über steigt . In exemplary embodiments with more than two sensors, a total light intensity can additionally be determined by means of an additional broadband sensor (not shown) or by summing the intensities of the intensity values supplied by the individual sensors. This can then be taken into account by the evaluation unit when generating the evaluation signal, in that the evaluation signal is not generated if the total intensity does not exceed a threshold value.
In Fig. 4 ist eine elektrische Schaltanlage 200 mit einer Vorrichtung 100 zur Erkennung eines Störlichtbogens darge stellt. Die Detektormittel 110, beispielsweise umfassend sechs Sensoren 111..116 wie im Beispiel der Fig. 2, detektie- ren dabei optische Ereignisse in einem Innenraum der elektri schen Schaltanlage 200. Im Beispiel der Fig. 4 befinden sich die Detektormittel 110 im Innenraum der Schaltanlage. Ebenso ist denkbar, dass die Detektormittel 110 die optischen Ereig nisse im Innenraum der elektrischen Schaltanlage 200 durch ein Fenster (nicht dargestellt) oder mittels Lichtleiter de- tektieren, die Detektormittel 110 selbst jedoch außerhalb der elektrischen Schaltanlage 200 angeordnet sind. In Fig. 4, an electrical switchgear 200 is provided with a device 100 for detecting an arcing fault. The detector means 110, for example comprising six sensors 111..116 as in the example in FIG. 2, detect optical events in an interior of the electrical switchgear 200. In the example in FIG. 4, the detector means 110 are in the interior of the switchgear , It is also conceivable that the detector means 110 detect the optical events in the interior of the electrical switchgear 200 through a window (not shown) or by means of light guides, but the detector means 110 itself are arranged outside the electrical switchgear 200.
Die Auswerteeinheit 120, von der das Auswertesignal erzeugt wird, kann außerhalb des Innenraums der Schaltanlage 200 an geordnet werden, wie in Fig. 4 dargestellt. Es ist natürlich auch möglich, die Auswerteeinheit 120 in einem Innenraum der Schaltanlage anzuordnen, z.B. um sie gemeinsam mit der The evaluation unit 120, from which the evaluation signal is generated, can be arranged outside the interior of the switchgear 200, as shown in FIG. 4. It is of course also possible to arrange the evaluation unit 120 in an interior of the switchgear, e.g. to share it with the
Schaltanlage selbst vor unbefugtem Zugriff oder unbeabsich tigten Manipulationen zu schützen. To protect the switchgear itself against unauthorized access or unintentional manipulation.
Das Auswertesignal, welches am Ausgang (in Fig. 4 nicht dar gestellt) der Auswerteeinheit 120 anliegt, kann weiterverar beitet werden zur Auslösung von Maßnahmen zur Verminderung oder zum Löschen des Störlichtbogens. Beispielsweise kann beim Anliegen des Auswertesignals der Strom der elektrischen Schaltanlage 200 ausgeschaltet oder reduziert werden. The evaluation signal, which is present at the output (not shown in FIG. 4) of the evaluation unit 120, can be further processed to trigger measures for reduction or to extinguish the arcing fault. For example, the current of the electrical switchgear 200 can be switched off or reduced when the evaluation signal is present.
Als Maßnahme zur Verminderung und/oder zum Löschen des Stör lichtbogens kann von der Auswerteeinheit 120 oder einer ihr nachgeordneten Schalteinheit bei Erzeugen des Auswertesignals alternativ oder zusätzlich ein Umschalten auf einen niederoh migen Pfad erfolgen, so dass durch diese Schnellerdung der Störlichtbogen gelöscht wird. As a measure for reducing and / or extinguishing the arcing fault, the evaluation unit 120 or a switching unit downstream of it can alternatively or additionally switch over to a low-impedance path so that the arcing fault is extinguished by this rapid grounding.
Die elektrische Schaltanlage 200 umfasst Stromschienen 210, 220, 230, die beispielsweise aus Kupfer oder Aluminium gefer tigt sind. Bei Auftreten eines Störlichtbogens an den Strom schienen wird das Material, aus denen die Stromschienen ge fertigt sind, verdampft. Somit werden von den Detektormitteln 110 spektrale Anteile, die durch die Elemente Kupfer oder Aluminium hervorgerufen werden, detektiert und für eine sol che Schaltanlage wird mindestens ein erster Wellenlängenbe reich ausgewählt, der für Kupfer oder Aluminium charakteris tisch ist und mindestens ein zweiter Wellenlängenbereich, in dem Kupfer oder Aluminium keine nennenswerten spektralen An teile hervorrufen. The electrical switchgear 200 comprises busbars 210, 220, 230, which are made, for example, of copper or aluminum. If an arc occurs on the busbars, the material from which the busbars are made is evaporated. Thus, spectral components caused by the elements copper or aluminum are detected by the detector means 110 and for such switchgear at least one first wavelength range is selected which is characteristic of copper or aluminum and at least a second wavelength range in which Copper or aluminum do not cause any noteworthy spectral components.
Die elektrische Schaltanlage wird in der Regel ein Gehäuse aufweisen, welches aus Eisen oder Stahl gefertigt sein kann. Wenn nun ein Störlichtbogen am Gehäuse der elektrischen The electrical switchgear will usually have a housing which can be made of iron or steel. If there is an internal arc on the electrical housing
Schaltanlage 200 auftritt, so werden die Detektormittel 110 spektrale Anteile detektieren, die von Eisen hervorgerufen werden und für eine solche Schaltanlage wird bevorzugt min destens ein weiterer erster Wellenlängenbereich ausgewählt, die für Eisen charakteristisch sind und bevorzugt mindestens ein weiterer zweiter Wellenlängenbereich, in dem Eisen keine nennenswerten spektralen Anteile hervorruft. Da nicht jeder Störlichtbogen vom/zum Gehäuse führt, ist es mit Blick auf Fig. 2 sinnvoll, einen Sensor, der ausschließlich oder weit überwiegend spektrale Anteile von Eisen oder Stahl detek tiert, bei Auswertung durch die Auswerteeinheit als optional, nicht jedoch als erforderlich zu behandeln, d.h. das Auswer tesignal auch dann zu erzeugen, wenn dieser Sensor keine hohe Intensität detektiert. Die vorliegende Erfindung und speziell die Ausführungsbei spiele mit mehreren Sensoren, die jeweils einzelne Wellenlän genbereiche detektieren, ermöglichen eine besonders rasche Detektierung eines Störlichtbogens, weil die Intensitätsmes sung für die einzelnen Wellenlängenbereiche parallel durch mehrere unabhängige und kostengünstige Sensoren, z.B. Fotodi oden mit entsprechenden schmalbandigen Bandpassfiltern, er folgen kann und die Messwerte innerhalb von Mikrosekunden zur Verfügung stehen. Mittels einer aus schnellen elektronischen Bausteinen aufgebauten Auswerteeinheit kann dann sicherge- stellt werden, dass ein zuverlässiges Auswertesignal sehr schnell zur Verfügung steht, vorzugsweise innerhalb von 6 Millisekunden und besonders vorzugsweise innerhalb 1 Millise kunde nach Auftreten des Störlichbogens . Switchgear 200 occurs, the detector means 110 will detect spectral components caused by iron and for such a switchgear preferably at least one further first wavelength range is selected which is characteristic of iron and preferably at least one further second wavelength range in which iron does not noteworthy spectral components. Since not every arcing fault leads from / to the housing, with reference to FIG. 2 it makes sense to use a sensor that exclusively or largely detects spectral components of iron or steel as an option when evaluated by the evaluation unit, but not to be treated as necessary, ie to generate the evaluation signal even when this sensor does not detect a high intensity. The present invention and in particular the exemplary embodiments with several sensors, each of which detects individual wavelength ranges, enable a particularly rapid detection of an arcing fault, because the intensity measurement solution for the individual wavelength ranges in parallel by means of several independent and inexpensive sensors, for example photodiodes with corresponding narrowband bandpass filters , it can follow and the measured values are available within microseconds. An evaluation unit constructed from fast electronic modules can then be used to ensure that a reliable evaluation signal is available very quickly, preferably within 6 milliseconds and particularly preferably within 1 millisecond after the occurrence of the arcing fault.

Claims

Patentansprüche claims
1. Vorrichtung (100) zur Erkennung eines Störlichtbogens in einfallendem Licht, die folgendes aufweist: 1. Device (100) for detecting an arcing fault in incident light, comprising:
- Mittel (110) zur Detektion der Intensität des einfallenden Lichts in mindestens zwei Wellenlängenbereichen, wobei min destens ein erster Wellenlängenbereich so gewählt wird, dass die Intensität des einfallenden Lichts in diesem ersten Wel lenlängenbereich bei Vorliegen eines Störlichtbogens hoch ist und wobei mindestens ein zweiter Wellenlängenbereich so ge wählt wird, dass die Intensität des einfallenden Lichts in diesem zweiten Wellenlängenbereich bei Vorliegen eines Stör lichtbogens niedrig ist;  - Means (110) for detecting the intensity of the incident light in at least two wavelength ranges, with at least a first wavelength range being selected such that the intensity of the incident light is high in this first wavelength range in the presence of an arcing fault and wherein at least a second wavelength range is chosen so that the intensity of the incident light in this second wavelength range is low in the presence of an arcing fault;
- eine Auswerteeinheit (120), die bei Detektion einer hohen Intensität des einfallenden Lichts im mindestens einen ersten Wellenlängenbereich und einer niedrigen Intensität des ein fallenden Lichts im mindestens einen zweiten Wellenlängenbe reich ein Auswertesignal erzeugt.  - An evaluation unit (120), which generates an evaluation signal upon detection of a high intensity of the incident light in the at least one first wavelength range and a low intensity of the incident light in the at least one second wavelength range.
2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der das/die Mittel zur Detektion der Intensität des einfallenden Lichts mindestens zwei optische Sensoren (111..116) aufweist/aufweisen, wobei mindestens ein erster optischer Sensor eine erste optische Bandpassfilterung aufweist, die den ersten Wellenlängenbe reich passieren lässt und wobei mindestens ein zweiter opti scher Sensor eine zweite optische Bandpassfilterung aufweist, die den zweiten Wellenlängenbereich passieren lässt. 2. Device according to claim 1, in which the means for detecting the intensity of the incident light comprises at least two optical sensors (111..116), at least one first optical sensor having a first optical bandpass filtering, which is the first wavelengths lets pass rich and wherein at least a second optical sensor has a second optical bandpass filtering, which allows the second wavelength range to pass.
3. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, bei der die erste und/oder zweite optische Bandpassfilterung in einen ersten und/oder zweiten Lichtleiter zwischen Sensor und dem Ort des Lichtein falls integriert ist. 3. The device according to claim 2, wherein the first and / or second optical bandpass filtering is integrated into a first and / or second light guide between the sensor and the location of the light.
4. Vorrichtung gemäß Anspruch 2 oder 3, bei welcher die erste und/oder die zweite optische Bandpassfilterung schmalbandig ist, insbesondere 50 nm oder kleiner. 4. The device according to claim 2 or 3, wherein the first and / or the second optical bandpass filtering is narrowband, in particular 50 nm or smaller.
5. Vorrichtung gemäß eines der vorhergehenden Ansprüche, bei der mindestens zwei erste Wellenlängenbereiche und mindestens zwei zweite Wellenlängenbereiche detektiert werden und bei der die Auswerteeinheit bei Detektion hoher Intensitäten des einfallenden Lichts in mindestens einem der beiden ersten Wellenlängenbereiche und niedriger Intensitäten des einfal lenden Lichts in mindestens einem der beiden zweiten Wellen längenbereiche das Auswertesignal erzeugt. 5. Device according to one of the preceding claims, in which at least two first wavelength ranges and at least two second wavelength ranges are detected and in which the evaluation unit upon detection of high intensities of the incident light in at least one of the two first wavelength ranges and low intensities of the incident light in at least one of the two second wavelength ranges generates the evaluation signal.
6. Vorrichtung gemäß eines der vorhergehenden Ansprüche, bei der zusätzlich eine Gesamtintensität des einfallenden Lichts ermittelt wird und die Auswerteeinheit das Auswertesignal nur erzeugt, wenn die Gesamtintensität des einfallenden Lichts über einem Schwellwert liegt. 6. Device according to one of the preceding claims, in which an overall intensity of the incident light is additionally determined and the evaluation unit only generates the evaluation signal if the total intensity of the incident light is above a threshold value.
7. Vorrichtung gemäß Anspruch 6, bei der die Auswerteeinheit ein Maß für die Gesamtintensität des einfallenden Lichts durch Summation der Intensitäten in den ersten und zweiten Wellenlängenbereichen ermittelt und mit dem Schwellwert ver gleicht . 7. The device according to claim 6, wherein the evaluation unit determines a measure of the total intensity of the incident light by summing the intensities in the first and second wavelength ranges and compares it with the threshold value.
8. Vorrichtung gemäß eines der vorhergehenden Ansprüche, bei der mindestens ein erster Wellenlängenbereich aus der Gruppe 300-350 nm, 475-525 nm und 750-800 nm gewählt wird und bei der mindestens ein zweiter Wellenlängenbereich aus der Gruppe 545-575 nm, 675-725 nm und 875-925 nm gewählt wird. 8. Device according to one of the preceding claims, in which at least one first wavelength range from the group 300-350 nm, 475-525 nm and 750-800 nm is selected and in which at least one second wavelength range from the group 545-575 nm, 675 -725 nm and 875-925 nm is selected.
9. Elektrische Schaltanlage (200) mit einer Vorrichtung zur Erkennung eines Störlichtbogens gemäß eines der vorhergehen den Ansprüche, wobei das/die Mittel (110) zur Detektion der Intensität des einfallenden Lichts der Vorrichtung das Licht innerhalb der elektrischen Schaltanlage detek 9. Electrical switchgear (200) with a device for detecting an arcing fault according to one of the preceding claims, wherein the means (110) for detecting the intensity of the incident light of the device detek the light within the electrical switchgear
tiert/detektieren. advantage / detect.
10. Elektrische Schaltanlage gemäß Anspruch 9, bei der das Auswertesignal Maßnahmen zur Verminderung und/oder zum Lö schen des Störlichtbogens auslöst. 10. Electrical switchgear according to claim 9, in which the evaluation signal triggers measures for reducing and / or extinguishing the arcing fault.
11. Elektrische Schaltanlage gemäß Anspruch 9 oder 10, bei der das/die Mittel zur Detektion der Intensität des einfal lenden Lichts der Vorrichtung innerhalb der elektrischen Schaltanlage angeordnet ist/sind. 11. Electrical switchgear according to claim 9 or 10, wherein the means (s) for detecting the intensity of the incident light of the device is / are arranged within the electrical switchgear.
12. Elektrische Schaltanlage gemäß eines der Ansprüche 9 bis12. Electrical switchgear according to one of claims 9 to
11, wobei die elektrische Schaltanlage Stromschienen (210, 220, 230) aufweist, die zumindest teilweise aus Kupfer oder Aluminium gefertigt sind. 11, the electrical switchgear comprising busbars (210, 220, 230) which are at least partially made of copper or aluminum.
13. Elektrische Schaltanlage gemäß eines der Ansprüche 9 bis13. Electrical switchgear according to one of claims 9 to
12, wobei die elektrische Schaltanlage ein Gehäuse aufweist, das zumindest teilweise aus Eisen oder Stahl gefertigt ist. 12, wherein the electrical switchgear has a housing which is at least partially made of iron or steel.
14. Elektrische Schaltanlage gemäß eines der Ansprüche 9 bis14. Electrical switchgear according to one of claims 9 to
13, bei der die Auswerteeinheit (120) innerhalb weniger Mil lisekunden, insbesondere innerhalb von 1-6 Millisekunden, ein Auswertesignal erzeugt. 13, in which the evaluation unit (120) generates an evaluation signal within a few milliseconds, in particular within 1-6 milliseconds.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020211797A1 (en) 2020-09-22 2022-03-24 Siemens Aktiengesellschaft Detecting a short circuit in a switchgear

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE29502452U1 (en) 1995-02-15 1996-06-13 Klöckner-Moeller GmbH, 53115 Bonn Arrangement for room-selective detection of arcing faults in switchgear
EP1077518A2 (en) * 1999-08-16 2001-02-21 Eaton Corporation Apparatus and method for optically detecting arcing faults in electric power systems in the presence of other light sources
WO2010015269A1 (en) 2008-08-07 2010-02-11 Siemens Aktiengesellschaft Method for monitoring the operating state of an electric machine, arrangement having an electric machine, and infrared sensor
DE102014112723A1 (en) * 2014-09-04 2016-03-10 Eaton Industries Austria Gmbh A method of distinguishing an arc from a luminous gas containing at least metal vapor
WO2017045778A1 (en) 2015-09-15 2017-03-23 Siemens Aktiengesellschaft Device for recognizing an arcing fault, and electrical switchgear

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE29502452U1 (en) 1995-02-15 1996-06-13 Klöckner-Moeller GmbH, 53115 Bonn Arrangement for room-selective detection of arcing faults in switchgear
EP1077518A2 (en) * 1999-08-16 2001-02-21 Eaton Corporation Apparatus and method for optically detecting arcing faults in electric power systems in the presence of other light sources
WO2010015269A1 (en) 2008-08-07 2010-02-11 Siemens Aktiengesellschaft Method for monitoring the operating state of an electric machine, arrangement having an electric machine, and infrared sensor
DE102014112723A1 (en) * 2014-09-04 2016-03-10 Eaton Industries Austria Gmbh A method of distinguishing an arc from a luminous gas containing at least metal vapor
WO2017045778A1 (en) 2015-09-15 2017-03-23 Siemens Aktiengesellschaft Device for recognizing an arcing fault, and electrical switchgear

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