DE2833973C2 - Einrichtung zur Stellungsanzeige und zum Schaltfehlerschutz bei Hochspannungschaltgeräten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Stellungsanzeige und zum Schaltfehlerschutz bei Hochspannungsschaltgeräten, mit einem Stellungsmelder und mit an den Stellungsmelder angeschlossenen Signalübertragungsstrecken, wobei der Stellungsmelder vorzugsweise drei Schaltstellungen (Ein, Störung, Aus) aufweist und ohne äußere Krafteinwirkung federnd in der mittleren Schaltstellung (Störung) haltbar ist.

Einrichtungen der in Rede stehenden Art dienen dazu, in Hochspannungsanlagen Fehlschaltungen zu vermeiden und haben insbesondere die Aufgabe, Verriegelungsbedingungen verschiedener Geräte zusammenzufassen, um damit den Schaltvorgang eines bestimmten Schalters freizugeben oder zu verhindern. Dabei kann es sieb um Leistungsschalter, Trennschalter, Lasttrennschalter oder Erdungsschalter handeln.

Bevor ein Schaltvorgang freigegeben wird, müssen die Schaltstellungen anderer Geräte des gleichen Abzweiges sowie anderer Schalter in der Gesamtanlage als fehlerfrei gemeldet und die Meldungen logisch verknüpft werden. Hierzu benutzt man Meldeschalter, die mechanisch mit den Schaltgeräten gekuppelt sind, und besondere Signaleinrichtungen, die von den Meldeschaltern der Schaltgeräte beeinflußt werden.

Beim Übergang von elektromechanischen Bauelementen, vorwiegend Relais, auf elektronische Bauelemente ergibt sich das Problem störender Überspannungen und Wanderwellen in den Hilfsstromkreisen. Impulse und induzierte Überspannungen führen dazu, daß Halbleitersysteme ausfallen oder eine falsche Kontaktstellung vortäuschen. Um diese Fehler auszuschließen, hat man sowohl zusätzliche Beschaltungs- und Abschirmmaßnahmen vorgesehen als auch Zweitsysteme eingebaut, die bei Ausfall der Erstsysteme einspringen oder ständig mitlaufen. Im letzteren Fall gilt eine Anlage nur solange als ungestört, wie die überwachten Signale

ίο des Erst- und Zweitsystems übereinstimmen. Die Bereitstellung von Mehrfachsystemen verteuert die Anlage ganz erheblich.

Da man neuerdings die Steuerungen in Hochspannungsschaltanlagen zur Einsparung von Signalleitungen dezentral aufbaut und dabei in den dezentralisierten Steuer- und Überwachungseinheiten Kleinrechner einsetzt, sind diese Steuerungen in besonderem Maße den Gefahren atmosphärischer oder durch Schalthandlungen erzeugter Überspannungen ausgesetzt

Die im Stand der Technik bekannten Stellungsmelder für Hochspannungsschaltgeräte, von denen die Erfindung ausgeht (vgl. die Literaturstelle »Siemens-Zeitschrift« 49 (1975) Heft 4, Seite 250 bis 253), arbeiten mit Tauchankern und durch die Bewegung der Tauchanker gesteuerter Relais. Neben Relais sind hierbei auch schon elektronische Schaltgeräte verwendet worden. Abgesehen von den zuvor ausführlich erläuterten Schwierigkeiten besteht bei der angesprochenen Tendenz, dezentralisierende Steuer- und Überwachungseinheiten mit eigenen Kleinrechnern — Mikroprozessoren — einzusetzen, der Wunsch, ein größeres Informationsvolumen bei größtmöglicher Variabilität auch über derartige Stellungsmelder zu übertragen bzw. von derartigen Stellungsmeldern zu erzeugen, wobei hier ganz besonders eine geringe Störanfälligkeit anzustreben ist.

Im übrigen ist bei einer gattungsmäßig abweichenden Einrichtung, nämlich einer Leseeinrichtung für Datenverarbeitungsanlagen (vgl. die US-PS 24 25 006), eine zwischen Lichtsendern und Lichtempfängern angeordnete, mit Lichtdurchtrittsöffnungen versehene Codierblende bekannt, die für unterschiedliche Informationen verschiebbar ist. Mit Einrichtungen der in Rede stehenden Art hat dies nichts zu tun. Auch zeigt diese Einrichtung eine Variationsmöglichkeit für Informationen Iediglich mit Hilfe der Codierblende, da auf allen vorgesehenen Positionen der matrixartig angeordneten Lichtsender und Lichtempfänger tatsächlich auch Lichtsender und Lichtempfänger vorgesehen sind.

Ausgehend vom eingangs erläuterten Stand der Technik liegt der Lehre der Erfindung nun die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der in Rede stehender. Art anzugeben, bei der von einem und über einen Stellungsmelder eine große Zahl von weitgehend variablen Informationen bei größtmöglicher Störsicherheit abgegeben bzw. übermittelt werden kann.

Die erfindungsgemäße Einrichtung, bei der die zuvor aufgezeigte Aufgabe gelöst ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß der Stellungsmelder mit an den Enden der Signalübertragungsstrecken angeordneten Lichtsendern und Lichtempfängern sowie einer im Strahlengang von den Lichtsendern zu den Lichtempfängern angeordneten, mit Lichtdurchtrittsbohrungen od. dgl. versehenen Codierblende versehen ist, daß beidseits der Codierblende Tragplatten mit vorzugsweise rasterartig angeordneten Aufnahmebohrungen angeordnet und die Lichtsender und Lichtempfänger auswechselbar in die Aufnahmebohrungen eingesetzt sind und daß die Codierblende entsprechend dem Wechsel der Schaltstel-

lung des Stellungsmelders verstellbar ist.

Bei der beanspruchten Einrichtung wird eine optoelektronische Übermittlung von Informationen verwirklicht Dabei kann weitgehend störungsfrei ein größtmögliches Informationsvolumen bewältigt werden. Für eine weitestgehende Variabilität bei den Informationen ist dadurch gesorgt, daß eine dreifache Variationsmöglichkeit besteht Eine erste Variation der Information ist durch die unterschiedliche Anordnung der Lichtdurchtrittbbohrungen in der Codierbleniie möglieh. Eine zweite Variation der Information ist durch die Anordnung der Lichtsender in den unterschiedlichen Aufnahmebohrungen der entsprechenden Tragplatte möglich. Eine dritte Variation der Informationen läßt sich schließlich durch entsprechend unterschiedliche Anordnungen der Lichtempfänger in entsprechenden Aufnahmebohrungen der jeweiligen Tragplatte erzielen.

Die erfindungsgemäße Konstruktion stellt eine auf die besonderen Verhältnisse bei Einrichtungen der in Rede stehenden Art zugeschnittene Lösung dar, die nämlich der Tatsache Rechnung trägt, daß ein beüHbiges Auswechseln der Codierblende vielfach iiicht möglich ist, sondern Variationen der übertragenen Informationen möglichst auf andere Weise verwirklicht werden müssen. Dabei kommt der Ausgestaltung mit Tragplatten und in Aufnahmebohrungen eingesetzten Lichtsendern und Lichtempfängern in Verbindung mit als Lichtleitkabel ausgeführten Signalübertragungsstrecken eine besondere Bedeutung zu, da in diesem Fall lediglich die Endstücke der Lichtleitkabel in die Aufnahmebohrungen der jeweiligen Tragplatten eingesteckt werden müssen.

Hinsichtlich der Bewegung der Codierblende gibt es verschiedene Möglichkeiten. Zunächst ist es möglich, die Codierblende linear verschiebbar zu gestalten, was einer translatorischen Schaltbewegung des Stellungsmelders entspricht Einer rotatorischen Schaltbewegung des Stellungsmelders läßt sich dadurch Rechnung tragen, daß die Codierblende als um eine Drehachse drehbare Codierscheibe ausgebildet ist.

Bei den erfindungsgemäß vorgesehenen Signalübertragungsstrecken kann es sich durchaus um klassische Signalübertragungsstrecken handeln. Von besonderem Vorteil ist es aber, insbesondere aufgrund der optoelektronischen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Einrichtung, wenn die Signalübertragungsstrecken als Lichtleitkabel ausgeführt und die Lichtsender und Lichtempfänger von den Endstücken der Lichtleitkabel gebildet sind. Lichtleitkabel sind bekanntlich gegen eingestreute elektrische oder atmosphärische Störungen völlig unempfindlich. Da sie sehr kleine Durchmesser aufweisen, können auf kleinstem Raum viele Codierplätze untergebracht werden.

Der Aufbau der erfindungsgemäßen Einrichtung ist nicht auf eine bestimmte Betätigungsart beschränkt. Zweckmäßigerweise wird zwar eine elektromagnetische Betätigung des Stellungsmelders erfolgen, jedoch sind grundsätzlich auch handbetätigte, pneumatisch betätigte oder hydraulisch betätigte Stellungsmelder bei einer erfindungsgemäßen Einrichtung verwendbar.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer tediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigt

F i g. 1 in Draufsicht, teilweise geschnitten, ein Ausführungsbeispiel cinrr erfindungsgemäßen Einrichtung und

F i g. 2 einen Schnitt aurch den Gegenstand nach F i g. 1 entlang der Linie A-B.

Die in F i g. 1 schematisch dargestellte Einrichtung zur Stellungsanzeige und zum Schaltfehlerschutz bei Hochspannungsschaltgeräten weist eine Codierblende 1 mit rasterartig angeordneten Lichtdurchtrittsbohrungen 2 auf. Die Codierblende 1 ist mit der Achse 3 eines nicht dargestellten Schiebeschalters verbunden. Auf der Achse 3 des nicht dargestellten Schiebeschalters sind Eisenkerne 4,5 angeordnet die jeweils teilweise in feststehende Spulen 6, 7 eintauchen. Die Eisenkerne 4, 5 und die Spulen 6, 7 stellen Tauchankermagnete dar, die die Achse 3 und damit die Codierblende 1 linear, in F i g. 1 nach links oder rechts, verschieben können. Auf diese Weise ist ein Stellungsmelder 20 gebildet, der drei Schaltstellungen, nämlich die Schaltstellungen »Ein«, »Störung« und »Aus«, aufweist Ohne äußere Krafteinwirkung ist dieser Stellungsmelder 20 federnd in der mittleren Schaltstellung »Störung« haltbar, und zwar mittels einer Blattfeder 8. Bei Erregung der Spule 6 wird die Schalts'ellung »Aus«, bei Erregung der Spule 7 die Schaltstellung »Ein« eingenommen. Öle Bewegung der Achse 3 mit der Codierbiende i wird Gur<~h Endanschiäge 9, 10 begrenzt. Oberhalb und unterhalb der Codierblende 1 sind in F i g. 1 nicht dargestellte Tragplatten 11, 12 vorgesehen.

Fig.? zeigt in einem Schnitt die Gestaltung des in F i g. 1 dargestellten Stellungsmelders 20 etwas genauer. Deutlich erkennbar ist, wie die Codierblende 1 mit Lichtdurchtrittsbohrungen 2 versehen und mit der Achse 3 verbunden ist Beidseits der Codierblende 1 sind die Tragplatten 11,12 angeordnet, wobei diese Tragplatten 11, 12 rasteraritg angeordnete Aufnahmebohrungen aufweisen. In die Aufnahmebohrungen der Tragplatten 11,12 sind Endstücke von als Signalübertragungsstrekken 13 dienenden Lichtleitkabeln eingesetzt Diese Endstücke bilden Lichtsender 14 und Lichtempfänger 15. Die Signalübertragungsstecken 13 in Form der Lichtleitkabel sind mit mehr oder v/eniger weit entfernten Schalt- oder Steuergeräten verbunden. Die Endstücke dieser Signalübertragungsstrecken 13, also die Lichtsender 14 und Lichtempfänger 15, sind auswechselbar in den Aufnahmebohrungen eingesetzt

Durch die unterschiedliche Anordnung der Lichtdurchtrittsbohrungen 2 in der Codieiblende 1 ist eine erste Variation von zu übermittelnden Informationen möglich. Durch Anordnung der Lichtsender 14 in den unterschiedlichen Aufnahmebohrungen der Tragplatte 11 bzw. 12 ist eine zweite Variation der zu übermittelnden Informationen möglich. Schließlich ist eine dritte Variation der zu übermittelnden Informationen durch entsprechend unterschiedliche Anordnungen der Lichtempfänger 15 in den Aufnahmebohrungen der jeweiligen Tragplatte Ii, 12 erzielbar.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Stellungsanzeige und zum Schaltfehlerschutz bei Hochspannungsschaltgeräten, mit einem Stellungsmelder und mit an den Stellungsmelder angeschlossenen Signalübertragungsstrecken, wobei der Stellungsmelder vorzugsweise drei Schaltstellungen (Ein, Störung, Aus) aufweist und ohne äußere Krafteinwirkung federnd in der mittleren Schaltstellung (Störung) haltbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellungsmelder (20) mit an den Enden der Signalübertragungsstrecken (13) angeordneten Lichtsendern (14) und Lichtempfängern (15) sowie einer im Strahlengang von den Lichtsendern (14) zu den Lichtempfängern (15) angeordneten, mit Lichtdurchtrittsbohrungen (2) od. dgl. versehenen Codierblende (1) versehen ist, daß beidseits der Codierblende (1) Tragplatten (11,12) κι*, vorzugsweise rasterartig angeordneten Aufnahmeoohrungen angeordnet und die Lichtsender (14) und Lichtempfänger (15) auswechselbar in die Aufnahmebohrungen eingesetzt sind und daß die Codierblende (1) entsprechend dem Wechsel der Schaltstellung des Stellungsmelders (20) verstellbar ist.

2. Einrichtung nach Anspruch (, dadurch gekennzeichnet, daß die Codierblende (1) linear verschiebbar ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß d^;e Codierblende als um eine Drehachse drehbare Codierscheibe ausgebildet ist.

4. Einrichtung nach einem de-. Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalübertragungsstrecken (13) als Lichtleitkabel ausgeführt und die Lichtsender (14) und Lichtempfänger (15) von den Endstücken der Lichtleitkabel gebildet jind.