DE19617193C2 - Device for optically detecting arcing faults and method for producing the device - Google Patents
Device for optically detecting arcing faults and method for producing the deviceInfo
- Publication number
- DE19617193C2 DE19617193C2 DE19617193A DE19617193A DE19617193C2 DE 19617193 C2 DE19617193 C2 DE 19617193C2 DE 19617193 A DE19617193 A DE 19617193A DE 19617193 A DE19617193 A DE 19617193A DE 19617193 C2 DE19617193 C2 DE 19617193C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- ball
- light
- optical waveguide
- conductive material
- optically
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 4
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 24
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 23
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 22
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 12
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 6
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 5
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 5
- 239000000049 pigment Substances 0.000 claims description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 4
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 2
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 2
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000002372 labelling Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000005488 sandblasting Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/241—Light guide terminations
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4298—Coupling light guides with opto-electronic elements coupling with non-coherent light sources and/or radiation detectors, e.g. lamps, incandescent bulbs, scintillation chambers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Testing Relating To Insulation (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Gas-Insulated Switchgears (AREA)
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum optischen Er fassen von Störlichtbögen in gekapselten oder geschotteten Schaltanla gen (Lichtbogenwächtersystem), bei der der Störlichtbogen innerhalb der gekapselten oder geschotteten Schaltanlage von einem Lichtaufnehmer optisch erfasst und über Lichtwellenleiter zu einem photoelektrischen Empfänger geleitet wird, dem eine Lichtbogenauswerteeinheit nachgeschaltet ist, die entsprechende Gegenmaßnahmen, wie z. B. das Abschalten des betroffenen Bauteils einleitet, und ein Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung.The present invention relates to a device for optical Er detection of arcing faults in encapsulated or partitioned switchgear conditions (arcing system), in which the arcing occurs within the enclosed or partitioned switchgear from one Light sensor optically recorded and via one fiber optic cable Photoelectric receiver is routed to one Arc evaluation unit is connected downstream, the corresponding Countermeasures such as B. switching off the affected component initiates, and a method for manufacturing the device.
Ein Lichtbogenwächtersystem ist aus der DE 28 56 188 A1 bekannt. Bei dieser Vorrichtung wird das von einem Lichtbogen ausgesandte Licht durch Lichtaufnehmer in Form einer abgeflachten Sammellinse und einem Lichtwellenleiter zu einer Auswerteeinheit gesandt. Dabei befindet sich in jedem Schottraum mindestens ein Lichtaufnehmer mit einem angeschlossenen Lichtwellenleiter.An arc guard system is known from DE 28 56 188 A1. In this device that is emitted by an arc Light through light receivers in the form of a flattened converging lens and an optical fiber is sent to an evaluation unit. there there is at least one light sensor in each compartment a connected optical fiber.
Weiterhin ist aus der EP 0 126 270 B1 eine Vorrichtung zur Erfassung von Störlichtbögen in einer gekapselten Schaltanlage bekannt, bei der die Störlichtbögen, die in lichtdicht gegeneinander abgeschlossenen Räumen auftreten, über Lichtwellenleiter zu einer photoelektrischen Verstärkerschaltung führen.Furthermore, EP 0 126 270 B1 describes a device for detection of arcing faults in an enclosed switchgear known the arcing faults, which are sealed against each other in light-tight Spaces occur via optical fibers to a photoelectric Lead amplifier circuit.
Nachteilig bei den vorbekannten Lösungen ist es, dass bei einer Schaltanlage, deren einzelne Schotträume eine größere oder verwinkelte Ausgestaltung aufweisen, mehrere Lichtaufnehmer mit einem angeschlossenen Lichtwellenleiter pro Schottraum erforderlich sind, um alle in den jeweiligen Schotträumen möglicherweise auftretenden Störlichtbögen sicher zu erfassen.A disadvantage of the previously known solutions is that one Switchgear, the individual compartments of a larger or have angled configuration, with several light sensors one connected fiber optic cable per compartment required are all possibly in the respective ballrooms occurring arcing can be reliably detected.
Die DE 41 06 744 A1 bezieht sich auf eine Anordnung zur Veränderung der Abstrahlcharakteristik von Lichtleitern. Hierzu wird an der Lichteintritts- und/oder Lichtaustrittsfläche des Lichtleiters eine optische transparente Kugel oder ein optisch transparenter Tropfen fest angeordnet.DE 41 06 744 A1 relates to an arrangement for change the radiation characteristics of light guides. For this, at the Light entry and / or light exit surface of the light guide an optical transparent ball or an optically transparent drop firmly arranged.
Die DE 33 21 479 bezieht sich auf eine Hochdruckentladungslampe, die zu Wärmestauzwecken bzw. als Streumittel ein Zwischengefäß aufweist. Dabei kann das Zwischengefäß mit UV- und/oder IR-reflektierenden Schichten, einer leichtstreuenden Beschichtung und/oder mit einer durch Ätzen oder Sandstrahlen mattierten Oberfläche versehen sein.DE 33 21 479 relates to a high-pressure discharge lamp, which has an intermediate vessel for heat accumulation purposes or as a scattering agent. The tundish can be UV and / or IR reflecting Layers, a lightly scattering coating and / or with a be provided with a matt surface by etching or sandblasting.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zum Erfassen von Störlichtbögen in gekapselten oder geschotteten Schaltanlagen anzugeben, die auch bei größeren oder verwinkelten Schotträumen mit nur einem Lichtaufnehmer mit angeschlossenem Lichtwellenleiter alle möglichen Störlichtbögen sicher erfasst.The object of the present invention is therefore to provide a device for Detection of arcing faults in encapsulated or partitioned Specify switchgear, even with larger or angled ones Bulkheads with only one light sensor connected Optical fibers reliably detect all possible arcing faults.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Lichtaufnehmer nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Trifft Licht von irgend einer Seite auf den erfindungsgemäßen Aufnehmer, so wird das eindringende Licht im Inneren durch Vielfachreflexion annähernd homogen verteilt, so dass nahezu unabhängig von der Lichteinfallsrichtung eine dem äußeren Lichtfluss proportionale Lichtintensität in den Lichtwellenleiter gelangt und von der nachgeschalteten Auswerteeinheit verarbeitet werden kann. According to the invention, this object is achieved by a light sensor Claim 1 solved. Advantageous refinements and developments can be found in the subclaims. Meets light from anyone Side on the transducer according to the invention, so the penetrating Light inside almost homogeneously distributed due to multiple reflection, so that almost independent of the direction of light incidence outer light flux proportional light intensity in the optical fiber arrives and processed by the downstream evaluation unit can be.
Das Material der Kugel besteht vorteilhafterweise aus Glas oder einem glasklaren Kunststoff, in das Material zum Streuen des Lichts eingebracht oder auf das Material zum Streuen des Lichtes in Form einer Streuschicht aufgebracht ist. Besonders geeignet erweisen sich weiße Farbpigmente, die in das optisch leitfähige Material eingebracht und homogen verteilt sind, die für eine annähernd homogene Verteilung des in die Kugel einfallenden Lichtes sorgen.The material of the ball is advantageously made of glass or a crystal clear plastic, in the material for scattering the light introduced or on the material for scattering the light in the form a scattering layer is applied. It turns out to be particularly suitable white color pigments incorporated into the optically conductive material and are distributed homogeneously, for an approximately homogeneous Ensure distribution of the light entering the sphere.
Ein besonders einfach und preiswert herzustellender Lichtaufnehmer besteht aus einer Kugel und einer Lichtwellenleitermontagehilfe, der aus einen einzigen Stück (einstückig) durch Spritzguss hergestellt ist. Hierbei können der oder die Lichtwellenleiter vor dem Spritzgießen in die Spritzgussform eingelegt werden. Sofern dabei ein optisch leitfähiges Material mit eingebrachten Farbpigmenten verwendet wird, ist der gesamte Lichtaufnehmer mit dem(n) angeschlossenen Lichtwellenleiter(n) in einem einzigen Arbeitsschritt herstellbar. Bei bestimmten Gussmaterialien kann es vorteilhaft sein, Zwischenformteile auf die Lichtwellenleiter vor dem Einbringen derselben in die Spritzgussform aufzubringen, um eine Zerstörung der Lichtwellenleiter durch den Spritzguss zu verhindern.A particularly simple and inexpensive to manufacture light sensor consists of a ball and an optical fiber mounting aid, the is made from a single piece (one piece) by injection molding. Here, the one or more optical fibers before the injection molding the injection mold is inserted. If an optical conductive material with incorporated color pigments is used, is the entire light sensor with the (n) connected Optical fiber (s) can be produced in a single step. at Certain cast materials may require intermediate molded parts on the optical fibers before inserting them into the Apply injection mold to destroy the optical fiber to prevent by injection molding.
Eine Streuschicht ist vorteilhafterweise durch Ätzen oder Beschichten realisierbar, wobei ein bestimmtes Transparent eingehalten ist. Vorteilhaft ist es, einen zweiten Lichtwellenleiter an die Kugel anzukoppeln, über den ein Prüflicht in das Innere der Kugel einkoppelbar ist. Mit diesem Prüflicht können die Übertragungsstrecke von der Kugel bis zur Auswerteeinheit die Auswerteeinheit und wesentliche Teile der Kugel getestet werden.A scattering layer is advantageously by etching or coating realizable, whereby a certain transparency is adhered to. It is advantageous to attach a second optical fiber to the ball to couple via a test light into the inside of the ball can be coupled. With this test light, the transmission path from the ball to the evaluation unit, the evaluation unit and essential parts of the ball are tested.
Aufgrund der annähernd homogenen Lichtverteilung in der Kugel ist es besonders vorteilhaft, beide Lichtwellenleiter symmetrisch zueinander anzuordnen, da sie so in ihrer Funktionalität vertauschbar sind und eine Kennzeichnung ihrer Funktion entfallen kann.Because of the almost homogeneous light distribution in the sphere, it is particularly advantageous, both optical fibers symmetrical to each other to arrange, because their functionality is interchangeable and one Identification of their function can be omitted.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren für besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele näher erläutert.The invention is based on the figures for particular preferred embodiments explained in more detail.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1a eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit aufgebrachter Streuschicht; Figure 1a a device according to the invention with applied diffusion layer.
Fig. 1b eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit eingebrachtem Material zum Streuen; FIG. 1b shows a device according to the invention with introduced material for spreading;
Fig. 2 eine besonders bevorzugte Auswerteeinheit; Fig. 2 is a particularly preferred evaluation unit;
Fig. 3 die Vorrichtung aus Fig. 1 eingebaut in eine einpolig gekapselte Schaltanlage und Fig. 3 shows the device of Fig. 1 installed in a single-pole encapsulated switchgear and
Fig. 4 das Diagramm der Intensität des Lichtes innerhalb des erfindungsgemäßen Lichtaufnehmers in Abhängigkeit von der Lichteinfallsrichtung. Fig. 4 shows the diagram of the intensity of the light within the light sensor according to the invention depending on the direction of light incidence.
Der Lichtaufnehmer in Fig. 1a ist als glasklare Kugel 1a ausgestaltet und an den ersten Lichtwellenleiter 3 gekoppelt. Realisiert wird dies vorteilhafterweise durch Kleben oder Schweißen. Weiterhin ist ein zweiter Lichtwellenleiter 5 an die Kugel gekoppelt, mit dem Prüflichtimpulse in das Innere der Kugel 1a einkoppelbar sind. Mit dem Prüflichtimpuls ist die Kugel 1a, der Lichtwellenleiter 3 und die Auswerteeinheit 4 überprüfbar.The light sensor in Fig. 1a is designed as a crystal-clear ball 1 a and coupled to the first optical fiber 3 . This is advantageously achieved by gluing or welding. Furthermore, a second optical waveguide 5 is coupled to the ball, with which test light pulses can be coupled into the interior of the ball 1 a. The ball 1 a, the optical waveguide 3 and the evaluation unit 4 can be checked with the test light pulse.
Eine Lichtwellenleitermontagehilfe 6 vereinfacht die Verbindung zwischen Kugel 1a und dem Lichtwellenleiter 3. Die Kugel 1a ist an der Oberfläche mit Ausnahme der Koppelflächen 13, 15 zwischen der Kugel 1a und dem ersten Lichtwellenleiter 3 und dem zweiten Lichtwellenleiter 5 mit einer Streuschicht 2 überzogen. Diese Streuschicht ist vorteilhafterweise durch eine Beschichtung oder durch Ätzen realisiert. Im dargestellten Beispiel ist die Kugel 1 massiv dargestellt, sie kann aber auch hohl ausgeführt sein.An optical fiber mounting aid 6 simplifies the connection between the ball 1 a and the optical fiber 3 . The ball 1 a is coated on the surface with the exception of the coupling surfaces 13 , 15 between the ball 1 a and the first optical waveguide 3 and the second optical waveguide 5 with a scattering layer 2 . This scattering layer is advantageously realized by a coating or by etching. In the example shown, the ball 1 is shown solid, but it can also be hollow.
Besonders bevorzugt ist ein Lichtaufnehmer nach Fig. 1b: Die Kugel 1b und die Lichtwellenleitermontagehilfe 6b bestehen aus einem einzigen Bauteil und sind aus einem optisch leitfähigen Material mit darin homogen verteilten weißen Farbpigmenten durch Spritzguss hergestellt, wobei die Enden der Lichtwellenleiter 3 mit dem optisch 20 leitfähigen Material so umspritzt sind, dass die Lichtwellenleiter 3 etwas in die Kugel 1b ragen. So kann in einem einzigen Arbeitsgang der Lichtaufnehmer hergestellt und mit den Lichtwellenleitern 3 verbunden werden. Werden zwei Lichtwellenleiter 3, 5 symmetrisch in die Lichtaufnehmer eingebracht, lassen sich ihre Funktionen vertauschen. So kann auf eine Kennzeichnung der Lichtwellenleiter 3 verzichtet werden. Bei bestimmten optisch leitfähigen Materialien ist es vorteilhaft, die Lichtwellenleiter 3, 5 vor den Aufspritzen des Lichtaufnehmers mit Zwischenformteilen zu versehen, um eine Zerstörung oder Beschädigung der Lichtwellenleiter durch den Spritzgussvorgang zu verhindern.Especially preferred is a light receptor of Fig. 1b: The sphere 1 b and the optical waveguide assembly aid 6 b made of a single part and are made of an optically conductive material having homogeneously dispersed therein white pigments by injection molding, wherein the ends of the optical waveguide 3 with the optically 20 conductive material are overmolded so that the optical fibers 3 protrude somewhat into the ball 1 b. In this way, the light sensor can be manufactured and connected to the optical fibers 3 in a single operation. If two optical fibers 3 , 5 are introduced symmetrically into the light sensors, their functions can be interchanged. Labeling of the optical waveguide 3 can thus be dispensed with. With certain optically conductive materials, it is advantageous to provide the optical fibers 3 , 5 with intermediate molded parts before the light sensor is sprayed on, in order to prevent the optical fibers from being destroyed or damaged by the injection molding process.
Die Verarbeitung der von der Kugel 1a, b empfangenen und durch den ersten Lichtwellenleiter 3 übertragenen Lichtblitze in der Auswerte einheit 4 ist aus der vorgenannten DE 28 56 188 A1 bekannt. The processing of the light flashes received by the ball 1 a, b and transmitted through the first optical waveguide 3 in the evaluation unit 4 is known from the aforementioned DE 28 56 188 A1.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsgestaltung der Auswerteeinheit 4 ist durch die DE 44 40 281 A1 der Anmelderin vorgeschlagen worden, auf deren Inhalt hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird, ist in Fig. 2 dargestellt.A particularly preferred embodiment of the evaluation unit 4 has been proposed by the applicant's DE 44 40 281 A1, the content of which is hereby expressly referred to, is shown in FIG. 2.
Das von der Kugel 1 empfangene Licht wird über den ersten Lichtwellenleiter 3 zu einem photoelektrischen Sensor 41, wie z. B. einer Photodiode, einem Phototransistor oder einer Photozelle geleitet. Daran ist die eigentliche Lichtbogenauswerteeinheit 40 angeschlossen, die Bauelemente enthält, mit denen das vom Sensor 41 gelieferte Signal bewertet wird.The light received by the ball 1 is via the first optical waveguide 3 to a photoelectric sensor 41 , such as. B. a photodiode, a phototransistor or a photocell. The actual arc evaluation unit 40 , which contains components with which the signal supplied by the sensor 41 is evaluated, is connected to this.
Die Bewertung geschieht nach Intensität, Anstiegszeit und Dauer und ist an sich bekannt. Wenn vorgegebene Grenzwerte der Intensität, der Anstiegszeit oder der Dauer überschritten werden, erzeugt die Lichtbogenauswerteeinheit 40 ein Signal, das einer Steuereinheit 53 zugeführt wird. Die Steuereinheit 53 gibt dann am Ausgang 54 ein Alarmsignal aus, das zum Abschalten der Schaltanlage 20 benutzt werden kann. Der Prüfgenerator 50 sendet über den zweiten Lichtwellenleiter 5 Prüflichtimpulse mit Hochfrequenz oder pulscodemoduliert in die Kugel 1, die dort reflektiert und über den ersten Lichtwellenleiter 3 zum Sensor 41 geleitet werden. Der Prüfgenerator 50 ist ebenfalls mit der Steuereinheit 53 verbunden.The evaluation takes place according to intensity, rise time and duration and is known per se. If predetermined limit values for the intensity, the rise time or the duration are exceeded, the arc evaluation unit 40 generates a signal which is fed to a control unit 53 . The control unit 53 then outputs an alarm signal at the output 54 , which can be used to switch off the switchgear 20 . The test generator 50 sends 5 test light pulses with high frequency or pulse code modulated into the sphere 1 via the second optical waveguide, which are reflected there and passed to the sensor 41 via the first optical waveguide 3 . The test generator 50 is also connected to the control unit 53 .
Die Prüflichtimpulse werden vom Sensor 41 empfangen und in elektrische Signale umgewandelt. Die Intensität der vom Prüfgenerator 50 ausgesandten Lichtsignale ist geringer als die bei einer Lichtbogenentladung am Sensor 41 auftretende Intensität und liegt unterhalb der Ansprechwelle der Lichtbogenauswerteeinheit 40. An den Sensor 41 ist vorteilhafterweise weiterhin ein Prüfempfänger 52 angeschlossen, der die vom Prüfgenerator 50 ausgesandten Signale erkennt und dann eine entsprechende Meldung an die Steuereinheit 53 abgibt.The test light pulses are received by sensor 41 and converted into electrical signals. The intensity of the light signals emitted by the test generator 50 is lower than the intensity occurring at the sensor 41 in the event of an arc discharge and is below the response wave of the arc evaluation unit 40 . A test receiver 52 is also advantageously connected to the sensor 41 , which detects the signals sent by the test generator 50 and then sends a corresponding message to the control unit 53 .
Weiterhin ist vorteilhafterweise ein Lichtbogensimulator 51 vorhanden, der ein Signal erzeugt, das dem Verlauf von typischen Signalen entspricht, die von Lichtbogenentladungen am Ausgang des Sensors 41 erzeugt werden. Die Dauer des simulierten Lichtbogensignals kann allerdings etwas geringer sein als die Dauer des kürzesten real auftretenden Lichtbogens. Die Vergleichswerte sind in der Lichtbogenauswerteeinheit 40 so eingestellt, daß das simulierte Lichtbogensignal noch erfaßt wird.Furthermore, an arc simulator 51 is advantageously provided, which generates a signal that corresponds to the profile of typical signals that are generated by arc discharges at the output of the sensor 41 . The duration of the simulated arc signal can, however, be somewhat shorter than the duration of the shortest arc that actually occurs. The comparison values are set in the arc evaluation unit 40 such that the simulated arc signal is still detected.
Zur Überwachung der Lichtbogenauswerteeinheit 40 wird von der Steuereinheit 53 der Ausgang 54 für das Alarmsignal gesperrt und der Ausgang des Lichtbogensimulators 51 an den Eingang der Lichtbogenauswerteinheit 40 geschaltet. Der Lichtbogensimulator 51 erzeugt ein Lichtsignal, das den Auslösekriterien entspricht. Ist die Lichtbogenauswerteeinheit 40 in Ordnung, löst sie ein Alarmsignal aus und leitet es an die Steuereinheit 53.To monitor the arc evaluation unit 40 , the control unit 53 blocks the output 54 for the alarm signal and the output of the arc simulator 51 is connected to the input of the arc evaluation unit 40 . The arc simulator 51 generates a light signal that corresponds to the tripping criteria. If the arc evaluation unit 40 is in order, it triggers an alarm signal and forwards it to the control unit 53 .
Diese setzt die Lichtbogenauswerteeinheit 40 zurück und gibt den Ausgang 54 für das Alarmsignal wieder frei. Im Fall einer Störung aktiviert die Steuereinheit 53 den Ausgang 55 für ein Störsignal.This resets the arc evaluation unit 40 and releases the output 54 for the alarm signal. In the event of a fault, the control unit 53 activates the output 55 for a fault signal.
In Fig. 3 sieht man den Schnitt durch eine einpolige gekapselte Schaltanlage 20 mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung aus der Kugel 1, dem Lichtwellenleiter 3 und der Auswerteeinheit 4. Die gekapselte Schaltanlage weist neben der erfindungsgemäßen Vorrichtung einen Leiter 21, eine metallische Kapselung 22, Schottwände 23 und einen Leistungsschalter 5 auf.In Fig. 3 one can see the section of a single-pole encapsulated switchgear 20 with the inventive device from the ball 1, the optical waveguide 3 and the evaluation unit 4. In addition to the device according to the invention, the encapsulated switchgear has a conductor 21 , a metallic encapsulation 22 , bulkheads 23 and a circuit breaker 5 .
Die Kugeln 1A, 1B sind so positioniert, daß sie die Störlichtbogen, der innerhalb der gekapselten Schaltanlage 20 auftreten können, erfassen können und die Auswerteeinheiten 4a, 4b dann z. B. die Zwangserdung des Leiters 21 einleiten können. Statt mehrerer Auswerteeinheiten 4a, 4b kann auch eine Auswerteeinheit 4 die Informationen aller Lichtaufnehmer über die Lichtwellenleiter 3a, 3b verarbeiten.The balls 1 A, 1 B are positioned so that they can detect the arcing fault that can occur within the encapsulated switchgear 20 and the evaluation units 4 a, 4 b then z. B. can initiate the positive earthing of the conductor 21 . Instead of several evaluation units 4 a, 4 b, an evaluation unit 4 can also process the information of all light sensors via the optical waveguides 3 a, 3 b.
Fig. 4 zeigt das Diagramm der Intensität des Lichtes innerhalb eines Lichtaufnehmers in Abhängigkeit von der Lichteinfallsrichtung. Dabei zeigt der Pfeil A die Achse des ersten Lichtwellenleiters 3. Man erkennt, daß über einen Bereich von 320° die Intensität des Lichtes mindestens 70% des Maximalwertes beträgt, und in einem Bereich von 300° sogar mindestens 80% des Maximalwertes vorhanden sind. So läßt sich in jeder einzelnen Kapselung ein Einbauort finden, von dem aus alle auftretenden Störlichtbögen sicher erfaßt werden können und somit nur ein Lichtaufnehmer aus Fig. 1a oder aus Fig. 1b erforderlich ist. FIG. 4 shows the diagram of the intensity of the light within a light sensor as a function of the direction of light incidence. The arrow A shows the axis of the first optical waveguide 3 . It can be seen that the intensity of the light is at least 70% of the maximum value over a range of 320 °, and even at least 80% of the maximum value is present in a range of 300 °. Thus, an installation location can be found in each individual encapsulation from which all arcing faults that occur can be reliably detected and thus only a light sensor from FIG. 1a or from FIG. 1b is required.
Claims (13)
dass der Lichtaufnehmer aus einer Kugel (1) aus optisch leitfähigem Material besteht, die mit dem Lichtwellenleiter (3) verbunden ist,
dass in oder auf der Kugel (1) Materialien zum Streuen des Lichtes vorhanden sind.1. Apparatus for optically detecting arcing faults in encapsulated switchgear, in which the arcing fault is optically detected within the encapsulated switchgear by a light sensor and conducted to an evaluation unit via an optical waveguide, characterized in that
that the light sensor consists of a ball ( 1 ) made of optically conductive material, which is connected to the optical waveguide ( 3 ),
that materials for scattering the light are present in or on the sphere ( 1 ).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19617193A DE19617193C2 (en) | 1995-04-28 | 1996-04-29 | Device for optically detecting arcing faults and method for producing the device |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19515768 | 1995-04-28 | ||
| DE19617193A DE19617193C2 (en) | 1995-04-28 | 1996-04-29 | Device for optically detecting arcing faults and method for producing the device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE19617193A1 DE19617193A1 (en) | 1996-11-21 |
| DE19617193C2 true DE19617193C2 (en) | 2002-04-18 |
Family
ID=7760674
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19617193A Expired - Lifetime DE19617193C2 (en) | 1995-04-28 | 1996-04-29 | Device for optically detecting arcing faults and method for producing the device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE19617193C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2838172A2 (en) | 2013-08-14 | 2015-02-18 | Availon GmbH | Device and method for detecting arcing faults |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19715780B4 (en) * | 1997-04-16 | 2009-10-08 | Areva Sachsenwerk Gmbh | Device for optical detection of arc fault in switching devices and systems |
| EP1065538A1 (en) * | 1999-06-07 | 2001-01-03 | ENEL S.p.A. | Light detection equipment in components with optical access |
| DE19963024B4 (en) * | 1999-12-24 | 2008-10-16 | Moeller Gmbh | Optical fault arc sensor |
| EP2408076A1 (en) * | 2010-07-16 | 2012-01-18 | ABB Technology AG | Electric switchgear panel with improved arc detection system, and related arc detecting method |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2856188A1 (en) * | 1978-12-27 | 1980-07-10 | Bbc Brown Boveri & Cie | MONITORING DEVICE WITH AN OPTICAL SENSOR FOR DETECTING EMERGENCY LIGHT ARCES IN SWITCHGEAR |
| DE3321479A1 (en) * | 1983-06-14 | 1984-12-20 | Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH, 8000 München | HIGH PRESSURE DISCHARGE LAMP |
| EP0126270B1 (en) * | 1983-05-20 | 1986-09-03 | BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie. | Device for the optical detection of a fault arc in an encapsulated high voltage switch gear |
| DE4005933A1 (en) * | 1990-02-26 | 1991-08-29 | Bke Bildtechnisches Konstrukti | Rear projection lens assembly - has vertical corrugations in surface towards viewer and scatter layer on rear surface |
| DE4106744A1 (en) * | 1991-03-02 | 1992-09-03 | Mueller Walter | Optical fibre radiation characteristic varying device - uses transparent ball or droplet at optical fibre light incident or emergent face |
| DE4440281A1 (en) * | 1994-11-11 | 1996-05-15 | Aeg Sensorsysteme Gmbh | Optical detection device for arcing interference discharges in enclosed switchgear |
-
1996
- 1996-04-29 DE DE19617193A patent/DE19617193C2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2856188A1 (en) * | 1978-12-27 | 1980-07-10 | Bbc Brown Boveri & Cie | MONITORING DEVICE WITH AN OPTICAL SENSOR FOR DETECTING EMERGENCY LIGHT ARCES IN SWITCHGEAR |
| EP0126270B1 (en) * | 1983-05-20 | 1986-09-03 | BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie. | Device for the optical detection of a fault arc in an encapsulated high voltage switch gear |
| DE3321479A1 (en) * | 1983-06-14 | 1984-12-20 | Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH, 8000 München | HIGH PRESSURE DISCHARGE LAMP |
| DE4005933A1 (en) * | 1990-02-26 | 1991-08-29 | Bke Bildtechnisches Konstrukti | Rear projection lens assembly - has vertical corrugations in surface towards viewer and scatter layer on rear surface |
| DE4106744A1 (en) * | 1991-03-02 | 1992-09-03 | Mueller Walter | Optical fibre radiation characteristic varying device - uses transparent ball or droplet at optical fibre light incident or emergent face |
| DE4440281A1 (en) * | 1994-11-11 | 1996-05-15 | Aeg Sensorsysteme Gmbh | Optical detection device for arcing interference discharges in enclosed switchgear |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2838172A2 (en) | 2013-08-14 | 2015-02-18 | Availon GmbH | Device and method for detecting arcing faults |
| DE102013216096A1 (en) | 2013-08-14 | 2015-02-19 | AVAILON GmbH | Device and method for the detection of arcing faults |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE19617193A1 (en) | 1996-11-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE2856188C2 (en) | Device for the detection of arcing faults in switchgear | |
| DE19617193C2 (en) | Device for optically detecting arcing faults and method for producing the device | |
| DE3850898T2 (en) | Optical adapter for a magneto-optical current transformer. | |
| DE4033187A1 (en) | RADIATION AND RECEIVING DEVICE FOR A FIBER OPTICAL SENSOR | |
| EP1678729A1 (en) | Device for detecting contact wear in switching appliances | |
| EP0105199B1 (en) | Radiation smoke alarm | |
| DE19946220C1 (en) | Opto-electronic sensor with evaluator electronics especially for vehicle windscreens has radiation conductor copying test light emerging from transmitters through test surface to at least two receivers | |
| DE3436030C2 (en) | ||
| EP0103921B1 (en) | High voltage equipment with registration of unwanted light | |
| DE29502452U1 (en) | Arrangement for room-selective detection of arcing faults in switchgear | |
| EP0126270A1 (en) | Device for the optical detection of a fault arc in an encapsulated high voltage switch gear | |
| DE29503914U1 (en) | Arc fault detection device for switchgear for the distribution of electrical energy | |
| DE3232956C2 (en) | Method for checking an arc sensor and device for carrying out the method | |
| DE4237735A1 (en) | Variable optical attenuator for optical transmission or measuring system - has successive high attenuation sections coupled to optical couplers with plug or splice connections at free ends | |
| DE9302324U1 (en) | Fork light barrier | |
| DE19600668A1 (en) | Optical monitoring system for MV or HV breaker switch | |
| DE3110766A1 (en) | Monitoring device for detecting fault arcs in encapsulated, gas-insulated switching installations | |
| DE29806354U1 (en) | High-voltage device with an event memory for light phenomena | |
| DE19510869C2 (en) | Track switching means | |
| EP0578189A1 (en) | Optic smoke detector | |
| DE10128557A1 (en) | Method and device for recognizing a more opaque area or object by means of a light barrier | |
| DE2354100C3 (en) | Window pollution prevention device with a light source emitting light through the window onto the dirty window surface and a light measuring device connected to the light measuring device that registers the changes caused by the window pollution | |
| EP3029438B1 (en) | Monitoring device for a laser beam | |
| DE19628634A1 (en) | Optical monitoring system for high or medium voltage circuit-breaker | |
| WO1992010845A1 (en) | Circuits and measurement value receiver for detecting and measuring light sources |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ON | Later submitted papers | ||
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8125 | Change of the main classification |
Ipc: H01H 33/26 |
|
| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: ASG LUFTFAHRTTECHNIK UND SENSORIK GMBH, 69469 WEIN |
|
| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| R071 | Expiry of right |