DD234541A1

DD234541A1 - Verfahren zur ueberwachung von stoerlichtboegen in schaltanlagen und erzeugnissen

Info

Publication number: DD234541A1
Application number: DD27304185A
Authority: DD
Inventors: Walter Mettin; Harald Schippel
Original assignee: Elektroprojekt Anlagenbau Veb
Priority date: 1985-02-05
Filing date: 1985-02-05
Publication date: 1986-04-02

Abstract

Das Verfahren dient der Ueberwachung von Stoerlichtboegen in offenen oder gekapselten elektrotechnischen Anlagen sowie in fabrikfertigen oder vor Ort gefertigten Erzeugnissen. Stoerlichtboegen sollen mit Sicherheit innerhalb von 5 ms erkannt werden, um eine schnelle Abschaltung durchfuehren zu koennen und so schaedliche Auswirkungen durch Druck und Strahlung zu verhindern. Es wird vorgeschlagen, dass bei Ueberschreiten eines minimalen Werts des Stromanstiegs (di dt) sowie des Absolutwertes des Stromes ueber einen dem minimalen subtransienten Kurzschlusswechselstrom (IK) entsprechenden Wert ueber einen Zeitraum von 2,5 ms sowie dem gleichzeitigen Ansprechen eines optischen Lichterfassungsgliedes ein Impuls zur Ausloesung der den Lichtbogen speisenden Schaltgeraete gegeben wird. Figur

Description

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Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die Zeichnung zeigt eine Schaltanlage, bei dereine U nterspannungssammelschiene 1 über einen Transformator 2 von einer Oberspannungssammelschiene3 gespeist wird.

Beim Auftreten eines Störlichtbogens werden die Lichtimpulse von den Fühlern eines Lichtbogenwächters 9, die an störüchtbogengefährdeten Stellen der Baueinheiten, Felder, Schränke, oder Fächer der überwachten Anlage angeordnet sind, erfaßt und der Auswerteinheit 10 übermittelt. Das durch die Auswerteinheit 10 aufbereitete Signal wird dem UND-Glied 11 der Synchronlogik 4 übermittelt.

Von den Stromwandlern 12 der Einspeisung der Schaltanlage wird der Strom sowohl ober- als unterspannungsseitig dreiphasig erfaßt und auf die Auswerteinheiten 13 für die Überwachung des Absolutwerts des Stromes und die Auswerteinheiten 14 für die Überwachung des Stromanstiegs geführt. Beim Auftreten eines subtransienten Kurzschlußwechselstromes (Ik") bzw. beim Überschreiten eines minimalen einstellbaren Wertes des Stromanstiegs (——) liefern diese ein Signal, das über die UND-

dt

Glieder 15 auf Zeitauswerteinheiten 16 geführt ist. Liegt an den Zeitauswerteinheiten 16 ein Signal von länger als 2,5ms an, erfolgt ein Impuls auf die UND-Glieder 17, die parallel dazu anstehende Impulse vom Lichtbogenwächter 9 und der Leistungsschalter-Einanzeige der Hilfsschalter 18 der Leistungsschalter? und 8 verarbeitet.

Bei vorhandener Impulskette wird ein Impuls über die Auswerteinheit 20 und das UND-Glied 11 auf die Synchronlogik 4 gegeben, die bei vorhandenen und von der Auswerteinheit 19 überwachten Steuerspannungen (Gleich- bzw. Wechselspannung) einen Auslöseimpuls von > 20ms Impulsbreite gleichzeitig an die Thyristoren 5, den Kurzschließer 6 und die übergeordneten Leistungsschalter 7 und 8 auslöst. Der Kurzschlußstrom, der den Störlichtbogen speist, kommutiert auf die Thyristoren 5, wodurch der Lichtbogen augenblicklich gelöscht wird, kommutiert daraufhin auf den Kurzschließer 6 und wird durch die übergeordneten Leistungsschalter 7 bzw. 8 abgeschaltet.

Bei nicht über Transformatoren eingespeisten Niederspannungsanlagen ist die Überwachungsschaltung nur einmal erforderlich.

Durch den Lichtbogenwächter erfolgt die Lokalisierung des Fehlerortes und es erfolgt eine dezentrale Fehlerstromanzeige vor Ort. Eine zentrale Anzeige ist zusätzlich möglich.

Claims

-ι- 730 41 Patentansprüche

1 Verfahren zur Überwachung von Storhchtbogen in offenen oder gekapselten elektrotechnischen Schaltanlagen und Erzeugnissen unter Verwendung optischer Lichtbogenerfassungsglieder gekennzeichnet dadurch, daß der Stromanstieg (--^) sowie der Absolutwert des Stromes dreiphasig überwacht werden und bei Überschreiten eines minimalen Wertes des

d"t -. .

Stromanstieqs (--—·) sowie des Absolutwertes des Stromes über einen dem minimalen subtransienten -dt

Kurzschlußwechselstrom (Ik") entsprechenden Wert über eine Zeit von 2,5ms sowie dem gleichzeitigen Ansprechen eines optischen Lichterfassungsgliedesein Impuls zur Auslosung der den Lichtbogen speisenden Schaltgerate gegeben wird

2 Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Ausloseimpuls nur bei eingeschaltetem Zustand der den Lichtbogen speisenden Einspeiseschaltgerate und bei Vorhandensein der Gleich- und/oder Wechselsteuerspannungen erfolgt

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung von Storhchtbogen in offenen oder gekapselten elektrotechnischen Anlagen sowie in fabnkfertigen oder vor Ort gefertigten Erzeugnissen

Charakteristik der bekannten technischen Losungen

Trotz ausgereifter Konstruktionsmaßnahmen und sorgfaltiger Fertigung ist es nicht möglich, das Entstehen von Storhchtbogen in elektrotechnischen Anlagen völlig zu verhindern Trotz Anwendung der Isolationskoordination können durch Blitz- oder Schaltuberspannungen im Netz, Fehlschalthandlungen oder Geratefehler Storhchtbogen ausgelost werden, die auf Grund der entstehenden Druckwelle und der Strahlungswirkung einmal erhebliche Schaden in der Anlage entstehen lassen können und zum anderen in der Nahe befindliche Personen erheblich gefährden können Die Schadenshohe und das Maß der Gefahrdung hangen wesentlich von der Einwirkdauer des Lichtbogens ab, die in Abhängigkeit von den Auslosezelten der vorgeordneten Schaltanlagen bis zu mehreren Sekunden betragen kann Es sind deshalb bereits verschiedene Maßnahmen bekannt, um die Einwirkdauer des Storhchtbogens zu verkurzen

Durch Gerate, die das Auftreten eines Storhchtbogens mit licht-, druck- odertemperaturempfindhchen Fühlern erkennen, wird auf das vorgeordnete Schaltorgan eingewirkt, welches die Abschaltung der geschützten Einheit herbeifuhrt Die Losungen haben jedoch verschiedene Nachteile

Anordnungen, die insbesondere in Mittelspannungs-Schaltanlagen verwendet werden und bei denen durch Druckklappen eine Druckentlastung und über mit diesen gekoppelte Kontaktvornchtungen die Auslosung des vorgeordneten Schalters erfolgt, benotigen eine Anregezeit bis zum Erkennen eines Storhcntbogens von mindestens 10 ms Derartige druckempfind liehe Systeme sind auch nur in gekapselten Anlagen verwendbar

Anordnungen mit thermisch bewirkter Auslosung besitzen ebenfalls lange Anregezeiten Optische Lichtbogenwachter haben zwar eine geringe Anregezeit, sind jedoch nicht in jedem Fall storquellensicher, so daß Fehlschaltungen infolge Schaltlichtbogen oder Fremdlichteinfall nicht völlig ausgeschlossen werden können Um zwischen Storhchtbogen und Schalthchtbogen zu unterscheiden, ist es bekannt, die Signale der optischen Lichtbogenwachter zu verzogern Das erhöht aber wiederum die Einwirkdauer eines Storhcntbogens Zur Berücksichtigung von Fremdlichteinfall ist mit dem Vorschlag nach etz Bd 104 (1983) heft 18, Seite 475 bis 478 eine Losung bekannt Auch diese Schaltung ist jedoch nicht völlig storungssicher, da nicht mit Sicherheit zwischen einem Schalthchtbogen und einem Storhchtbogen unterschieden werden kann Zur Einstellung der Ansprechschwelle des Lichtbogenwachters sind verschiedene empirisch zu ermittelnde Faktoren zu berücksichtigen, was den Einsatz beim Betreiber der Anlage erheblich kompliziert Insgesamt werden Abscha/tzeiten von mehr als 40 ms angegeben, was immernoch viei zu hoch ist

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, einen Storlichtbogen innerhalb von 5 ms sicher von Storquellen, ζ B Fremdlichteinfall und Schaltlichtbogen, zu selektieren, um daraufhin eine schnelle Abschaltung durchfuhren zu können und so schädliche Auswirkungen durch Druck und Strahlung zu verhindern

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die technische Aufgabe, die durch die Erfindung gelost wird

Der Erfindung hegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren anzugeben mit dem mit Sicherheit ein Storlichtbogen innerhalb von 5ms als solcher erkannt und die Einwirkung von Schalthchtbogen und Fremdlichteinfall eliminiert werden kann

Merkmale der Erfindung

Erfirdungsgemaß wird die Aufgabe dadurch gelost daß zusätzlich zur optischen L'chtbogenerfassung der Stromanstieg und der Absolutwert des Stromes dreiphasig überwacht werden Bei gleichzeitigem Überschreiten eines minimalen Wertes des Stromanstiegs (——) sowie des Absolutwertes über einen dem minimalen subtransienten Kurzschlußwechselstrom (l<') 0.0

entsprechenden Wert über eine Zeit von ca 2,5ms und dem gleichzeitigen Ansprechen eines optischen Lichterfassungsghedes erfolgt ein Impuls zur Auslosung der Schaltorgane, z. B des übergeordneten Leistungsschalters oder eines Kurzschließers Außerdem werden der Ein-Zustand des zugeordneten Einspeiseschaltgerates und das Vorhandensein der fur die Abschaltung erforderlichen netzunabhangigen Gleich- und/oder Wechselsteuerspannung überwacht, so daß eine Ausschaltung nur erfolgen kann, wenn der oder die zugehörigen Leistungsschalter, die den Storlichtbogen speisen können (Einspeisungen) eingeschaltet sind und die Steuerspannungen anliegen

Durch die gleichzeitige Überwachung des absoluten Stromwertes, des Stromanstiegs sowie die optische Lichtbogenuberwachung können Storhchtbogen sicher als solche erkannt werden, da Schalthchtbogen innerhalb von 2,5 ms wieder abgeklungen sind und ein Ansprechen durch Fremdhcht durch die gleichzeitige Stromuberwachung verhindert wird