WO2020193519A1 - Lichtbogenlöschsysteme - Google Patents

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WO2020193519A1
WO2020193519A1 PCT/EP2020/058101 EP2020058101W WO2020193519A1 WO 2020193519 A1 WO2020193519 A1 WO 2020193519A1 EP 2020058101 W EP2020058101 W EP 2020058101W WO 2020193519 A1 WO2020193519 A1 WO 2020193519A1
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switching
fast
control unit
storage device
energy storage
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PCT/EP2020/058101
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Martin BINDRICH
Jürgen EINSCHENK
Karsten Freundt
Stefan Lecheler
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Siemens AG
Siemens Corp
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Siemens AG
Siemens Corp
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    • H01H33/02—Details
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    • H01H33/55—Oil reservoirs or tanks; Lowering means therefor
    • H01H33/555—Protective arrangements responsive to abnormal fluid pressure, liquid level or liquid displacement, e.g. Buchholz relays
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    • 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
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    • H01H33/30—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism using fluid actuator
    • H01H2033/306—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism using fluid actuator monitoring the pressure of the working fluid, e.g. for protection measures
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/68—Liquid-break switches, e.g. oil-break

Definitions

  • the invention relates to an arc extinguishing system, in particular a system for short-circuiting or grounding low-voltage systems and / or medium-voltage systems and components of such an arc extinguishing system.
  • Open arcs in switchgear in low and medium-voltage technology generally cause high levels of damage, so they have a high potential for damage, especially if a switchgear fails for a long time.
  • a short circuit or earth fault can be generated in order to divert the electrical energy that feeds the open arc.
  • Another important factor is a short time delay between the detection of an arc and a short circuit or grounding that has occurred.
  • the object is achieved by a system for short-circuiting or he of low-voltage systems and / or medium-voltage systems, system for short, according to the independent claim 1 and the claims dependent thereon.
  • low and / or medium voltage systems are also referred to as switchgear for short.
  • At least one signal processing unit for processing signals of the at least one error detection unit, wherein the signal processing unit is or can be connected to the error detection unit for signal transmission,
  • At least one control unit which is connected or can be connected to the signal processing unit for signal transmission, with an electrical energy storage device in or on the control unit, and
  • fast-switching switching element With at least one fast-switching switching element with a mechanical energy store, wherein the fast-switching switching element is connected or can be connected to the control unit for the transmission of electrical triggering energy from the electrical energy storage device and with the electrical triggering seenergy triggers a switching process of the fast-switching switching element is, with one stored in the mechanical energy store Drive energy causes the switching process or this can be brought about.
  • the tripping energy is designed to be high, in particular high in comparison to potentially occurring electromagnetic interference, or if it can be designed, in particular in relation to the electromagnetic compatibility of a connectable or connected switchgear.
  • Highly designed in this context means at least a factor of 2, preferably at least a factor 5, especially preferably at least a factor 10 or at least a factor 100, is designed higher than the corresponding reference value of the potentially occurring electromagnetic interference or the electromagnetic compatibility of the associated switchgear or associated low and / or medium voltage system.
  • the electrical energy store is spatially separated from the mechanical energy store, for example a spring store or plate spring store, is ordered.
  • the control unit with the electrical energy store is arranged in a low-voltage space, while the fast-switching switching element with the mechanical energy store in the area of a busbar and / or switchgear, low-voltage and / or medium-voltage system to be protected, with which the system connectable or connected, is arranged.
  • the fault detection unit for detecting an arc has an optical sensor for optically detecting an arc and one
  • control unit has an interface for connecting a computer or a data transmission unit. This is particularly advantageous for setting up and / or maintaining the control unit.
  • control unit (30) have inputs for blocking or triggering a switching process.
  • an emergency power supply can be provided or is arranged at an input, an input for an optional emergency power supply.
  • the fast-switching switching element has an insulating fluid, in particular an insulating oil, in a switching room as the insulating means, the insulating medium completely filling the switching room with built-in components, such as switching contacts, with the switching room between a closed switching position , i.e. one electrically conductive, and one open, i.e. one
  • Electrically separated switching position can be switched by means of a switching process, in particular by moving a moving contact into contact with a fixed contact or by moving the moving contact away from the fixed contact, with a compensating container for the insulating fluid connected to the switching room and the compensating container having a changeable volume , wherein the variable volume is generated by an existing in the compensation container from equalizing piston and a predeterminable variable ble volume is filled with the insulating fluid, the Piston is loaded with a pressure element in such a way that a force acts on the compensating piston in such a way that an expansion of the insulating medium works against the force acting on the compensating piston and, when the volume of the insulating fluid is reduced, the compensating piston is pressed into the compensating container in such a way that the variable volume is completely filled with the insulating fluid, the compensating piston interacting with a signaling element, in particular a microswitch, in such a way that a warning signal is triggered or can be triggered if a value for the variable volume is
  • Switching of the fast-switching switching element are prevented when the predetermined value for the changeable volume and thus the volume of the insulating fluid is fallen below or reached or a further predetermined value for the changeable volume and thus the volume of the insulating fluid is undershot or reached.
  • a further bellows in particular corrugated bellows or bellows, is used, which replaces parts or the entire compensating container or connects to a free end of the compensating container.
  • the signaling element is then provided analogous to the arrangement with the compensating piston.
  • the warning signal can be passed on to a control unit and that the control unit indicates the presence of a warning signal and thus potential oil loss.
  • the system is integrated in a low- and / or medium-voltage installation, switchgear, or can be integrated into it, in particular permanently or removably integrated or integrable.
  • switchgear or can be integrated into it, in particular permanently or removably integrated or integrable.
  • Figure 1 Schematic structure of the system for short-circuiting or grounding of low-voltage systems and / or medium-voltage systems.
  • Figure 2 Schematic structure of a fast switching
  • Figure 1 shows an exemplary schematic structure of the system for short-circuiting or grounding of low-voltage systems and / or medium-voltage systems 1.
  • a fault detection unit 10 is used to detect an arc by means of various sensors, in particular optical sensors 4 and current sensors 6. Detect the individual sensors of the Error detection unit 10 a signal, this is passed from the error detection unit 10 to a signal processing unit 20 for evaluation. The signal processing unit 20 then determines, also for example on the basis of the correlation of the individual measured values of the individual sensors, whether there is a fault that requires grounding or short-circuiting. If such a fault, in particular an electric arc, is detected, a signal, in particular an error signal, is passed from the signal processing unit 20 to a control unit 30.
  • the control unit 30 then supplies fast-switching switching elements 40, 42, 44 with electrical triggering energy from an electrical energy storage device 35.
  • the electrical triggering energy triggers a mechanical energy store in the fast-switching switching elements 40, 42, 44 Drive energy for the fast-switching switching elements 40, 42, 44 for switching operations, in particular short-circuiting or grounding, provides or a central mechanical energy store 45 is triggered, which provides drive energy for the fast-switching switching elements 40, 42, 44 for switching operations, in particular short-circuiting or Earth, provides.
  • the control unit 30 here has an electrical energy storage device 35 built into the control unit 30, but the electrical energy storage device 35 can also be arranged in spatial proximity to the control unit 30.
  • control unit 30 optionally has an interface for connecting a computer or a data transmission unit 15.
  • Inputs 18 and 19 for blocking or triggering the triggering of a switching process are also optionally available.
  • An emergency power supply can also optionally be provided or arranged at the optional input 17.
  • FIG. 2 shows an exemplary schematic structure of a fast-switching switching element 40 with an oil loss warning.
  • the fast-switching switching element 40 here has a switching room 50 in which a moving contact 70 is movably arranged and a fixed contact is arranged.
  • the moving contact is movably arranged in the switch room 50, for example by means of a bellows 55 or through a hermetically sealed bushing.
  • a compensating container 90 is connected to the control room 50, so that the insulating fluid can change between the control room 50 and the compensating container 90.
  • the expansion tank 90 is closed on a non-communicating with the switching room 50 side by a movable but sealingly mounted compensation piston 100 ver.
  • the switch room 50 is filled with the insulating fluid 60 with its built-in components and the compensating container 90 is filled with the insulating fluid 60 up to the compensating piston.
  • a pressure element 110 acts on the compensating piston 100, which exerts a force on the compensating piston 100 in such a way that it goes out
  • the compensating piston 100 against the force of the pressure element 110 pushes out of the compensating container 90 and thus a change in volume of the Iso lierfluides 60 compensated.
  • the compensating piston interacts with a signaling element 120, here it presses a microswitch as a signaling element 120.
  • a warning signal is triggered and / or the readiness for switching is canceled or blocked.
  • insulating fluid in particular insulating oil

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein System zum Kurzschließen oder Erden von Nieder- und/oder Mittelspannungsanlagen mit - mindestens einer Fehlererfassungseinheit (10) zum Detektieren eines Lichtbogens, - mindestens einer Signalverarbeitungseinheit (20) zur Verarbeitung von Signalen der mindestens einen Fehlererfassungseinheit (10), wobei die Signalverarbeitungseinheit (20) mit der Fehlererfassungseinheit (10) zur Signalübertragung verbunden oder verbindbar ist, - mindestens einer Steuereinheit (30), die mit der Signalverarbeitungseinheit (20) zur Signalübertragung verbunden oder verbindbar ist, mit einer elektrischen Energiespeichervorrichtung (35) in oder an der Steuereinheit (30), und - mit mindestens einem schnell schaltenden Schaltelement (40, 42, 44) mit einem mechanischen Energiespeicher.

Description

Beschreibung
Lichtbogenlöschsysteme
Die Erfindung bezieht sich auf ein Lichtbogenlöschsystem, insbesondere ein System zum Kurzschließen oder Erden von Nie derspannungsanlagen und/oder Mittelspannungsanlagen und Kom ponenten eines solchen Lichtbogenlöschsystem.
Offene Lichtbögen in Schaltanlagen der Nieder- und Mit telspannungstechnik richten in der Regel hohe Schäden an, ha ben also ein hohes Schadenspotential, insbesondere durch ei nen längerfristigen Ausfall einer Schaltanlage. Um die Folgen eines offenen Lichtbogens wie Ruß, Hitze und Druck zu redu zieren kann ein Kurzschluss oder Erdschluss erzeugt werden um die elektrische Energie, welche den offenen Lichtbogen speist umzuleiten .
Durch diese Maßnahme wird die Brenndauer des offenen Lichtbo gens deutlich reduziert und Schäden können reduziert oder so gar ganz vermieden werden, zumindest soweit, dass die Schalt anlage wieder in Betrieb genommen werden kann.
Dabei müssen Vorkehrungen getroffen werden, um eine uner wünschte Erdung im regulären Betrieb zu vermeiden.
Das geschieht beispielsweise durch Druckmessungen, Lichtde tektoren oder Strommessungen oder Kombinationen der genannten Verfahren .
Ein weiterer wichtiger Faktor ist eine geringe Zeitverzöge rung zwischen der Detektion eines Lichtbogens und einer er folgten Kurzschließung oder Erdung.
Auch ist es interessant für die Wiederinbetriebnahme, dass die kurzschließende Einheit nicht ausgetauscht werden muss, der Prozess also reversibel ist. Aus dem Stand der Technik sind insbesondere pyrotechnische Lösungen und elektromagnetische Lösungen zum schnellen Schal ten bekannt.
Daher ist es Aufgabe der Erfindung ein System zum Kurzschlie ßen oder Erden von Nieder- und/oder Mittelspannungsanlagen und/oder Komponenten für das System bereit zu stellen, wel ches die Nachteile aus dem Stand der Technik behebt.
Die Aufgabe wird durch ein System zum Kurzschließen oder Er den von Niederspannungsanlagen und/oder Mittelspannungsanla gen, kurz System, gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 und den von diesem abhängigen Ansprüchen gelöst.
Im Folgenden werden Nieder- und/oder Mittelspannungsanlagen auch kurz als Schaltanlagen bezeichnet.
Dazu wird ein System vorgeschlagen,
- mit mindestens einer Fehlererfassungseinheit zum Detek- tieren eines Lichtbogens,
- mindestens einer Signalverarbeitungseinheit zur Verar beitung von Signalen der mindestens einen Fehlererfas sungseinheit, wobei die Signalverarbeitungseinheit mit der Fehlererfassungseinheit zur Signalübertragung ver bunden oder verbindbar ist,
- mindestens einer Steuereinheit, die mit der Signalverar beitungseinheit zur Signalübertragung verbunden oder verbindbar ist, mit einer elektrischen Energiespeicher vorrichtung in oder an der Steuereinheit, und
- mit mindestens einem schnell schaltenden Schaltelement mit einem mechanischen Energiespeicher, wobei das schnell schaltende Schaltelement mit der Steuereinheit zur Übertragung einer elektrischen Auslöseenergie aus der elektrischen Energiespeichervorrichtung verbunden oder verbindbar ist und mit der elektrischen Auslö seenergie ein Auslösen eines Schaltvorgangs des schnell schaltenden Schaltelements bewirkt oder bewirkbar ist, wobei einem im mechanischen Energiespeicher gespeicherte Antriebsenergie den Schaltvorgang bewirkt oder dieser bewirkbar ist.
Vorteilhaft ist es, wenn die Auslöseenergie hoch ausgelegt wird, insbesondere hoch im Vergleich zu potenziell auftreten den elektromagnetischen Störungen ausgelegt ist oder ausleg- bar ist, insbesondere im Verhältnis zur elektromagnetischen Verträglich einer verbindbaren oder verbundenen Schaltanlage. Hoch ausgelegt bedeutet in diesem Zusammenhang mindestens ei nen Faktor 2, bevorzugt mindestens einen Faktor 5, insbeson dere bevorzugt mindestens einen Faktor 10 oder mindestens ei nen Faktor 100, höher ausgelegt ist als der entsprechende Re ferenzwert der potenziell auftretenden elektromagnetischen Störungen oder der elektromagnetischen Verträglich der zuge hörigen Schaltanlage oder zugehörigen Nieder- und/oder Mit telspannungsanlage .
Auch ist es vorteilhaft, wenn der elektrische Energiespeicher räumlich getrennt vom mechanischen Energiespeicher, bei spielsweise einem Federspeicher oder Tellerfederspeicher, an geordnet ist. Insbesondere wird bevorzugt, dass die Steuer einheit mit dem elektrischen Energiespeicher in einem Nieder spannungsraum angeordnet ist, während das schnell schaltende Schaltelement mit dem mechanischen Energiespeicher im Bereich einer zu schützenden Sammelschiene und/oder Schaltanlage, Nieder- und/oder Mittelspannungsanlage, mit der das System verbindbar oder verbunden ist, angeordnet ist. Dadurch können Fehlauslösungen durch elektromagnetische Störungen im Bereich der Sammelschiene verhindert werden und Anforderungen an die elektromagnetische Verträglichkeit des Systems zum Kurz schließen oder Erden von Niederspannungsanlagen und/oder Mit telspannungsanlagen sind einfacher herzustellen. Auch werden so elektrische Komponenten, die so im Niederspannungsraum an geordnet sind, zum Beispiel Kondensatoren, vor unnötigen Wär mebelastungen in der Umgebung der zu schützenden Sammelschie nen und/oder der restlichen zu schützenden Schaltanlage, ge schützt . Weiter ist es vorteilhaft, dass die Fehlererfassungseinheit zum Detektieren eines Lichtbogens einen optischen Sensor zum optischen Erfassen eines Lichtbogens aufweist und einen
Stromsensor, der den Stromverlauf an einer oder mehrere zu schützenden Sammelschienen, mit denen das System verbunden oder verbindbar ist, überwacht.
Auch ist es vorteilhaft, dass die Steuereinheit über eine Schnittstelle zum Anschluss eines Computers oder einer Daten übermittlungseinheit verfügt. Das ist insbesondere für das Einrichtung und/oder die Wartung der Steuereinheit vorteil haft.
Weiter bevorzugt sind an der Steuereinheit (30) sind Eingänge zum Blockieren oder Auslösen einer Auslösung eines Schaltvor ganges vorhanden.
Bevorzugt wird auch, dass eine Notstromversorgung an einem Eingang, einem Eingang für eine optionale Notstromversorgung, vorsehbar ist oder angeordnet ist.
Bevorzugt wird auch ein System, wobei das schnell schaltende Schaltelement als Isoliermittel ein Isolierfluid, insbesonde re ein Isolieröl, in einem Schaltraum aufweist, wobei das Isoliermedium den Schaltraum mit Einbauten, wie zum Beispiel Schaltkontakten, vollständig füllt, wobei in dem Schaltraum zwischen einer geschlossenen Schaltstellung, also einer elektrisch leitenden, und einer offenen, also einer
elektrisch getrennten Schaltstellung mittels eines Schaltvor gangs umgeschaltet werden kann, insbesondere durch Bewegen eines Bewegkontaktes in Kontakt mit einem Festkontakt oder durch Bewegen des Bewegkontaktes weg vom Festkontakt, wobei sich an den Schaltraum ein Ausgleichsbehältnis für das Iso lierfluid anschließt und das Ausgleichsbehältnis ein verän derbares Volumen aufweist, wobei das veränderbare Volumen durch einen in dem Ausgleichsbehältnis vorhandenen Aus gleichskolben erzeugt wird und ein vorbestimmbares veränder bares Volumen mit dem Isolierfluid gefüllt ist, wobei der Kolben mit einem Druckelement derart belastet wird, dass eine Kraft derart auf den Ausgleichskolben wirkt, dass eine Aus dehnung des Isoliermediums gegen die auf den Ausgleichskolben wirkende Kraft arbeitet und bei einer Verringerung des Volu mens des Isolierfluides der Ausgleichskolben derart in das Ausgleichsbehältnis gedrückt wird, dass das veränderbare Vo lumen vollständig mit dem Isolierfluid befüllt ist, wobei der Ausgleichskolben derart mit einem Signalisierungselement, insbesondere einem Mikroschalter, zusammenwirkt, dass bei ei ner Unterschreitung eines Wertes für das veränderbare Volumen ein Warnsignal ausgelöst wird oder auslösbar ist.
Alternativ oder zusätzlich zum Warnsignal kann auch ein
Schalten des schnell schaltenden Schaltelementes unterbunden werden, wenn der vorbestimmte Wert für das veränderbare Volu men und damit des Volumens des Isolierfluides unterschritten oder erreicht wird oder ein weiterer vorbestimmter Wert für das veränderbare Volumen und damit des Volumens des Isolier fluides unterschritten oder erreicht wird.
Alternativ wird anstelle des Ausgleichskolben ein weiterer Balg, insbesondere Wellenbalg oder Faltenbalg verwendet, der Teile oder das gesamte Ausgleichbehältnis ersetzt oder sich an ein freies Ende des Ausgleichbehältnisses anschließt. An einem freien Ende des weiteren Balgs ist dann das Signalisie rungselement analog zur Anordnung mit dem Ausgleichskolben vorgesehen .
Bevorzugt wird, dass das Warnsignal an eine Steuereinheit weiterleitbar ist und die Steuereinheit das vorhanden sein eines Warnsignals, und damit potentiellen Ölverlust, anzeigt.
Besonders bevorzugt wird, dass das System in einer Nieder- und/oder Mittelspannungsanlage, Schaltanlage, integriert ist oder in diese integrierbar ist, insbesondere fest oder ent fernbar integriert oder integrierbar ist. Im Folgenden werden die Ausführungsbeispiele anhand von Figu ren erläutert.
Figur 1: Schematischer Aufbau des Systems zum Kurzschließen oder Erden von Niederspannungsanlagen und/oder Mit telSpannungsanlagen .
Figur 2: Schematischer Aufbau eines schnell schaltenden
Schaltelementes mit Ölverlustwarnung
Die Figur 1 zeigt einen beispielhaften schematischen Aufbau des Systems zum Kurzschließen oder Erden von Niederspannungs anlagen und/oder Mittelspannungsanlagen 1. Eine Fehlererfas sungseinheit 10 dient dem Detektieren eines Lichtbogens mit tels verschiedener Sensoren, insbesondere optischen Sensoren 4 und Stromsensoren 6. Erfassen die einzelnen Sensoren der Fehlererfassungseinheit 10 ein Signal, wird dieses von der Fehlererfassungseinheit 10 zu einer Signalverarbeitungsein heit 20 zur Auswertung geleitet. Die Signalverarbeitungsein heit 20 bestimmt dann, auch beispielsweise an Hand der Korre lation der einzelnen Messwerte der einzelnen Sensoren, ob ein Störfall vorliegt, der ein Erden oder Kurzschließen erfor dert. Wird ein solcher Störfall, insbesondere Lichtbogen, er kannt, so wird ein Signal, insbesondere ein Fehlersignal von der Signalverarbeitungseinheit 20 an eine Steuereinheit 30 geleitet. Die Steuereinheit 30 versorgt dann schnell schal tende Schaltelemente 40, 42, 44 mit einer elektrischen Auslö- seenergie aus einer elektrischen Energiespeichervorrichtung 35. Durch die elektrischen Auslöseenergie wird ein mechani scher Energiespeicher in den schnell schaltenden Schaltele mente 40, 42, 44 ausgelöst, der eine Antriebsenergie für die schnell schaltenden Schaltelemente 40, 42, 44 für Schaltvor gänge, insbesondere Kurzschließen oder Erden, bereitstellt oder ein zentraler mechanischer Energiespeicher 45 ausgelöst, der eine Antriebsenergie für die schnell schaltenden Schalt elemente 40, 42, 44 für Schaltvorgänge, insbesondere Kurz schließen oder Erden, bereitstellt . Die Steuereinheit 30 weist hier eine in der Steuereinheit 30 verbaute elektrische Energiespeichervorrichtung 35 auf, die elektrische Energiespeichervorrichtung 35 kann aber auch in räumlicher Nähe zu der Steuereinheit 30 angeordnet sein. Zur Einrichtung und/oder Wartung der Steuereinheit 30 verfügt die Steuereinheit 30 optional über eine Schnittstelle zum An schluss eines Computers oder einer Datenübermittlungseinheit 15. Weiter optional sind Eingänge 18 und 19 zum Blockieren oder Auslösung der Auslösung eines Schaltvorganges vorhanden. Ebenfalls optional kann eine Notstromversorgung an dem optio nalen Eingang 17 vorgesehen oder angeordnet sein.
Die Figur 2 zeigt einen beispielhaften schematischen Aufbau eines schnell schaltenden Schaltelementes 40 mit einer Ölver lustwarnung. Das schnell schaltende Schaltelement 40 weist hier einen Schaltraum 50 auf, in dem ein Bewegkontakt 70 be weglich angeordnet ist und ein Festkontakt angeordnet ist.
Der Bewegkontakt ist beispielsweise mittels eines Balges 55 oder durch eine hermetisch dichte Durchführung beweglich im Schaltraum 50 angeordnet. An den Schaltraum 50 schließt sich ein Ausgleichsbehältnis 90 an, so dass das Isolierfluid zwi schen dem Schaltraum 50 und dem Ausgleichsbehältnis 90 wech seln kann. Der Ausgleichsbehälter 90 ist auf einer nicht mit dem Schaltraum 50 in Verbindung stehenden Seite durch einen beweglich aber dichtend gelagerten Ausgleichskolben 100 ver schlossen. Der Schaltraum 50 ist mit seinen Einbauten und das Ausgleichsbehältnis 90 ist bis zum Ausgleichskolben vollstän dig mit dem Isolierfluid 60 befüllt. Auf den Ausgleichskolben 100 wirkt ein Druckelement 110, das eine Kraft derart auf den Ausgleichskolben 100 bewirkt, dass dieser in das Aus
gleichsbehältnis 90 gedrückt wird und bei einer Verringerung des Volumens des Isolierfluides 60 den Ausgleichskolben in das Ausgleichbehältnis 90 drückt oder bei einer Vergrößerung des Volumens des Isolierfluides 60 den Ausgleichskolben 100 gegen die Kraft des Druckelementes 110 aus dem Ausgleichsbe hältnis 90 herausdrückt und so eine Volumenänderung des Iso lierfluides 60 kompensiert. Verringert sich das Volumen des Isolierfluides unter einen vorbestimmten oder vorbestimmbaren Wert, so interagiert, der Ausgleichskolben mit einem Signali sierungselement 120, hier drückt er auf einen Mikroschalter als Signalisierungselement 120. So wird bei einem Unter- schreiten eines vorbestimmten oder vorbestimmbaren Wertes für das Volumen des Isolierfluides 60 ein Warnsignal ausgelöst und/oder die Schaltbereitschaft aufgehoben, bzw. blockiert.
Bezugs zeichenliste
1 System zum Kurzschließen oder Erden von Niederspannungs anlagen und/oder Mittelspannungsanlagen;
4 optischer Sensor;
6 Stromsensor;
10 Fehlererfassungseinheit;
15 Computer oder Datenübermittlungseinheit;
17 Eingang für optionale Notstromversorgung;
18 optionaler Eingang;
19 optionaler Eingang;
20 Signalverarbeitungseinheit;
30 Steuereinheit;
35 elektrische Energiespeichervorrichtung;
40 schnell schaltendes Schaltelement;
42 schnell schaltendes Schaltelement;
44 schnell schaltendes Schaltelement;
45 optionaler zentraler mechanischer Energiespeicher.
50 Schaltraum;
55 hermetisch dichter Balg;
60 Isolierfluid, insbesondere Isolieröl;
70 Bewegkontakt;
80 Festkontakt;
90 Ausgleichsbehältnis;
100 Ausgleichskolben;
110 Druckelement, insbesondere Federelement;
120 Signalisierungselement.

Claims

Patentansprüche
1. System (1) zum Kurzschließen oder Erden von Nieder- und/oder Mittelspannungsanlagen,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s das System (1) mit
- mindestens einer Fehlererfassungseinheit (10) zum Detek- tieren eines Lichtbogens,
- mindestens einer Signalverarbeitungseinheit (20) zur Verarbeitung von Signalen der mindestens einen Fehlerer fassungseinheit (10), wobei die Signalverarbeitungsein heit (20) mit der Fehlererfassungseinheit (10) zur Sig nalübertragung verbunden oder verbindbar ist,
- mindestens einer Steuereinheit (30), die mit der Signal verarbeitungseinheit (20) zur Signalübertragung verbun den oder verbindbar ist, mit einer elektrischen Energie speichervorrichtung (35) in oder an der Steuereinheit (30) , und
- mit mindestens einem schnell schaltenden Schaltelement (40, 42, 44) mit einem mechanischen Energiespeicher, wo bei das schnell schaltende Schaltelement (40, 42, 44) mit der Steuereinheit (30) zur Übertragung einer
elektrischen Auslöseenergie aus der elektrischen Ener giespeichervorrichtung (35) verbunden oder verbindbar ist und mit der elektrischen Auslöseenergie ein Auslösen eines Schaltvorgangs des schnell schaltenden Schaltele ments (40, 42, 44) bewirkt oder bewirkbar ist, wobei ei ne im mechanischen Energiespeicher gespeicherte An triebsenergie den Schaltvorgang bewirkt oder dieser durch die im mechanischen Energiespeicher gespeicherte Antriebsenergie bewirkbar ist,
versehen ist.
2. System (1) nach Anspruch 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s das System für eine drei phasige Vorrichtung ausgelegt ist und über mindestens ein schnell schaltendes Schalt element (40, 42, 44) je Phase verfügt.
3. System (1) nach Anspruch 1 oder 2,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Auslöseenergie hoch ausgelegt wird, insbesondere hoch im Vergleich zu potenziell auftretenden elektromag netischen Störungen ausgelegt ist oder auslegbar ist, insbesondere im Verhältnis zur elektromagnetischen Ver träglich einer Schaltanlage.
4. System (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die elektrische Energiespeichervorrichtung (35) räumlich getrennt vom mechanischen Energiespeicher (45) angeord net ist.
5. System (1) nach Anspruch 4,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Steuereinheit (30) mit der elektrischen Energiespei chervorrichtung (35) in einem Niederspannungsraum ange ordnet ist, während das schnell schaltende Schaltelement (40, 42, 44) mit dem mechanischen Energiespeicher (45) im Bereich einer zu schützenden Sammelschiene und/oder Schaltanlage angeordnet ist.
6. System (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Fehlererfassungseinheit (10) zum Detektieren eines Lichtbogens einen optischen Sensor (4) zum optischen Er fassen eines Lichtbogens aufweist und einen Stromsensor (6), der den Stromverlauf an einer oder mehrere zu schützenden Sammelschienen überwacht.
7. System (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Steuereinheit (30) über eine Schnittstelle zum An schluss eines Computers oder einer Datenübermittlungs einheit (15) verfügt.
8. System (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s an der Steuereinheit (30) Eingänge (18, 19) zum Blockie ren oder zum Auslösen einer Auslösung eines Schaltvor ganges vorhanden sind.
9. System (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s eine Notstromversorgung an einem Eingang (17) vorsehbar ist oder angeordnet ist.
10. System (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s das schnell schaltende Schaltelement (40, 42, 44) als Isoliermedium ein Isolierfluid (60), insbesondere ein Isolieröl (60), in einem Schaltraum (50) aufweist, wobei das Isoliermedium den Schaltraum (50) mit Einbauten (70, 80) vollständig füllt, wobei in dem Schaltraum (50) zwi schen einer geschlossenen Schaltstellung und einer offe nen Schaltstellung mittels eines Schaltvorgangs umge schaltet werden kann, insbesondere durch Bewegen eines Bewegkontaktes (70) in Kontakt mit einem Festkontakt (80) bringbar oder durch Bewegen des Bewegkontaktes weg vom Festkontaktbewegt bewegbar ist, wobei
sich an den Schaltraum (50) ein Ausgleichsbehältnis (90) für das Isolierfluid (60) anschließt und das Aus
gleichsbehältnis (90) ein veränderbares Volumen auf weist, wobei das veränderbare Volumen durch einen in dem Ausgleichsbehältnis (90) vorhandenen Ausgleichskolben (100) erzeugt wird und ein vorbestimmbares veränderbares Volumen mit dem Isolierfluid (60) gefüllt ist, wobei der Ausgleichskolben (100) mit einem Druckelement (110) der art belastet wird, dass eine Kraft derart auf den Aus gleichskolben (100) wirkt, dass eine Ausdehnung des Iso lierfluides (60) gegen die auf den Ausgleichskolben (100) wirkende Kraft arbeitet und bei einer Verringerung des Volumens des Isolierfluides (60) der Ausgleichskol ben (100) derart in das Ausgleichsbehältnis gedrückt wird, dass das veränderbare Volumen vollständig mit dem Isolierfluid (60) befällt ist, wobei der Ausgleichskol ben (100) derart mit einem Signalisierungselement (120), insbesondere einem Mikroschalter (120), zusammenwirkt, dass bei einer Unterschreitung eines vorbestimmbaren
Wertes für das veränderbare Volumen ein Warnsignal aus gelöst wird oder auslösbar ist.
11. System (1) nach Anspruch 10,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s anstelle des Ausgleichskolben (100) ein weiterer Balg, insbesondere Wellenbalg oder Faltenbalg verwendet wird, der Teile oder das gesamte Ausgleichbehältnis (90) er setzt oder sich an ein freies Ende des Ausgleichbehält- nisses (90) anschließt.
12. System (1) nach Anspruch 10 oder 11,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s das Warnsignal an eine mit dem schnell schaltenden
Schaltelement (40, 42, 44) verbundene Steuereinheit (30) übermittelt wird oder übermittelbar ist.
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