CH370158A - Vorrichtung zum Schutz vor Lichtbogenwirkungen in einer Starkstromanlage - Google Patents

Description

  Vorrichtung zum Schutz vor     Lichtbogenwirkungen        in        einer    Starkstromanlage    Die verhältnismässig hohe Zahl von Unfällen mit  tödlichen Folgen, verursacht durch     Kurzschlusslicht-          bögen    in     Hochspannungsverteilanlagen,    zeigt, dass für  solche Anlagen noch keine geeigneten     Schutzmassnahr          men    bestehen. Die Grössenordnung der heutigen Kurz  schlussströme liegt bei 10     kA    und geht bis etwa  100     kA    Effektivwert.

   Die intensive Strahlungswir  kung von Lichtbögen solcher Stärke genügt allein  schon zur Erzeugung von tödlichen Verbrennungen.  Alle Massnahmen, die     zur    Verringerung der Strah  lungsdosis beitragen, bringen deshalb gleichzeitig eine  Verringerung des Schadenumfanges für Personal und       Material    der betreffenden Anlagen.  



  Die     Verringerung    der Strahlungswirkung kann er  reicht werden durch örtliche und zeitliche Begrenzung  des     Kurzschlusslichtbogens.    Zur örtlichen Begrenzung  gehören in bekannter Weise die Zellen- und Phasen  trennwände, die vollständige     Kapselung    der Anlage  und schliesslich die Phasenisolierung. Alle diese Mittel  haben eine gewisse Schutzwirkung, sind aber dennoch       vielfach    nicht genügend, da gerade bei sehr hohen       Kurzschlussströmen    die Energieentwicklung am Feh  lerort so bedeutend ist, dass Trennwände und Isola  tionsteile     mitzerstdrt    werden..  



  Die zeitliche Begrenzung von     Kurzschl:ussströmen     durch Abschaltung des     betroffenen    Netzteiles mittels  der Leistungsschalter ist allgemein     üblich.    Aus Rück  sicht auf die zeitliche Staffelung des Schutzes in ver  schiedenen     Netzteilen    muss aber die     Auslösezeit    für  den     Sammelschienenschutz    einer     Verteilanlage    viel  fach auf mehr als 1 Sekunde     eingestellt    werden. Die  Zerstörungswirkung von Lichtbogen innerhalb dieser  verhältnismässig langen Zeit ist sehr erheblich.

    Namentlich für Verbrennungsschäden an Personen ist  die Dauer einer     Strahlungseinwirkung    eher noch ge  fährlicher als deren Intensität.    Eine Möglichkeit, von der hie und da Gebrauch  gemacht wird, ist der     Sammelschienen-Differential-          schutz.    Die solcherart     transformatorisch    angekuppel  ten Relais brauchen nicht auf Staffelzeiten Rücksicht  zu nehmen und     können    schon     innert    0;02 Sekunden  auslösen,     wozu    lediglich noch die     Schaltereigenzeit          hinzuzurechnen    ist.

   Die     Verwendung    eines solchen       Sammelschienen-Differentialschutzes    hat sich jedoch  nicht in grösserem Umfange     durchgesetzt    infolge sei  ner     Kompliziertheit    und hohen Kosten.  



  Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine  Vorrichtung zum Schutz von     Lichtbogenwirkungen     in einer Starkstromanlage, um im Störungsfalle     alle     eine Fehlerquelle speisenden Leitungen abzuschalten,  und ist dadurch     gekennzeichnet,    dass die unmittelbare  Umgebung der Starkstrom führenden Leiter durch  photoelektrische Zellen überwacht ist, die beim Ent  stehen eines Lichtbogens     alle    an der Einspeisung be  teiligten Leistungsschalter mittels     Hilfsstromkreise          unverzögert    auslösen.  



  In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der  Erfindung     dargestellt.     



       Fig.    1 zeigt das     Schnittbild    einer Zelle, wobei  angenommen ist, dass die gesamte Anlage aus grund  sätzlich identischen Zellen aufgebaut ist, die unmittel  bar     aneinandergereiht    sind.  



       Fig.    2 zeigt das elektrische Blockschema der       Schutzvorrichtung.     



       In        Fig.    1 ist 1 eine Photozelle, welche die Sam  melschiene 2 von<I>a</I> bis<I>b</I> und die Abgänge von c über  den Schalter bis     zum        Kabelendverschluss    3     überwacht.     Die Photozellen der nicht gezeichneten anschliessen  den Zellen übernehmen die Überwachung der     Sam-          melschiene    bis zu den Punkten     a    und<I>b.</I> Die Wände  4, der Boden 5 und die Decken 6 reflektieren einen  gewissen Teil der Strahlung, so dass die Photozelle      unabhängig von der Lage eines eventuellen Licht  bogens die Auslösung veranlasst.  



  Im Blockschema nach     Fig.    2 ist 1 die     Photozelle,     welche über einen Verstärker und eventuell     Differen-          tiator    7 auf ein     Relais    8 einwirkt; die verwendete  lichtempfindliche     Zelle    kann auf dem Prinzip der  Widerstandsänderung, photoelektrischen Spannung  oder einer     Sperrschichtwirkung    beruhen..

   Das Relais 8  legt eine     Hilfsspannung    an eine mit allen Leistungs  schaltern 9     verbundene        Notauslöseschiene        1a.    Die       Spannungsquelle    11, die über das Relais 8 die Schal  ter auslöst, kann     entweder    die Stationsbatterie sein  oder auch eine     Kondensatorbatterie,    welche weit  gehend unabhängig von Netz- oder Sekundärspan  nungsstörungen ist.  



  Bei genügend kleinem Abstand von der Photo  zelle übersteigt die     Helligkeit    des Lichtbogens die  Tageshelligkeit wesentlich, so dass ein sicherer Aus  löseimpuls erzielt werden kann. Die Wirksamkeit der       überwachung        kann    aber durch weitere Massnahmen  noch gesteigert werden. Eine erste Massnahme ist die  Verwendung heller, eventuell reflektierender Farben  für die     Anlagewände,        -böden    und -decken. Eine wei  tere     Massnahme    besteht in der Verwendung eines       Differenzierkreises    im Ausgang der Photozelle.

   Ein  solcher Kreis gestattet, den     Schalterauslöseimpuls    als  Folge einer     Lichtintensitätszunahme    grosser Steilheit  zu geben, wodurch eine grössere Unabhängigkeit von  den Beleuchtungsverhältnissen erzielt werden kann.  



  Das in     Fig.    1 gezeigte Ausführungsbeispiel ge  stattet, die Sicherheit von sogenannten Blockanlagen  wesentlich zu erhöhen. Diese Anlagen bieten durch  die geschlossene Bauweise zwar einen unmittelbaren  Strahlungsschutz, jedoch ist bei längerer Dauer des       Kurzschlusslichtbogens    ein Gasaustritt unvermeidlich,    der seinerseits schwere     Verbrennungen    verursachen       kann.    Durch die rasche Abschaltung des Kurzschlus  ses auf der Sammelschiene kann dieser Gasaustritt  unterdrückt werden.  



  Das beschriebene Ausführungsbeispiel stellt keine  Einschränkung der Erfindung dar, die ebenso in offe  nen     Innenraumanlagen    und Freiluftanlagen angewen  det werden kann.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Vorrichtung zum Schutz von Lichtbogenwirkun- gen in .einer Starkstromanlage, um im Störungsfalle alle eine Fehlerstelle speisenden Leitungen abzuschal- ten, dadurch gekennzeichnet, dass die unmittelbare Umgebung der Starkstrom führenden Leiter durch photoelektrische Zellen überwacht sind, die beim Entstehen eines Lichtbogens alle an der Einspeisung beteiligten Leistungsschalter mittels Hilfsstromkreisen unverzögert auslösen. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass am Ausgang der photoelektrischen Zelle ein auf die Helligkeitszunahme ansprechender Differenzierungskreis vorgesehen ist. 2. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die Anlagewände, -decken und -böden mit einem lichtreflektierenden Anstrich ver sehen sind. 3. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass eine vom Netz unabhängige Batte rie die Hilfsstromkreise speist. 4. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass eine vom Netz unabhängige Kon- densatorenbatterie die Hilfsstromkreise speist..