DE102008047256A1 - Gesteuerte Hochspannungssicherung und Hochspannungsschalter-/Sicherungskombination - Google Patents

Gesteuerte Hochspannungssicherung und Hochspannungsschalter-/Sicherungskombination Download PDF

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Abstract

Es wird ein Verfahren zur verbesserten Absicherung von Hochspannungsanlagen mit einer Unterbrechungseinrichtung, die Steuerungsmittel (11, 21) und mindestens eine Sicherung (13-15, 23-25) aufweist, wobei die Sicherung (13-15, 23-25) hochspannungsgeeignet, durch die Steuerungsmittel (11, 21) ansteuerbar und mechanisch auslösbar ist, bei dem a) der durch die Sicherung (13-15, 23-25) fließende Strom von den Steuerungsmitteln (11, 21) überwacht wird und b) die Sicherung (13-15, 23-25) von den Steuerungsmitteln (11, 21) angesteuert wird, so dass sich mechanisch auslöst, wenn ein Fehlerstrom vorliegt und von den Steuerungsmitteln (11, 21) festgestellt wurde, dass der Fehlerstrom eine kritische Größer erreicht hat. Ebenso werden Steuerungsmittel (11, 21) und eine Sicherung sowie eine Schalter-/Sicherungskombination als Unterbrechungseinrichtungen vorgeschlagen, die zur Durchführung des Verfahrens geeignet sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Unterbrechen eines Stroms bei Hochspannung mit einer Unterbrechungseinrichtung, die Steuerungsmittel und mindestens eine hochspannungsgeeignete Sicherung aufweist. Die Erfindung betrifft auch Steuerungsmittel, eine Sicherung und eine Schalter-/Sicherungskombination für eine solche Unterbrechungseinrichtung.
  • Um im Fall eines Fehlers ein fehlerhaftes Betriebsmittel oder einen fehlerhaften Netzabschnitt vom fehlerfreien Netz zu trennen, werden in Hochspannungsanlagen (> 1 kV–380 kV) Schutzgeräte zum Steuern von Leistungsschaltern verwendet, die bei Vorliegen eines Fehlers ein Schalten des Leistungsschalters bewirken, wodurch der Strom durch den Leistungsschalter unterbrochen wird. Eine preisgünstigere Alternative zum Unterbrechen des Stroms bei Hochspannung besteht in einer Kombination aus einem Lasttrennschalter und einer Hochspannungs-Hochleistungs-Sicherung (HH-Sicherungen). Ob in einer Hochspannungsanlage Leistungsschalter bzw. Leistungstrennschalter zusammen mit Schutzgeräten oder aber Kombinationen aus Lasttrennschaltern und HH-Sicherungen eingesetzt werden, ist in aller Regel abhängig von der Verfügbarkeitsanforderung, der Leistung und der geforderten Wirtschaftlichkeit.
  • Bei einer bekannten Kombinationen aus HH-Sicherung und Lasttrennschalter wird ein Schutzgerät verwendet, das im Fehlerfall überwacht, ob der Fehlerstrom noch durch den Schalter geschaltet werden kann oder nicht. Das Schutzgerät sorgt dann dafür, dass die Auslösung des Schalters blockiert wird, wenn der Fehlerstrom einen bestimmten Maximalwert, typischerweise den maximalen Schaltstrom des Schalters, übersteigt. Wenn der Fehlerstrom den Ansprechstrom der Sicherung erreicht, erfolgt deren Auslösung dann selbsttätig.
  • Bei einer weiteren bekannten Lösung sind die Sicherung und der Lasttrennschalter derart miteinander gekoppelt, dass der Lasttrennschalter allpolig ausgeschaltet wird (Freiauslösung), sobald mindestens eine der Sicherungen ausgelöst hat. Die Kopplung erfolgt mechanisch über einen Schlagstift an der Sicherung.
  • Beide letztgenannten Verfahren haben jedoch das Problem, dass in einem Übergangsbereich, in dem der Schaltstrom des Schalters bereits überschritten, der Sicherungs-Auslösestrom jedoch noch nicht erreicht ist, eine Stromtrennung nicht oder nicht rechtzeitig durchgeführt wird. Fließt dieser Übergangsstrom lange genug, können sowohl die Sicherungen als auch die nachgelagerten Betriebsmittel Schaden nehmen. Versucht man, den Übergangsstrom über den Schalter abzuschalten, nimmt der Schalter Schaden.
  • Aus der DE 197 02 780 C1 und der EP 1 047 091 B1 sind HH-Sicherungen mit Mitteln zum mechanischen Durchtrennen des Schmelzleiters der Sicherung bekannt, die einen Schutz vor einem andauernden Übergangsstrom bietet. Die darin beschriebenen Sicherungen weisen einen elektrischen und einen thermischen Wächter auf, wobei der elektrische Wächter auf Kurzschlussströme reagiert und der thermische Wächter, eine selektive Lötstelle, bei andauernder Überlast und der daraus resultierenden erhöhten Wärmeentwicklung schmilzt. Hat einer der Wächter angesprochen, wird der Schmelzleiter zur Auslösung der Sicherung mechanisch durchtrennt. Werden solche sogenannte Ganzbereichssicherungen in einer Kombination aus Lasttrennschalter und HH-Sicherung eingesetzt, kann der negative Effekt eines Übergangsstromes zumindest abgemildert werden.
  • Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Verfahren sowie Steuerungsmittel, eine Sicherung und eine Unterbrechungseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Verfügung zu stellen, die eine verbesserte Absicherung bieten.
  • Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruch 1, Steuerungsmitteln mit den Merkmalen des Anspruchs 9, einer hochspannungsgeeigneten Sicherung mit den Merkmalen des Anspruchs 15 und einer Unterbrechungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 18 gelöst.
  • Unter Hochspannung wird hier und im Folgenden eine Spannung von mehr als 1 kV verstanden.
  • Unter einer ansteuerbaren Sicherung wird hier und im Folgenden eine solche verstanden, die durch eine Ansteuerung von außen ausgelöst werden kann, wenn der durch die Sicherung fließende Strom kleiner als der Auslösestrom der Sicherung ist.
  • Unter einer mechanisch auslösbaren Sicherung wird hier und im Folgenden eine Sicherung verstanden, deren Leiter mechanisch aufgetrennt, insbesondere an mehreren Stellen gleichzeitig durch Krafteinwirkung von außen zerrissen wird. Dabei ist der Leiter zwar vorzugsweise, wie bei herkömmlichen Sicherungen ein Schmelzleiter, muss es aber nicht sein.
  • Ein wesentlicher Kern der Erfindung besteht darin, eine Sicherung mit Steuerungsmitteln so zu kombinieren, dass sie durch die Steuerungsmittel kontrolliert ausgelöst wird, wenn ein Fehlerstrom eine kritische Größe erreicht hat. Im Gegensatz zu den aus dem Stand der Technik bekannten Schutzgeräten, mit denen zwar auch die Stromstärke überwacht wird, die aber alleine darauf abzielen, einen Lasttrennschalter davor zu schützen, dass er bei einer Spannung oberhalb des maximalen Schaltstroms geschaltet wird, werden die Steuerungsmittel im vorliegenden Verfahren dazu verwendet, eine Stromunterbrechung insbesondere auch dann auszulösen, wenn ein Schalter nicht mehr geschaltet werden kann, oder aber auch und gerade dann, wenn erst gar kein Schalter vorhanden ist.
  • Dabei können die Steuerungsmittel den Strom und damit den Fehlerstrom überwachen, wodurch es das Vorliegen einer kritischen Größe eines Fehlerstroms und damit den Zeitpunkt zum Unterbrechen des Stroms insbesondere im Bereich von Übergangsströmen viel genauer bestimmt werden kann, als es bislang möglich war.
  • Vorzugsweise sind die insbesondere elektrischen bzw. elektronischen Steuerungsmittel so ausgebildet, dass die zum Auslösen der Sicherung kritischen Größen des Fehlerstroms frei festlegbar sind. Damit kann eine Sicherung für eine Vielzahl von unterschiedlichen Anwendungsfällen eingesetzt werden, ohne dass die Sicherung selbst an den jeweiligen Anwendungsfall angepasst werden müsste – es bedarf lediglich einer Einstellung eines Reglers oder einer Programmierung der Steuerungsmittel.
  • Ein wesentlicher Wert, anhand der die Steuerungsmittel bestimmen, ob eine kritische Größe zum Auslösen der Sicherung erreicht ist, ist zweifelsohne die Stromstärke, beispielsweise wenn es um das Erfassen von Kurzschlussströmen geht. Es kann aber insbesondere für das Bestimmen der kritischen Größe eines Fehlerstroms, der kein Kurzschlussstrom ist, sinnvoll sein, den Verlauf der Stromstärke über der Zeit zu berücksichtigen, um festzustellen, ob der Fehlerstrom eine kritische Größe erreicht hat oder nicht.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist auch die gezielte Ansteuerung wahlweise eines Schalters oder einer Sicherung einer Schalter- /Sicherungskombination vorgesehen, um einen festgestellten Fehlerstrom zu unterbrechen. Ob der Schalter ausgeschaltet oder die Sicherung ausgelöst wird, hängt in diesem Fall davon ab, ob der Fehlerstrom einen bestimmten Schwellwert übersteigt oder nicht. Der Schwellwert ist dabei kleiner gleich dem maximalen Schaltstrom des Schalters. Liegt die Fehlerstromstärke oberhalb des Schwellwertes, wird die Sicherung ausgelöst, anderenfalls wird der Schalter geschaltet.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird überwacht, ob bei einem Fehlerzustand mit einer Fehlerstromstärke unterhalb des Schwellenwerts der Schalter tatsächlich ausgeschaltet wird. Wird dabei festgestellt, dass der Schalter nicht ausgeschaltet wurde, der Schalter bzw. die Ausschaltung also versagt hat, wird die Sicherung gesteuert ausgelöst.
  • Dementsprechend wirken zur Durchführung des Verfahrens geeignete, erfindungsgemäße Steuerungsmittel in Verbindung mit einer Schalter-/Sicherungskombination sowohl auf den mindestens einen Schalter als auch auf die mindestens eine Sicherung und sorgen im Fall eines Fehlerzustands dafür, dass, wenn der Fehlerstrom schaltbar ist (wenn der Schwellwert nicht überschritten ist), der bzw. die Schalter ausgeschaltet werden, und dass, wenn der Fehlerstrom nicht mehr schaltbar ist (wenn der Schwellwert überschritten ist), die Sicherung ausgelöst wird. Hierfür sind die erfindungsgemäßen Steuerungsmittel so ausgeführt, dass sie zum einen die bekannte Funktionalität eines Überstromschutzes durch Ausschalten eines Schalters, wie bei den vorbekannten Schutzgeräten, erfüllen, und zum anderen einen Auslöseimpuls für eine oder mehrere ansteuerbare Sicherungen liefern können. Hierfür weist sie nicht nur Mittel zum Bestimmen des durch die Schalter-/Sicherungskombination fließenden Stroms sowie Mittel zum Überwachen von Fehlerzuständen bzw. zum Feststellen einer kritischen Größe des Fehlerstroms auf, sondern auch Mittel, mit denen sie auf den bzw. die Schalter und auf den bzw. die Sicherung(en) einwirken kann, um eine sofortige Unterbrechung des Stroms zu bewirken.
  • Somit ist es im Fehlerfall möglich, undefinierte Übergangsströme, die zwischen dem maximalen Schaltstrom eines Schalters und unter dem Auslösestrom der Sicherung liegen, sicher auszuschließen, so dass eine optimale Absicherung im Fehlerfall vorliegt.
  • Die Steuerungsmittel können so eingestellt sein, dass der Strom sofort unterbrochen wird, sobald ein Fehlerstrom festgestellt wird, dass die kritische Größe des Fehlerstroms also bereits erreicht ist, sobald der Strom als Fehlerstrom charakterisiert werden kann. Dies kann insbesondere bei Unterbrechungseinrichtungen mit einer Schalter-/Sicherungskombination sinnvoll sein, da bei einem vergleichsweise niedrigen Fehlerstrom dann der Schalter ausgeschaltet wird und eine Auslösung und ein dadurch notwendiger Austausch der Sicherung vermieden wird. Alternativ können die Steuerungsmittel aber auch so ausgelegt sein, dass der Schalter erst bei Erreichen einer kritischen Größe des Fehlerstroms, die wahlweise abhängig von der Stromstärke oder von dem Verlauf der Stromstärke über die Zeit ist, geschaltet wird, sofern der Fehlerstrom den Schwellenwert nicht überschritten hat.
  • In einer Weiterbildung weisen die erfindungsgemäßen Steuerungsmittel als Mittel zum Auslösen des Schalters eine Überstromstufe auf, in der die Auslösekriterien für das gesteuerte Ausschalten des Schalters einstellbar sind. Ebenso bevorzugt weisen die Steuerungsmittel eine Kurzschlussstufe auf, in der die Auslösekriterien für das gesteuerte Auslösen der Sicherung einstellbar sind. Mit derart einstellbaren Auslösekreisen kann eine Aufteilung der einstellbaren Überstromcharakteristik (UMZ oder AMZ) einschließlich eines Schwellwertes auf den Auslösekreis des Schalters und der einstellbaren Kurzschlussstufe auf den Auslösekreis der Sicherung erfolgen.
  • Die Steuerungsmittel selbst können insbesondere mit mechanischen, pneumatischen oder elektrischen Mitteln zum unmittelbaren Betätigen eines Schalters und/oder zum Auslösen einer Sicherung ausgebildet sein.
  • Dadurch, dass die Steuerungsmittel geeignet sind, sowohl den bzw. die Sicherungen auszulösen und gegebenenfalls auch den bzw. die Schalter zu betätigen, ist es in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung auch möglich, das Verfahren und die Steuerungsmittel so auszubilden, dass eine sofortige Trennung des Stroms über ein Fremdsignal ausgelöst werden kann, beispielsweise für eine manuelle Notauslösung. Hierfür kann an den Steuerungsmitteln ein Signaleingang für ein solches Fremdsignal vorgesehen sein.
  • Als Sicherung kommt insbesondere eine solche in Betracht, die Mittel zum mechanischen Trennen des Sicherungsleiters sowie einen Anschluss für externe Steuerungsmittel zum Auslösen der mechanischen Trennung des Sicherungsleiters aufweist. Soll die Sicherung mit einem elektrischen Signal auslösbar sein, müssen Mittel zum Umsetzen des über den Anschluss erhaltenen elektrischen Steuersignals in eine Kraft, die ausreichend ist, den Sicherungsleiter mechanisch zu durchtrennen, vorhanden sein. Diese Mittel können beispielsweise Federkraftspeicher oder pyrotechnischen Sprengkapseln sein, die beispielsweise in Ganzbereichssicherungen verwendet werden, um einen Scherstab innerhalb der Sicherung, mit dem der Schmelzleiter in Eingriff steht, auszulenken.
  • Im übrigen sind die erfindungsgemäßen Sicherungen vorzugsweise als Hochspannungs-Hochleistungs-Sicherung, insbesondere als Ganzbereichssicherung, ausgebildet. Die aus dem Stand der Technik bekannte und eingangs erwähnte Ganzbereichssicherung kann erfindungsgemäß so abgeändert sein, dass sie keinen thermischen Wächter, dafür aber einen Anschluss für externe Steuerungsmittel aufweist.
  • Wird als Unterbrechungseinrichtung eine Schalter-/Sicherungskombination verwendet, kommen als Schalter vor allem Lasttrennschalter in Betracht. Der bzw. die Schalter müssen aber nicht zwingend hochspannungsfähig sein. Handelt es sich zum Beispiel bei einer zu schützenden Hochspannungsmaschine um einen Transformator, können die Steuerungsmittel zum Ansteuern des sekundärseitigen Schutzschalters des Transformators verwendet werden, die dann nur bei erfolgloser sekundärseitiger Freischaltung ein Auslösen der Sicherung vor dem Transformator bewirken. In diesem Fall kann auf den Schalter und/oder eine Steuerung eines Schalters auf der Primärseite des Transformators verzichtet werden.
  • Die Steuerungsmittel können je nach Ausführungsform direkt oder auch indirekt über eine zwischengeschaltete Betätigungseinrichtung mit der bzw. den Sicherung(en) zusammenwirken.
  • Bei einem indirekten Zusammenwirken kann eine zwischengeschaltete Betätigungseinrichtung mit einem mechanisch anzusteuernden Auslöseelement an der Sicherung verbunden sein. Mögliche Ausführungsformen für ein solches Auslöseelement können beispielsweise ein Druckknopf oder ein Zugseil sein. Die Betätigungseinrichtung kann beispielsweise mit einem Signalwandler, insbesondere einem Elektromagneten, ausgestattet sein, der ein Signal der Steuerungsmittel zum Auslösen der Sicherung in eine Bewegung eines Betätigungsmittels umsetzt, das auf ein Auslöselement der Sicherung wirkt, um die Sicherung auszulösen. Wird die Betätigungseinrichtung aus einem isolierenden Material ausgeführt, kann sie neben ihrer Bindegliedfunktion für Steuerungsmittel und Sicherung gleichzeitig die Funktion einer Abschirmung der Steuerungsmittel gegenüber der Sicherung übernehmen.
  • Werden externe pneumatische oder mechanische Betätigungsmittel, wahlweise als Bestandteil der Betätigungseinrichtung oder der Steuerungsmittel selbst, zum Auslösen der Sicherung verwendet, sollten die von diesen Betätigungsmitteln aufgebrachten Kräfte ausreichend sein, um den Schmelzleiter der Sicherung durchtrennen zu können, oder aber einen Kraftspeicher innerhalb der Sicherung freizugeben, der die notwendigen Kräfte zum Durchtrennen des Schmelzleiters zur Verfügung stellt. Als pneumatisches Betätigungsmittel kommt beispielsweise eine Gaskartusche in Betracht, die direkt mit dem Auslöselement der Sicherung in Verbindung steht.
  • Wird an den Anschluss der Sicherung ein elektrisches Signal angelegt, muss die zum Durchtrennen des Schmelzleiters benötigte Kraft in der Sicherung selbst erzeugt oder zumindest aus einem Kraftspeicher freigegeben werden. Als Kraftspeicher innerhalb der Sicherung kommen beispielsweise vorgespannte Federn, Gasgeneratoren oder pyrotechnische Kraftelemente wie beispielsweise Sprengkapseln in Betracht, um die Kraft zum Durchtrennen des Schmelzleiters, beispielsweise über einen mit dem Schmelzleiter einfach oder mehrfach verbundenen Scherstab wie bei einer aus der DE 197 02 780 C1 , der EP 1 047 091 A2 oder auch der DE 196 07 756 C1 bekannten HH-Sicherung, aufzubringen.
  • Anhand von Figuren, in denen bevorzugte Ausführungsbeispiele schematisch teilweise oder ganz gezeigt sind, wird die Erfindung nachfolgend näher beschrieben. Es zeigen:
  • 1 eine erfindungsgemäße Unterbrechungseinrichtung in schematischer Darstellung;
  • 2 eine andere erfindungsgemäße Unterbrechungseinrichtung in schematischer Darstellung; und
  • 3 eine erfindungsgemäße HH-Sicherung in schematischer Darstellung.
  • Die in 1 dargestellte Unterbrechungseinrichtung mit einer Schalter-/Sicherungskombination weist Steuerungsmittel 11 mit zwei Auslösekreisen auf, einen Auslösekreis 1A für eine Schalterbetätigung und einen Auslösekreis 1B für eine Sicherungsauslösung. Der Schalterbetätigungskreis 1A steht über einen ersten Teil der Steuerungsmittel 11 mit einer Schalterauslösung 12 in Verbindung. Der Auslösekreis 1B ist mit einem zweiten Teil der Steuerungsmittel 11 indirekt über eine Betätigungsvorrichtung 16 mit drei HH-Sicherungen 13, 14, 15 gekoppelt. Jede der HH-Sicherungen 13, 14, 15 sitzt in jeweils zwei elektrischen Aufnahmekontakten 17.1/17.2, 17.3/17.4 und 17.5/17.6 und weist jeweils einen extern zugänglichen und schematisch dargestellten Anschluss 13.4, 14.4 und 15.4 auf, der bei Betätigung eine gezielte Auslösung der jeweiligen HH-Sicherung 13, 14 oder 15 zur Folge hat. Die Betätigung des Anschlusses 13.4, 14.4 und 15.4 erfolgt mechanisch über die Betätigungsvorrichtung 16. Die Betätigungsvorrichtung 16 steht in direkter Verbindung mit den Steuerungsmitteln 11 und wandelt die von den Steuerungsmitteln 11 abgegebenen Sig nale in eine Bewegung eines Betätigers um, um die Anschlüsse 13.4, 14.4 und 15.4 der HH-Sicherungen 13, 14, 15 gleichzeitig zu betätigen. Alternativ können von den Steuerungsmitteln 11 drei unterschiedliche Signale zum selektiven Auslösen von ein oder zwei der drei Sicherungen 13, 14, 15 übertragen werden.
  • Die in 2 dargestellte, mit einer Schalter-/Sicherungskombination ausgebildete Unterbrechungseinrichtung unterscheidet sich von der zuvor beschriebenen dadurch, dass die Steuerungsmittel 21 im Sicherungsauslösekreis 2B direkt mit den HH-Sicherungen 23, 24, 25 verbunden ist. Die gezielte Auslösung der HH-Sicherungen 23, 24, 25 erfolgt hier direkt über die Steuerungsmittel 21. In dieser Ausführungsform weist jede der HH-Sicherungen 23 bis 25 einen direkt ansteuerbaren Anschluss 23.4, 24.4, 25.4 auf, der von den Steuerungsmitteln 21 beispielsweise elektrisch oder pneumatisch angesteuert wird, wobei das von den Steuerungsmitteln 21 kommende Signal zur Auslösung der jeweiligen HH-Sicherung 23, 24, 25 benutzt wird.
  • Je nach Ausführungsform können die Steuerungsmittel so ausgebildet sein, dass selektiv eine, mehrere oder alle HH-Sicherungen ausgelöst werden. In einer weiteren Variante kann die Schalter-/Sicherungskombination so ausgebildet sein, dass die Steuerungsmittel nur mit einer ersten HH-Sicherung gekoppelt sind, und alle weiteren HH-Sicherungen mechanisch mit der ersten HH-Sicherung so verbunden sind, dass sie, wenn die erste HH-Sicherung ausgelöst wird, von dieser – beispielsweise über Schlagstifte – ebenso ausgelöst werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform kann auf den bzw. die Schalter und den Auslösekreis hierfür ganz verzichtet werden.
  • In 3 ist eine für die Erfindung geeignete HH-Sicherung 33, 34 oder 35 mit einem extern zugänglichen Anschluss 33.4 für eine Auslösung der Sicherung schematisch dargestellt. Der Anschluss 33.4 wirkt mit einem Kraftspeicher 33.3 zusammen, der seine Energie auf einen Scherstab 33.2 überträgt. Der nicht dargestellte Schmelzleiter der HH-Sicherung steht an mehreren Stellen mit dem Scherstab in Eingriff. Nach Freigeben des Kraftspeichers 33.3 wird der Scherstab 33.2 schlagartig längs zur Sicherung 3 bewegt. Bei dieser Längsbewegung wird der Schmelzleiter an den Stellen, an denen er mit dem Scherstab 33.2 in Verbindung steht, auseinandergerissen, also getrennt, wodurch eine gezielte Sicherungsauslösung stattfindet. Geeignete HH-Sicherungen sind – jeweils mit den erfindungsgemäßen Anpassungen – beispielsweise in der Art der in der DE 196 07 756 C1 , der DE 197 02 780 C1 und der EP 1 047 091 B1 beschriebenen HH-Sicherungen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 19702780 C1 [0006, 0030, 0039]
    • - EP 1047091 B1 [0006, 0039]
    • - EP 1047091 A2 [0030]
    • - DE 19607756 C1 [0030, 0039]

Claims (23)

  1. Verfahren zum Unterbrechen eines Stroms bei Hochspannung mit einer Unterbrechungseinrichtung, die Steuerungsmittel (11, 21) und mindestens eine hochspannungsgeeignete, durch die Steuerungsmittel (11, 21) ansteuerbare und mechanisch auslösbare Sicherung (1315, 2325) aufweist, bei dem a) der durch die Sicherung (1315, 2325) fließende Strom von den Steuerungsmitteln (11, 21) überwacht wird, und b) die Sicherung (1315, 2325) von den Steuerungsmitteln (11, 21) angesteuert wird, so dass sie mechanisch auslöst, wenn ein Fehlerstrom vorliegt und von den Steuerungsmitteln (11, 21) festgestellt wurde, dass der Fehlerstrom eine kritische Größe erreicht hat.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die kritische Größe des Fehlerstroms eine bestimmte Stromstärke ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die kritische Größe von der Stärke und der Dauer des Fehlerstroms abhängig ist.
  4. Verfahren zum Unterbrechen eines Stroms nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit einer Unterbrechungseinrichtung, die zusätzlich mindestens einen ansteuerbaren Schalter aufweist, gekennzeichnet durch die weiteren Verfahrensschritte, dass c) der Schalter durch die Steuerungsmittel (11, 21) ausgeschaltet wird, wenn der Fehlerstrom unterhalb eines bestimmten Schwellwerts liegt, wobei der Schwellwert kleiner oder gleich dem maximalen Schaltstrom des Schalters ist; oder d) die Sicherung (1315, 2325) durch die Steuerungsmittel (11, 21) ausgelöst wird, wenn der Fehlerstrom oberhalb des Schwellwerts liegt.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Strom durch die Steuerungsmittel (11, 21) sofort nach Feststellen des Fehlerstroms unterbrochen wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter von den Steuerungsmitteln (11, 21) zu einem von der Stärke und gegebenenfalls der Dauer des Fehlerstroms abhängigen Zeitpunkt ausgelöst wird, sofern der Schwellwert nicht überschritten ist.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausschalten des Schalters überwacht wird und die Sicherung (1315, 2325) durch die Steuerungsmittel (11, 21) ausgelöst wird, sobald festgestellt wird, dass der Schalter nicht ausgeschaltet wurde, obwohl er von den Steuerungsmitteln (11, 21) ausgeschaltet werden sollte.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Fehlerstrom sofort unterbrochen wird, sobald ein externes Signal zur Schnellauslösung an den Steuerungsmitteln (11, 21) anliegt.
  9. Steuerungsmittel zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch Mittel zum Überwachen des durch die Sicherung (1315, 2325) fließenden Stroms und mindestens einen ersten Auslösekreis (1B, 2B), um ein mechanisches Auslösen einer mit den Steuerungsmitteln (11, 21) verbundenen Sicherung (1315, 2325) zu bewirken, wenn ein Fehlerstrom eine kritische Größe erreicht hat.
  10. Steuerungsmittel nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch einen zweiten Auslösekreis (1A, 2A), um ein Schalten eines mit den Steuerungsmitteln (11, 21) verbundenen Schalters zu bewirken.
  11. Steuerungsmittel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Auslösen des Schalters eine Überstromstufe aufweisen, in der die Ausschaltkriterien für das gesteuerte Ausschalten des Schalters einschließlich des Schwellwerts einstellbar sind.
  12. Steuerungsmittel nach Anspruch 10 oder 11, gekennzeichnet durch eine Kurzschlussstufe, in der die Auslösekriterien für das gesteuerte Auslösen der Sicherung (1315, 2325) einstellbar sind.
  13. Steuerungsmittel nach einem der Ansprüche 9 bis 12, gekennzeichnet durch einen Signaleingang für ein externes Schnellauslösesignal zum Bewirken einer sofortigen Unterbrechung des Stroms durch Ausschalten des Schalters oder Auslösen der Sicherung (1315, 2325).
  14. Steuerungsmittel nach einem der Ansprüche 9 bis 13, gekennzeichnet durch Mittel zum elektrischen, pneumatischen oder mechanischen Betätigen der Sicherung (1315, 2325) und/oder des Schalters.
  15. Hochspannungsgeeignete Sicherung mit Mitteln zum mechanischen Trennen des Sicherungsleiters, gekennzeichnet durch einen Anschluss für externe Steuerungsmittel (11, 21) zum Auslösen der mechanischen Trennung des Sicherungsleiters.
  16. Sicherung nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch Mittel zum Umsetzen eines über den Anschluss erhaltenen elektrischen Steuersignals in eine Kraft, die ausreichend ist, den Sicherungsleiter mechanisch zu durchtrennen.
  17. Sicherung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Hochspannungs-Hochleistungs-Sicherung, insbesondere als Ganzbereichssicherung, ausgebildet ist.
  18. Unterbrechungseinrichtung, gekennzeichnet durch eine Sicherung (1315, 2325) nach einem der Ansprüche 15 bis 17, und durch mit der Sicherung (1315, 2325) verbundene Steuerungsmittel (11, 21) nach einem der Ansprüche 9 bis 14.
  19. Unterbrechungseinrichtung nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch mindestens einen ansteuerbaren, zum Unterbrechen von Strom bei Hochspannung geeigneten Schalter, der mit den Steuerungsmitteln (11, 21) in Verbindung steht.
  20. Unterbrechungseinrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter ein Lasttrennschalter ist.
  21. Unterbrechungseinrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, gekennzeichnet durch eine zwischen die Steuerungsmittel und die Sicherung (1315, 2325) geschaltete Betätigungseinrichtung (16).
  22. Unterbrechungseinrichtung nach Anspruch 21, gekennzeichnet durch einen Signalwandler in der Betätigungseinrichtung (16), insbesondere einen Elektromagneten, der ein Signal der Steuerungsmittel in eine Bewegung eines Betätigungsmittels zum Auslösen der Sicherung (1315, 2325) umsetzt.
  23. Unterbrechungseinrichtung nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung (16) mit einem isolierenden Material ausgestaltet ist.
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