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DE29503914U1 - Störlichtbogen-Erfassungseinrichtung für Schaltanlagen zur Verteilung elektrischer Energie - Google Patents

Störlichtbogen-Erfassungseinrichtung für Schaltanlagen zur Verteilung elektrischer Energie

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Publication number
DE29503914U1
DE29503914U1 DE29503914U DE29503914U DE29503914U1 DE 29503914 U1 DE29503914 U1 DE 29503914U1 DE 29503914 U DE29503914 U DE 29503914U DE 29503914 U DE29503914 U DE 29503914U DE 29503914 U1 DE29503914 U1 DE 29503914U1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
signal
sensor
arc fault
detection device
fault detection
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
DE29503914U
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English (en)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eaton Industries GmbH
Original Assignee
Kloeckner Moeller GmbH
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Publication date
Application filed by Kloeckner Moeller GmbH filed Critical Kloeckner Moeller GmbH
Priority to DE29503914U priority Critical patent/DE29503914U1/de
Publication of DE29503914U1 publication Critical patent/DE29503914U1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/327—Testing of circuit interrupters, switches or circuit-breakers
    • G01R31/3271—Testing of circuit interrupters, switches or circuit-breakers of high voltage or medium voltage devices
    • G01R31/3272—Apparatus, systems or circuits therefor
    • G01R31/3274—Details related to measuring, e.g. sensing, displaying or computing; Measuring of variables related to the contact pieces, e.g. wear, position or resistance
    • 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

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
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  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft einen Störlichtbogen-Erfassungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Ein Lichtwellenleiter-Störlichtbogensensor mit Leiterbrucherkennung ist bereits aus der DD 271 397 Al bekannt. Zur Überwachung des Lichtwellenleiters, ist dieser an dem einen Ende mit einer Lichtquelle und an dem anderen Ende mit einem photoelektrischen Bauelement versehen.
Ein weiterer Störlichtbogensensor mit Leiterbrucherkennung nach diesem Prinzip, bei dem jedoch das Licht eines Störlichtbogens radial durch die Ummantelung des Lichtwellenleiters eingekoppelt wird, ist aus der DE 43 31 716 Al bekannt.
Die Leuchtdiode sendet als Prüflicht Dauerlicht, wobei dieser Lichtpegel unterhalb des Schaltpegels liegt.
Der Kerndurchmesser des Lichtwellenleiters beträgt 0,06 mm.
Zur Einstellung des Prüflichtpegels müssen Bauteile abgeglichen werden. Da der Schaltpegel relativ niedrig bemessen ist, um eine schnelle Erkennung zu erreichen, besteht die Gefahr, daß der Prüf lieh tpegel, z.B. nach einigen Jahren, in die Nähe des Schaltpegels rückt oder gar diesen Schaltpegel überschreitet und somit eine Fehlauslösung bewirkt. Um dies zu verhindern, sind aufwendige schaltungstechnische Maßnahmen erforderlich.
Ferner besteht die Gefahr, daß bei einem Leiterbruch an den Bruchstellen des Lichtwellenleiters Störlicht, z.B. Taschenlampenlicht, eingekoppelt wird, das ein Überschreiten der Schaltschwelle bewirkt.
In der DE 28 56 188 C2 bzw. DE 32 32 956 C2 wird ein
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Lichtbogensensor mit einer Sammellinse, insbesondere für SF5-gasisolierte Anordnungen, vorgestellt, der nicht Dauerlicht, sondern Prüflichtimpulse verwendet, die immer zeitlich begrenzt
sind.
Ein Verfahren zur Überprüfung der Auswerteeinheit wird in der DE
32 32 956 C2 beschrieben.
Der Lichtbogensensor wird einer zyklischen Funktionsprüfung mit einer Größenordnung von Sekunden unterworfen, damit auch eine Unterbrechung des Lichtwellenleiters festgestellt werden kann.
Der Prüflichtgenerator besteht aus zwei zwangssynchronisierten Computerblitzlampen mit einer Frequenz kleiner 1 Hz und
Lichtimpulsen von ca. 0,1 ms Dauer.
Nachteilig ist bei dieser Lösung das Erfordernis von zwei Blitzlampen und von zwei optischen Wandlern, sowie daß, dieser Sensor nicht für Niederspannungs-Schaltanlagen geeignet ist, weil er nicht ausreichend gegen Fremdlicht geschützt ist.
Aus der DE 31 29 041 C2 ist ein faseroptischer Sensor bekannt, bei dem Prüf lichtimpulse eingesetzt werden. Dort wird ein stark gekrümmter Lichtwellenleiter verwendet, bei dem nur an den Krümmungstellen Licht austreten oder eintreten kann.
Die Unterscheidung zwischen Prüflicht und Strahlungslicht erfolgt über die Strahlungsintensität, Zeitdauer der Lichtimpulse oder Empfangszeitpunkt der Lichtpause.
Die Prüf licht erkennung ist aber Abhängig von den Krümmungsradien des Lichtwellenleiters, was einen flexiblen Einsatz insbesondere in Niederspannungs-Schaltanlagen schwierig macht.
Aus der CH 67 6 174 A5 ist ein Sensor bekannt, bei dem das Licht eines Störlichtbogens ebenfalls durch die Ummantelung des Lichtwellenleiters eingekoppelt wird, wobei zur Überprüfung des Zustandes in Intervallen von 5 Sekunden ein kurzer Test-Puls eingesetzt wird. Der Lichtwellenlleitersensor ist unabhängig von Biegeradien, d.h. dieser kann auch gerade sein.
EP
575
932
Al
hat eine Störlichtbogen-
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Erkennungseinrichtung bekannt gemacht, bei der Lichtwellenleitersensoren mit Hallsensoren kombiniert werden.
Ein Prüf impuls darf bei hochempfindlichen Verstärkern weder eine unerwünschte Auslösung verursachen noch den Verstärker zu lange in die Sättigung führen. Ein Sensor, der Störlichtbogen innerhalb einiger Millisekunden erkennt, ist aus der EP 126 270 Al bekannt Dort wird eine Sättigung der Photoelektrischen Verstärkerschaltung dadurch vermieden, daß ein konstruktiv aufwendiges Lichtventil verwendet wird, der eine Ausblendung verursacht. Würde das Licht die Verstärkerschaltung erreichen, so würde der Abbau von Elektronen nur innerhalb einer langen Zeit von der Größenordnung 1 see möglich sein.
Das Lichtventil ist jedoch für den gattungsgemäßen Sensor prinzipiell nicht geeignet.
Bekannt ist es natürlich auch, z.B DE 31 10 766 Al, Störungen anzuzeigen. Sie beschränken sich auch nur auf das Ausbleiben von Rückehrsignalen.
Aus der DE 36 12 090 C2 ist die Verwendung von monostabilen Kippstufen zur Unterscheidung zwischen Schalt- und Stör1ichtbögen bekannt.
Insbesondere bei Verwendung von Kurzschließern, die bereits beispielsweise aus der Firmendruckschrift "Entscheidende Sicherheit in Millisekunden", Klöckner-Moeller GmbH, Druckvermerk W 46-7352 bekannt sind, muß die Signalverarbeitung besonderen Anforderungen unterliegen.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Lichtwellenleiter-Störlichtbogensensor mit Le it er brucher kennung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, insbesondere auch für Niederspannungs-Schaltanlagen, derart weiterzubilden, daß jegliche Abgleichvorgänge zur Pegeleinstellung des Prüflichtes entfallen können, wobei ein Lichtwellenleiterbruch und andere
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Störungen angezeigt werden sollen, wobei einerseits Fehlschaltungen von Schutzgeräten, insbesondere Kurzschließern, zuverlässig vermieden werden sollen und andererseits Auslösungen selbst bei teilweise defekter Sensorik möglich sein sollen.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst, während in den Unteransprüchen besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gekennzeichnet sind.
Durch die Erfindung werden Störungen, wie Drahtbruch und andere Störungen, sicher erkannt.
Durch die Merkmale der Unteransprüche arbeitet der Sensor praktisch unabhängig von der Länge und Krümmungsradius des Lichtwellenleiters. Betriebsunterbrechungen durch Prüfsignale sind nicht langer als etwa 1 ms.
In nicht zu erwartender Weise werden durch den dünnen Lichtwellenleiter die optischen Eigenschaften verbessert, obwohl eine kleinere Mantelfläche zur Verfügung steht.
Eine dauerhafte Störung und ein Defekt von Sensoren oder davon betroffenen Schaltungsteile können sofort entdeckt werden, wenn eine Fehlermeldung nach einer Wartezeit beim Ausbleiben entweder des Sensorsignals des Lichtwellenleitersensors oder zweiten Sensors erfolgt, wobei das Ausbleiben eines Signals bedeutet, daß ein Sensor ein aktives Signal abgibt, z.B. länger als 100ms oder langer als 10 s, während der andere kein Signal abgibt.
Dadurch daß eine Auslösung von Schalt- oder Schutzgeräten in Abhängigkeit vom dem Zeitunterschied zwischen dem Signal des Lichtwellenleiter-Sensors und dem Signal des zweiten Sensors oder Erfassungseinheit erfolgt, werden einzelne Störimpulse ignoriert. Eine Auslösung erfolgt nur, wenn eine gewisse
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Gleichzeitigkeit der Signale erfolgt, wobei die Signale auch Impulse sein können, oder ein Impuls und ein Dauersignal. Beispielsweise kann es bei einem Störlichtbogen vorkommen, daß das Licht des Störlichtbogens ein Lichtwellenleiterdauersignal verursacht, da Licht ständig eingekoppelt wird und daß das typische Magnetfeld in der Nähe eines Hallsensors aufgrund einer Lichtbogenwanderung nur einen kurzen Impuls verursacht. Da beide Sensoren gleichzeitig oder in sehr kurzen und typischen Zeitunterschieden aufeinanderfolgen, kann der Störlichtbogen erkannt werden. Auch wenn sehr starkes Blitzlicht und Störimpulse im zweiten Sensor, z.B. Hallsensor, auftreten, wird keine Auslösung erfolgen, solange diese nicht gleichzeitig oder innerhalb des Zeitunterschiedes auftreten.
Anhand der Zeichnung, in der Ausführungsbeispiele dargestellt sind, sollen die Erfindung, weitere Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung und weitere Vorteile näher beschrieben und erläutert werden.
Es zeigt:
Fig. 1 eine Prinzipdarstellung der Störlichtbogen-Erfassungseinrichtung,
Fig. 2 ein Impulsdiagramm der Testimpulse,
Fig. 3 eine Darstellung der Empfangs- und Sendedioden mit Lichtwellenleiter,
Fig. 4 eine Darstellung des Lichtwellenleiteranschluß,
Fig. 5 eine weitere Darstellung des Lichtwellenleiteranschluß,
Fig. 6 ein Impulsdiagramm bei Fehlersituationen,
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Fig. 7 eine Gesamtdarstellung der Störlichtbogen-Erfassungseinrichtung,
Fig. 8 ein Diagramm zur erläuterung der Funktionsweise einer ersten Ausfuhrungsform und
Fig. 9 ein Diagramm zur erläuterung der Funktionsweise einer zweiten Ausführungsform.
Durch den dünnen Lichtwellenleiter und der begrenzten Lichtsendeleistung der Leuchtdiode muß ein relativ hoher Verstärkungsfaktor vorhanden sein. Um Störungen und gute Langzeitstabilität (Offsetdrift) zu vermeiden wird ein Verstärker mit Tiefpaßeigenschaften und sehr geringer Offsetdrift eingesetzt. Das Testsignal wird in der Testzeit von Ims gut erkannt.
Tritt während dieser Testzeit ein Störlichtbogen auf (ungünstigster Fall), dann wird sofort nach Beendigung der Testzeit ein Auslösesignal erzeugt. Die Testzeit ist derart bemessen, daß einerseits die Testimpulse gut Empfangen werden können und andererseits die Zeit zum Löschen eines Störlichtbogens unter Verwendung eines Kurzschließers kleiner 5ms ist.
Bei einem Faserbruch des Lichtwellenleiters ist das stirnseitig an den Bruchstellen einkoppelbare Störlicht -z.B. durch Taschenlampen- durch die dünne Querschnittsfläche des Lichtwellenleiters so gering, daß der Lichtwellenleiter-Sensor nicht anspricht.
Die Fig.l zeigt einen Lichtwellenleiter 1, der an eine Sendediode 2 und an eine Empfangsdiode 3 angeschlossen ist, eine erste Verarbeitungseinheit 4 für die Lichtsignale und einem Hallsensor 5, der an eine zweite Verarbeitungseinheit 6 angeschlossen ist.
Beide Verarbeitungseinheiten 4 und 6 sind an einem Logikteil 7
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angeschlossen, wobei die Prüflichtsteuerung in dem Logikteil 7 integriert ist.
Das Logikteil 7 steuert optische oder akustische Fehlermelder 8, z.B. Warnhupen, Warnleuchten und dergleichen, und Schalt- und Schutzgeräte, die pauschal mit 9 gekennzeichnet sind.
Die Sendediode 2 sendet Prüfimpulse 10, die näher in Fig. 2 dargestellt sind. Sie weisen eine Dauer von 256 ßs und eine Frequenz von 256 ms auf. Das empfangene und verstärkte Prüflichtsignal 11 ist durch die hohe Empfindlichkeit und Frequenzverhalten des Verstärkers zeitlich verschoben, wobei die Flanken abgeflacht sein können.
Wichtiger als schnelle Verstärker ist hier, daß die Offsetdrift des Verstärkers kleiner als 100 mV, vorzugsweise 5-10 Mv, und der Polarisationsstrom kleiner als 5 Na, vorzugsweise InA, ist.
Mit dem Prüflichtimpuls 10 beginnt die Testzeit 12, die während 1 ms die Auslösesignale für die Schalt- oder Schutzgeräte 9
blockiert.
Entsteht während eines Prüfimpulses 10 oder der Testzeit 12 ein Störlichtbogensignal 13 werden sofort nach Beendigung des Testzeit 12 die Schalt- und Schutzgeräte 9 aktiviert.
Die einzelnen Frequenzen für Prüfimpulse, Testimpulse und dergleichen lassen sich leicht durch Frequenzteilung realisieren, wobei die Frequenzteilung in dem Logikteil
integriert ist.
Der auch in Fig. 3 dargestellte Lichtwellenleiter 1 weist einen Kern von 62/im mit blauer Ummantellung auf. Durch die guten optischen Eigenschaften, sprich Lichteinkopplung, des Lichtwellenleiters 1 können handelsübliche Sende- und Empfangsdioden 2, 3 verwendet werden, die eine Sende- bzw. Empfangsfläche von etwa 2mm Durchmesser aufweisen.
Bei einem Bruch des Lichtwellenleiters ist weiterhin von Vorteil, daß der Kerndurchmesser klein ist, weil so nur ein
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unschädlich kleiner Anteil von Störlicht eingekoppelt werden
kann.
Der Anschluß des Lichtwellenleiters 1 kann mit Hilfe von Hülsen 14 geschehen, die mittels Schraubkappen 15 und Fassungen 16 festgelegt werden, wie in den Figuren 4 und 5 dargestellt ist.
Durch die Hülsen 14 wird verhindert, daß Licht direkt in die Empfangsdioden 3 eingekoppelt wird.
Da außer einem Drahtbruch weitere Störungen zwar gering sind aber nicht 100% ausgeschlossen werden können, müssen auch diese Störungen durch den Fehlermelder angezeigt werden. Sie dürfen nicht zur Auslösung von Leistungsschaltern und keinesfalls zur Auslösung von Kurzschließern mit einmal verwendbaren Patronen führen.
Weitere Störungen sind Ausfälle in der Elektronik, elektromagnetische Störungen, Störungen der Hallsensoren durch Permanentmagnete und dergleichen.
Die Fig. 6 zeigt anhand von Impulsdiagrammen, wie eine Auslösung verhindert und der Fehler gemeldet wird.
Die Signale a, d stellen ein Lichtwellenleitersignal, b und e ein Hallsignal und c, f ein Fehlermeldungssignal dar.
In diesem beispielhaften Fall wird davon ausgegangen, daß es erwünscht ist, eine Auslösung zu verhindern. Andere Beispiele
werden später erläutert.
Bei einem durch eine Störung eines Lichtwellenleiters hervorgerufenes Signal a, d.h. kein Störlichtbogen, wird nach Vergleich mit dem ausbleibenden Hallsignal b und einer Verzögerungszeit TL von 100ms ein Meldesignal c aktiviert.
Dagegen bei einem durch eine Störung eines Hallsensors hervorgerufenes Signal e wird nach Vergleich mit dem ausbleibenden Signal d und einer längeren Verzögerungszeit TH von 10s ebenfalls ein Meldesignal c aktiviert.
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Das Ausbleiben des Signals wird infolge eines dauernd aktiven Signals verursacht. D.h., wenn ein Sensorsignal (z.B. Hallsensorsignal) infolge eines defekten Bauteils oder einer andere Ursache stets aktiv ist, dann wird der andere Sensor (z.B Lichtwellenleiter) kein Signal abgeben.
Während ein Meldesignal c,f aktiv ist werden in diesem Beispiel Auslöseimpulse gesperrt.
Ein Meldesignal kann natürlich auch durch einen Faserbruch eines Lichtwellenleiters verursacht sein.
Nur wenn alle drei Bedingungen erfüllt sind also, Lichtsignal, Hallsignal und keine Fehlermeldung wird eine Auslösung bewirkt. Dies kann auch anders sein, wie später beschrieben ist.
Ein Meldesignal kann natürlich auch durch einen Drahtbruch eines Lichtwellenleiters verursacht sein, wobei dies durch Ausbleiben des Lichtimpulses am anderen Lichtwellenleiterende festgestellt wird. Auch in diesem Fall wird eine Auslösung von Schalt- oder Schutzgeräten 9 blockiert.
Eine Auslösung wird nur bewirkt, wenn der Zeitunterschied TF zwischen einem Signal eines LWL-Sensors (Fig.6 h) und einem Signal eines Hallsensors (Fig. 6i) kleiner als 20 ms ist. Ist dieser Zeitunterschied größer als 20 ms, dann werden diese Impulse ignoriert. Dies verhindert, zum einen daß einzelne Stör impulse eine Auslösung verursachen, zum anderen daß bei einem tatsächlichen Störlichtbogen durch schnelle Zerstörung eines Lichtwellenleiters oder einem anderen Grund, die Situation eintritt, daß ein Signal, z.B. LWL-Signal, durch diese Zerstörung auf logisch Null absinkt während das andere mit UND zu verknüpfende Signal, z.B. das Hallsensorsignal, noch gar nicht seinen Schaltpegel erreicht hat, was bei einer einfachen UND-Verknüpfung zur freien Entfaltung eines Störlichtbogens führen würde, weil zu keinem Zeitpunkt beide Signale gleichzeitig "logisch high" sind.
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Dies kann schaltungstechnisch in einfacher Weise durch zwei rücksetzbare monostabile Kippstuffen (Fig. 6j,k), die jeweils den LWL- und Hallsensoren zugeordnet werden, und einer UND-Verknüpfung (Fig. 61) der Kippstufenausgänge erreicht.
Es sei hier betont, daß die Impulse nur beispielhaft sind und nur zur Erläuterung der Funktionsweise dienen.
Eine Fehlermeldung erfolgt nicht, da es sich nur um einen kurzen Störimpuls handelt und nicht um einen Defekt, der beispielsweise einen Austausch von Sensoren, einer Zuleitung oder eines sonstigen Schaltungsteiles erforderlich macht.
Die Schaltung in einer ersten Variante in dem Logikteil ist derart ausgelegt, daß eine Auslösung auch bei folgenden Situationen erfolgt:
- Nach einem Drahtbruch, wenn Hallsensor- und LWL-Sensorsignale die Auslösekondition erfüllen.
- Wenn eines der Sensoren, z.B Hallsensorsignal, ein Dauersignal führt und der andere Sensor, z.B. LWL-Sensor ein Signal erzeugt oder umgekehrt.
Ebenso denkbar ist aber, daß die Schaltung in dem Logikteil derart ausgelegt ist, daß eine Auslösung, z.B des Kurzschließers, nur erfolgt, wenn
drei Bedingungen erfüllt sind:
- Signal des Lichtwellenleiters vorhanden.
- Signal des Hallsensors vorhanden, wobei natürlich beide Signale innerhalb der Zeit TF aufeinander folgen müssen.
- keine Fehlermeldung (Drahtbruch, Dauersignal durch Defekt). Hierbei wird praktisch bei der geringsten Störung auf den
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schnellen Schutz (3ms) verzichtet zugunsten einer extrem hohen Fehlzündungsrate. Es wird hier lediglich der Leistungsschalter ausgelöst (15-30ms).
Zwischenlösungen in Bezug auf die Ansteuerung eines Leistungsschalters und eines Kurzschließers in den Unterschiedlichen Situationen sind natürlich auch denkbar.
Wie die Fig. 7 zeigt, dienen 8 Hallsensoren 5 und drei Lichtwellenleiter 1 als Sensoren, die einer ersten und zweiten Verarbeitungseinheit 4, 6 zugeordnet. Die Lichtwellenleiter 1 sind untereinander ODER-Verknüpft, ebenso wie die Hallsensoren 5, die in Sensorgehäusen mit einer hier nicht näher erläuterten integrierten Beschaltung aufgenommen sind.
Das Logikteil ist durch ein FPGA-Baustein (Field Programable Gate Array) realisiert, der die logischen Verknüpfungen, wie Vernüpfungen für die Auslösung, die Drahtbrucherkennung, die Erkennung von falschen Signalen und dauernd aktiven Signalen, die Monitorisierung, die Alarm-Meldung, die Testfunktion, die Frequenzteilung, beinhaltet.
Eine LED-Anzeige zur Signalisierung, welches der Sensoren reargiert oder eine Fehlermeldung durch blinken signalisiert hat, sowie ein Ein- und Ausgabebaustein sind mit dem Logikbaustein 7 verbunden.
Der Ein- und Ausgabebaustein ist mit den Klemmen für die Auslöseleitungen eines Leistungsschalters, eines Kurzschließers und einer Anschlußleitung für das Fehlermeldungssignal "Warnung" verbunden. Eine Ausgangsklemme "Logik" dient zur Kommunikation mit anderen Erkennungseinrichtungen, so daß ein erweiterbares System entsteht. Die Ausgangsklemme "Logik" kann mit einer Überwachungseinheit, wie einer speicherprogrammierbaren Steuerung, verbunden sein, wobei von der Störlichtbogenerfassungseinrichtung Impulse gesendet werden, die nach dem "Watchdog-Prinzip" überwacht werden. Weiterhin ist ein Anschluß für eine Testeingangsleitung sowie ein Test- und ein
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Reset-Taster vorhanden.
Der zweite Sensor kann auch ein anderer Sensor mit kurzen Erfassungszeiten sein, z.B einen Fotozelle, ein UV- oder IR-Strahlungssensor, ein Elektrode gemäß der EP 274 326 Bl.
Es kann aber auch eine Erfassungseinrichtung für Strom, Spannung oder Frequenzverhalten anstelle oder zusätzlich zum zweiten Sensor vorgesehen werden.
Die Figuren 8 und 9 veranschaulichen die bereits beschriebenen Beispiele anhand von Ablaufdiagraminen, wobei vielmehr nur zur erläuterung dienen. Die Signalbearbeitung erfolgt parallel und die schaltungstechnische Realisierung in dem Logikteil.
Ein Dauersignal ist vorhanden, wenn nach einer Wartezeit (100ms, 10s) ein Signal ausbleibt bzw. dauernd aktiv.
Eine Auslösung wird nur bewirkt, wenn der Zeitunterschied zwischen dem Signal des Lichtwellenleiter-Sensors (LWL) und dem Signal des zweiten Sensors oder Erfassungseinheit, z.B 2 0ms, beträgt, also mindestens ein LWL-Sensor und mindestens ein Hallsensor innerhalb dieser Zeit ein Signal abgeben.

Claims (13)

  1. Klöckner-Moeller GmbH -13-? ·'··' · .' .* : ::.. 0 445 GM
    Schutzansprüche
    Störlichtbogen-Erfassungseinrichtung zur Verwendung in Schaltanlagen zur Verteilung elektrischer Energie, bestehend aus mindestens einem Lichtwellenleiter-Sensor mit Leiterbrucherkennung, wobei ein Lichtwellenleiter vorhanden ist, bei dem das von einen Störlichtbogen erzeugte und radial durch seine Ummantelung eingekoppelte Licht als Auslösekriterium dient, weiterhin bestehend aus einem Prüf licht sender, der an dem einen Ende des Lichtwellenleiters angeordnet ist, weiterhin bestehend aus einem Lichtempfänger zum Empfangen des Prüflichts, der an dem anderem Ende des Lichtwellenleiters angeordnet ist, wobei eine Fehlermeldung beim Ausbleiben des gesendeten Prüflichtes erfolgt, wobei weiterhin der Lichtwellenleiter in der Nähe von spannungsführenden Teilen angeordnet ist, wobei ferner mindestens ein zweiter Sensor oder Erfassungseinheit zum Erfassen einer anderen Stör lichtbogener scheinung vorhanden ist und in UND-Verknüpfung mit dem Lichtwellenleiter-Sensor arbeitet, dadurch gekennzeichnet,
    daß der Prüflichtsender periodisch sich wiederholende Prüflichtimpulse sendet, die innerhalb einer Testzeit gesendet werden, wobei während der Testzeit ein eventuell auftretender Auslöseimpuls für ein Schaltoder Schutzgerät gesperrt wird,
    daß eine Schaltung zur Erkennung von dauernd aktiven Signalen vorhanden ist, wobei eine Fehlermeldung nach einer Wartezeit (TL, TH) bei einem dauernd aktiven Signal entweder des Sensorsignals des Lichtwellenleitersensors (1) oder des zweiten Sensors (5) erfolgt und
    daß eine Schaltung zur Auslösung von Schalt- oder
    Schutzgeräten vorhanden ist, wobei eine Auslösung
    von Schalt- oder Schutzgeräten in Abhängigkeit
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    vom dem Zeitunterschied zwischen dem Signal des
    Lichtwellenleiter-Sensors und dem Signal des
    zweiten Sensors oder Erfassungseinheit erfolgt.
  2. 2. Störlichtbogen-Erfassungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassung des Zeitunterschiedes durch zwei retriggerbare den Sensoren nachgeschaltete monostabile Kippstufen erfolgt, wobei die Kippstufenausgänge UND-Verknüpft sind.
  3. 3. Störlichtbogen-Erfassungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Auslösung von Schaltoder Schutzgeräten in Abhängigkeit vom Zustand des Fehlermeldungsignals erfolgt.
  4. 4. Störlichtbogen-Erfassungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nur wenn alle drei Bedingungen, Signal des Lichtwellenleiters, Signal des zweiten Sensors und keine Fehlermeldung, erfüllt sind eine Auslösung der Schalt- oder Schutzgeräte bewirkt wird.
  5. 5. Störlichtbogen-Erfassungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beim gleichzeitigen Auftreten einer Auslösebedingung und einem Fehlersignal ein Leistungsschalter ausgelöst, während ein Kurzschließer gesperrt wird.
  6. 6. Störlichtbogen-Erfassungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Testzeit maximal 1 bis 2 ms beträgt
  7. 7. Störlichtbogen-Erfassungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtwellenleiter ein relativ dünner Leiter mit einem Kerndurchmesser von höchstens 0,1 mm ist.
    Klöckner-Moeller GmbH
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  8. 8. Störlichtbogen-Erfassungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Sensor ein lichtunempfindlicher Sensor ist
  9. 9. Störlichtbogen-Erfassungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Sensor ein Hallsensor ist.
  10. 10. Störlichtbogen-Erfassungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Testimpuls eine Impulsbreite von mindestens 0,2 ms vorzugsweise 0,256 ms aufweist.
  11. 11. Störlichtbogen-Erfassungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Testimpulse frühestens nach 100 ms wiederholen, vorzugsweise 256 ms.
  12. 12. Störlichtbogen-Erfassungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn an den Lichtwellenleiter-Sensoren ein Signal ansteht und nach der Wartezeit von etwa 100 ms an den lichtunempfindlichen Sensoren kein Signal ansteht, eine Störmeldung erfolgt.
  13. 13. Störlichtbogen-Erfassungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn an den lichtunempfindlichen Sensoren ein Signal ansteht und nach der Wartezeit von etwa 10s an den Lichtwellenleiter-Sensoren kein Signal anstellt, eine Störmeldung erfolgt.
DE29503914U 1995-03-08 1995-03-08 Störlichtbogen-Erfassungseinrichtung für Schaltanlagen zur Verteilung elektrischer Energie Expired - Lifetime DE29503914U1 (de)

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DE19757844A1 (de) * 1997-12-24 1999-07-01 Moeller Gmbh Störlichtbogendetektor
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