(19)
(11) EP 0 338 374 A2

(12) EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG

(43) Veröffentlichungstag:
25.10.1989  Patentblatt  1989/43

(21) Anmeldenummer: 89106315.8

(22) Anmeldetag:  10.04.1989
(51) Internationale Patentklassifikation (IPC)4H01H 33/59
(84) Benannte Vertragsstaaten:
CH DE FR GB IT LI

(30) Priorität: 16.04.1988 DE 3812734

(71) Anmelder: Asea Brown Boveri Aktiengesellschaft
D-68309 Mannheim (DE)

(72) Erfinder:
  • Thies, Bernhard, Dr.
    D-8757 Karlstein (DE)
  • Scharf, Rainer
    D-6464 Linsengericht-Altenhasslau (DE)
  • Schott, Eberhard
    D-8759 Hösbach (DE)

(74) Vertreter: Rupprecht, Klaus, Dipl.-Ing. et al
c/o ABB Patent GmbH, Postfach 10 03 51
68128 Mannheim
68128 Mannheim (DE)


(56) Entgegenhaltungen: : 
   
       


    (54) Verfahren und Einrichtung zur Steuerung einer Antriebseinrichtung eines Mittel- oder Hochspannungsschaltgerätes


    (57) Verfahren und Einrichtung zur Steuerung einer An­triebseinrichtung eines Mittel- oder Hochspannungs­schaltgerätes
    Bei einem Mittel- oder Hochspannungsschaltgerät besteht die Aufgabe durch Verbesserung der Steue­rung und Überwachung des Schaltgerätes einschließ­lich Antriebseinrichtung die Schalterbelastung zu verringern und die Verfügbarkeit bzw. deren Überwa­chung zu verbessern.
    Diese Aufgabe wird durch Ermittlung eines optimalen Zeitpunktes (tEV, tAV) zum Einschalten bzw. zum Ausschalten des Schaltgerätes (1) gelöst, wodurch sich eine minimale Lichtbogenzeit ergibt. Außerdem wird mit Hilfe einer elektronischen Antriebssteue­reinrichtung (11) und verschiedenen Sensoren (13...17) eine ständige Diagnose der Verfügbarkeit des Schaltgerätes (1) durchgeführt.
    Die Erfindung läßt sich in Schalteinrichtungen der Mittel- und Hochspannungstechnik anwenden.
    Signifikant ist Fig. 3.




    Beschreibung


    [0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steue­rung einer Antriebseinrichtung eines Mittel- oder Hoch­spannungsschaltgerätes gemäß dem Oberbegriff des An­spruchs 1. Außerdem bezieht sich die Erfindung auf eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

    [0002] Beim Einschalten von Mittel- und Hochspannungsschaltge­räten entsteht bei einem von der Schalterkonstruktion und der Spannungshöhe abhängigen Kontaktabstand, der soge­nannten Vorzunddistanz, ein Lichtbogen, da bei diesem Kontaktabstand die Isolierfähigkeit des Löschmittels nicht mehr ausreicht. Dies führt über der Schaltstrecke zu einem Spannungszusammenbruch mit hohem du/dt, wodurch Wanderwellen im Netz entstehen, die andere Netzkomponen­ten beanspruchen. Beim Ausschalten, insbesondere beim Ausschalten eines Kurzschlußstromes, werden die Schalt­kontakte erheblich belastet, da das Löschen des beim Ausschalten entstehenden Lichtbogens eine gewisse Zeit dauert, die sich aus der Mindest-Löschzeit und der ver­bleibenden Zeit bis zum nächsten Nulldurchgang des Wech­selstromes zusammensetzt. Die Schaltgeräte müssen den daraus resultierenden Belastungen gerecht werden und entsprechend aufwendig ausgeführt sein.

    [0003] Ein weiteres Problem besteht bei bekannten Schaltgeräten darin, daß Störungen an der Schalterantriebseinrichtung sowie sonstige fehlende Voraussetzungen für einen stö­rungsfreien Schaltbetrieb weitgehend unerkannt bleiben und somit das Schaltgerät im entscheidenden Augenblick versagen kann. Um dem vorzubeugen, müssen häufig War­tungsarbeiten durchgeführt werden, auch wenn kein kon­kreter Anlaß dazu besteht. Die weitaus häufigsten Schalthandlungen im Netz sind erforderlich, um Schalter "freizuschalten" für Reparaturarbeiten.

    [0004] Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Steuerung der Antriebseinrichtung eines Mittel- oder Hochspannungsschaltgerates anzugeben, das zu einer Verringerung der Schalterbelastung führt. Au­ßerdem soll eine Einrichtung zur Durchführung des Ver­fahrens angegeben werden. Schließlich soll das Verfahren und die Einrichtung eine bessere Überwachung des Schalt­gerätes bzw. seines Zustandes ermöglichen.

    [0005] Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren nach dem Oberbeg­riff des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkma­le gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sowie eine Ein­richtung zur Durchführung des Verfahrens sind in weite­ren Ansprüchen angegeben.

    [0006] Der Erfindung liegt die Überlegung zugrunde, daß sich durch weitergehende Informationserfassung und -verarbei­tung bei Schaltgeräten eine Verbesserung der Verfügbar­keit, eine Verlängerung der Lebensdauer und schließlich eine Einsparung an Material erzielen lassen sollten. Diese Ziele lassen sich erreichen, durch Erfassen des zeitlichen Verlaufs von Strom und Spannung und Berech­nung von optimalen Zeitpunkten zum Einschalten oder Aus­schalten des Schaltgerätes um die Lichtbogenzeit zu mi­nimieren. Außerdem lassen sich durch Erfassung von cha­rakteristischen Größen der Schalteinrichtung, beispiels­weise zur Beurteilung des Zustandes eines Löschmediums, und durch Überwachung der Schalterbewegung fehlerhafte Zustände frühzeitig erkennen und melden.

    [0007] Bei bekannten Schalterantriebssteuerungen wird ein Ein­schaltbefehl unverzögert und damit ohne Berücksichtigung des zeitlichen Verlaufs der Spannung an den Schaltkon­takten zur Antriebseinrichtung durchgeschaltet. Wenn nicht zufällig die zu schaltende Wechselspannung im ent­scheidenden Augenblick, d.h. wenn die Kontakte die soge­nannte Vorzünddistanz erreicht haben, einen Nulldurch­gang aufweist, entsteht ein Lichtbogen. Dabei entsteht eine Schaltüberspannung im Netz, die man mit Hilfe von Einschaltwiderständen begrenzt. Mit der Erfindung wird vorgeschlagen, den Spannungsverlauf an den noch offenen Kontakten meßtechnisch zu erfassen, den optimalen Zeit­punkt zum Einschalten zu berechnen und entsprechend ver­zögert die Durchschaltung eines anstehenden Einschaltbe­fehls auf den Schalterantrieb vorzunehmen.

    [0008] Ein Ausschaltbefehl wird bei bekannten Verfahren eben­falls unverzögert auf den Schalterantrieb gegeben. Dies ist unkritisch, wenn lediglich ein Betriebsstrom abzu­schalten ist. Wenn jedoch ein Kurzschlußstrom abzuschal­ten ist, der mehr als eine Größenordnung höher als der Betriebsstrom sein kann, so kann die Belastung infolge einer langen Lichtbogenzeit sehr hoch sein. Zwar läßt sich die vom Schaltertyp abhängige minimale Lichtbogen­zeit nicht vermeiden, jedoch wird die Gesamtzeit des Lichtbogens wesentlich verlängert, wenn die Schaltkon­takte zu früh geöffnet werden, d.h. vor Abklingen des im Kurzschlußstrom enthaltenen Gleichstromanteils auf einen Wert, den das Schaltgerät abschalten kann. Mit der Er­findung wird vorgeschlagen, den Stromverlauf bei ge­schlossenen Kontakten meßtechnisch zu erfassen und einen Schaltbefehl in solcher Weise verzögert wirksam werden zu lassen, daß sich als Gesamtlöschzeit etwa die minima­le Lichtbogenzeit ergibt. Das Schaltgerät muß somit nur für diesen definierten Fall und nicht für mögliche Ex­tremfälle konzipiert werden.

    [0009] Die für die Ermittlung der verfahrensgemäßen Verzöge­rungszeiten beim Einschalten und Ausschalten vorgesehe­nen Einrichtungen zur Erfassung und Verarbeitung von Daten lassen sich vorteilhaft zur Eigenüberwachung des Schaltgerätes und seiner Antriebseinrichtung nutzen.

    [0010] Eine genauere Beschreibung der Erfindung erfolgt anhand der Zeichnung und eines darin dargestellten Ausführungs­beispiels für eine Einrichtung zur Durchführung des er­findungsgemäßen Verfahrens.

    [0011] Es zeigen:

    Fig. 1 den zeitlichen Verlauf der Spannung an den geöffneten Kontakten eines Schaltgerätes sowie den zeitlichen Verlauf der optimal gesteuerten Schaltkontaktbewegung beim Einschalten,

    Fig. 2 den zeitlichen Verlauf eines Kurzschlußstromes und die Festlegung eines optimalen Zeitpunktes für die Abschaltung dieses Stromes,

    Fig. 3 eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens



    [0012] Anhand der Fig. 1 wird das erfindungsgemäße Vorgehen beim Einschalten erläutert. Dort ist der Verlauf einer Wechselspannung u über die Zeit t aufgetragen, die an den geöffneten Kontakten des Schaltgerätes gemessen wird. Außerdem ist die Kontaktbewegung dargestellt durch Angabe einer Kontaktstellung S in Abhängigkeit von der Zeit t. Die Kontaktstellung S wechselt beim Einschalten von einer Offen-Stellung O in eine Geschlossen-Stellung G, wobei während des Übergangs eine der Vorzünddistanz Z entsprechende Stellung erreicht wird.

    [0013] In Fig. 1 ist beispielhaft ein Zeitpunkt tE eingetragen, zu dem ein Einschaltbefehl E auftritt. In einer An­triebssteuereinrichtung wird eine Einschaltverzögerungs­dauer EV ermittelt, um die der Einschaltbefehl E ver­zögert wird und zu einem Zeitpunkt tEV an die Schalter­antriebseinrichtung weitergeleitet wird. Zur Ermittlung der Einschaltverzögerungsdauer EV wird der zeitliche Verlauf der Spannung u erfaßt und es werden die Zeit­punkte to der nächsten Nulldurchgänge berechnet. In der Steuereinrichtung ist eine Kontaktbewegungsdauer OZ ge­speichert, die erforderlich ist für eine Bewegung der Kontakte aus der Offen-Stellung O in die der Vorzünddi­stanz entsprechende Stellung. Außerdem ist eine Bewe­gungsverzugszeit B gespeichert, die vergeht ehe bei an der Antriebseinrichtung anstehendem Einschaltbefehl die Kontaktebewegung beginnt. Unter Berücksichtigung der gespeicherten Bewegungsverzugszeit B und der Kontaktbe­wegungsdauer OZ wird der nächste mögliche Zeitpunkt to ausgewählt und die Einschaltverzögerungsdauer EV so festgelegt, daß zum gewählten Zeitpunkt to des Span­nungsnulldurchgangs gerade die Vorzünddistanz Z der Kon­takte erreicht wird.

    [0014] In Fig. 2 ist dargestellt,wie nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ein optimaler Zeitpunkt zum Abschalten eines Kurzschlußstromes gefunden wird. In Fig. 2 ist ein Strom i über der Zeit t aufgetragen, wobei es sich um den zeitlichen Verlauf eines Kurzschlußstromes handelt, der in typischer Weise einen abklingenden Gleichstromanteil DC enthält. Der zeitliche Verlauf des Stroms i wird zu­nächst meßtechnisch erfaßt und es wird im dargestellten Beispiel angenommen, daß zu einem Zeitpunkt tA ein Aus­schaltbefehlt A von einer übergeordneten Schutz- und Steuereinrichtung, z.B. einer Abzweigsteuerung oder übergeordneten Leiteinrichtung, an die Antriebssteue­reinrichtung gegeben wird. Daraufhin wird anhand des gemessenen Verlaufs des Stroms i und mit Hilfe eines gespeicherten Netzmodells ein voraussichtlicher weiterer Verlauf des Stroms i′ berechnet und sowohl ein Zeitpunkt tdc zu dem der Gleichstromanteil DC auf einen Wert abge­klungen sein wird, der von dem Schaltgerät abgeschaltet werden kann, als auch ein voraussichtlicher Zeitpunkt tio zu dem der Strom i′ nach dem Zeitpunkt tdc und un­ter Berücksichtigung einer minimalen Lichtbogenzeit TL erstmals durch Null gehen wird. Ausgehend von dem ermit­telten Zeitpunkt tio zu dem die Abschaltung erfolgt sein soll, wird rückwärts ein Zeitpunkt tAV errechnet, bis zu dem während einer Ausschaltverzögerungsdauer AV die Durchschaltung des anstehenden Ausschaltbefehls A auf die Antriebssteuereinrichtung verzögert wird. Dabei wird die minimale Lichtbogenzeit TL berücksichtigt und eine Schaltereigenzeit BA, die beide vom Schaltertyp abhängen und deren Werte in der Steuereinrichtung gespeichert sind. Wenn der Gleichstromanteil DC sehr klein ist und ein schnell arbeitendes Rechenverfahren zur Feststellung der Unterschreitung des vorgegebenen Grenzwertes dc be­nutzt wird, kann der errechnete Zeitpunkt tAV vor dem Zeitpunkt tA liegen. In diesem Fall muß bei der Wahl des Zeitpunkts tio zusätzlich die Schaltereigenzeit BA be­rücksichtigt werden.

    [0015] Der so ermittelte Zeitpunkt tAV ist der optimale Zeit­punkt zur Einleitung des Abschaltvorganges, da damit der frühest mögliche Zeitpunkt für eine Abschaltung mit mi­nimaler Lichtbogenzeit gefunden ist. Eine frühere Ab­schaltung führt zu einer längeren Lichtbogendauer und damit zu verstärktem Abbrand.

    [0016] Es versteht sich, daß die mit dem erfindungsgemäßen Ver­fahren angestrebte schonende Betriebsweise des Schaltge­rätes nur gewährleistet ist, wenn der zeitliche Verlauf des Stromes und der Spannung korrekt erfaßt werden. Des­halb wird vorgeschlagen, eine Eigendiagnose der erfor­derlichen Meßeinrichtung vorzusehen und bei festgestell­ten Mängeln eine Schalthandlung zu sperren.

    [0017] In Fig. 3 ist das Konzept einer Einrichtung zur Durch­führung des beschriebenen Steuerungsverfahrens darge­stellt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Schaltgerät 1 mit einer Unterbrechereinheit 2 vorgese­hen, die mit Hilfe einer Isoliereinrichtung 3 gegen eine auf Erdpotential befindlichen Antriebseinrichtung 4 iso­liert ist. Die Erfindung läßt sich jedoch auch bei einer Anordnung der Antriebseinrichtung auf Hochspannungspo­tential realisieren.

    [0018] Die Antriebseinrichtung 4 ist über ein elektrisch iso­lierendes Schaltgestänge 5 mit der Unterbrechereinheit 2 verbunden. Die Antriebseinrichtung 4 enthält in üblicher Weise eine Auslöseeinheit 6 für den Ein- und Ausschalt­vorgang, eine Energie-Nachladeeinheit 7, eine Schalter­stellungserfassung 8, eine Vorort-Steuerung 9 und eine Notbetriebseinrichtung 10.

    [0019] Die Antriebseinrichtung 4 ist mit einer elektronischen Steuereinrichtung 11 verbunden, die zweckmäßig als spei­cherprogrammierte Steuerung (SPS) ausgeführt ist. Die Steuereinrichtung 11 ist ihrerseits mit einer übergeord­neten Schutz- und Steuereinrichtung 12 verbunden. Außer­dem ist die Steuereinrichtung 11 mit Spannungssensoren 13, einem Stromsensor 14, Stellungsmeldern 15, einem Drucksensor 16 zur Erfassung des Druckes eines gasförmi­gen Löschmittels, und einem Temperatursensor 17 zur Er­fassung der Umgebungstemperatur uber Lichtwellenleiter 18 verbunden. Die Verbindungen zwischen Steuereinrich­tung 11 und Antriebseinrichtung 4 sowie zwischen Schutz- und Steuereinrichtung 12 und Steuereinrichtung 11 sind zweckmäßig als BUS-Systeme 19 ausgeführt. Für die BUS-­Systeme 19 sind Koaxialleitungen oder Lichtwellenleiter geeignet. Anstelle eines BUS-Systems konnen auch mehra­drige Verbindungsleitungen vorgesehen werden.

    [0020] Mit Hilfe der Steuereinrichtung 11 kann die Funktions­tüchtigkeit der Sensoren 13....17 ständig überwacht wer­den. Im Störungsfall kann eine Meldung an die übergeord­nete Schutz- und Steuereinrichtung 12 erfolgen.

    [0021] Mit Hilfe des Stromsensors 14, des Drucksensors 16 und des Temperatursensors 17 kann von der Steuereinrichtung 11 auf vorteilhafte Weise der absolute Wert der Gasdich­te des Löschmediums ermittelt werden. Der absolute Wert der Gasdichte des Löschmediums ist eine wichtige Größe, die die Funktion der Unterbrechereinheit 2, insbesondere beim Ausschalten von Kurzschlußströmen sicherstellt. Dazu wird vor der Inbetriebnahme des Schaltgerätes 1 der mathematische Zusammenhang zwischen Betriebsstrom und Umgebungstemperatur einerseits und der Temperatur des Löschmediums andererseits festgestellt und das Ergebnis in einem Datenspeicher der Steuereinrichtung 11 abge­legt. Außerdem ist dort ein Mollier-Diagramm abgelegt. Mit Hilfe des Mollier-Diagramms kann aus dem gemessenen Druck des Löschmediums und der Löschmitteltemperatur der jeweilige absolute Wert der Gasdichte ermittelt werden. Dabei wird die Löschmitteltemperatur jeweils errechnet mit Hilfe des gespeicherten mathematischen Zusammenhangs zwischen Löschmitteltemperatur und gemessenen Werten für den Betriebsstrom und die Umgebungstemperatur.

    [0022] Weiterhin kann auf vorteilhafte Weise mit Hilfe der Stellungsmelder 15 die Schalterstellung überprüft wer­den, die aufgrund der Vorgabe an die Antriebseinrichtung 4 erreicht sein soll. Dazu sind die Stellungsmelder mög­lichst nahe an der Unterbrechereinheit 2 und damit an deren Schaltkontakten 20 angeordnet. In der dargestell­ten Ausführung sind die Stellungsmelder 15 an Kupplungs­stellen 21 des Schaltgestänges 5 angeordnet, wodurch auch ein Bruch des Schaltgestanges 5 erfaßt wird. Die Stellungsmelder 15 können beispielsweise als Reflexions­lichtschranken oder als induktive bzw. kapazitive Näher­ungsschalter ausgeführt sein.

    [0023] Während einer Ein- und Aus-Schaltung kann mit Hilfe der Stellungsmelder 15 die Reaktionzeit des Schaltgerätes 1 und die mittlere Geschwindigkeit der Schaltkontakte 20 der Unterbrechereinheit 2 rechnerisch ermittelt werden. Ein Vergleich mit vorgegebenen Sollwerten innerhalb ei­nes Toleranzbandes erlaubt ein frühzeitiges Erkennen von Unregelmäßigkeiten am Schaltgerät 1 und der Antriebsein­richtung 4. Die Steuereinrichtung 11 meldet die erkannte Unregelmäßigkeit uber den bidirektionalen BUS 19 der übergeordneten Schutz- und Steuereinrichtung 12. Diese Selbsdiagnose des Schaltgerätes führt zu einer wesent­lich höheren Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit des Schaltgerätes als es heute üblich ist. Wartungsinterval­le müssen nicht mehr nach einer bestimmten Anzahl von Schalthandlungen durchgeführt werden, sondern sind nur dann erforderlich, wenn aufgrund der Selbstdiagnose des Schaltgerätes ein Wartungsbedarf erkannt wird. Dies ist ein entscheidender wirtschaftlicher Vorteil für den Be­trieb des Schaltgerätes.

    [0024] Die Ausführung der Energie-Nachladeeinheit 7 hängt vom Typ und der Konstruktion des Antriebssystems ab, d.h. in welcher Art die Energiespeicherung durchgeführt wird. Die Energiespeicherung kann in Form einer mechanischen Speicherung mittels Federn oder in Form einer Speiche­rung eines unter Druck gesetzten Gasvolumens ausgebildet sein. Entsprechend dazu werden nicht dargestellte zu­sätzliche Sensoren für die Erfassung des Energieinhaltes der Speichereinrichtung verwendet. Für einen bestimmten Schaltzyklus wird dem Energiespeicher eine bestimmte En­ergiemenge entnommen. Die in der Regel gespeicherte En­ergie reicht für einen Zyklus, z.B. Aus-Ein-Aus-Schal­tung aus, in Sonderfällen auch für Ein-Aus-Ein-Aus-Zyk­len. Auf vorteilhafte Weise kann die nach einem durchge­führten Schaltzyklus nachzuladende Energie von der Steu­ereinrichtung 11 überwacht werden und mit Sollwerten innerhalb eines Toleranzbandes abgeglichen werden. Als Kriterium für die Überwachung wird zweckmäßig die Lade­zeit für die Energiezufuhr in den Energiespeicher heran­gezogen. Damit ist über die Selbstdiagnose sicherge­stellt, daß Unregelmäßigkeiten frühzeitig erkannt und gemeldet werden.

    [0025] In das Diagnosesystem wird zweckmäßig auch eine Überwa­chung der Auslöseeinheit 6 einbezogen, deren Ausführung von der Konzeption des Antriebssystems abhängt. Mit Hil­fe der Steuereinrichtung 11 und der angeschlossen Senso­ren kann insgesamt eine umfangreiche Selbstdiagnose des Gerätezustandes durchgeführt werden und es können Daten fur eine dezentrale Betriebserfassung zur Verfügung ge­stellt werden.

    [0026] Auch wenn nicht von dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Optimierung von Schaltzeitpunkten Gebrauch gemacht wird, bzw. nicht von allen Verfahrensteilen, so führt bereits die Verwendung einer speicherprogrammierten Steuerung zur Steuerung der Antriebseinrichtung zu einer wesentli­chen Verbesserung der Verfügbarkeit und einer verbesser­ten Möglichkeit zur Überwachung des Zustands des Schalt­gerätes und seines Antriebs. Es können eine Reihe von mechanischen und elektromechanischen Komponenten konven­tioneller Antriebssteuerungen ersetzt und in Verbindung mit entsprechenden Sensoren Überwachungsfunktionen rea­lisiert werden.


    Ansprüche

    1. Verfahren zur Steuerung einer Antriebseinrich­tung eines Mittel- oder Hochspannungsschaltgerätes für Wechselspannung, wobei durch die Antreibseinrichtung bei in einer Antriebssteuereinrichtung eingegebenem Ein­schaltbefehl wenigstens einer der Schaltkontakte des Schaltgerätes auf einen anderen Schaltkontakt zu bewegt wird und entsprechend bei einem Ausschaltbefehl wenig­stens einer der Schaltkontakte von einem anderen Schalt­kontakt weg bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß

    a) bei zu einem Zeitpunkt (tE) eingegebenem Einschalt­befehl (E)
    - der zeitliche Verlauf derjenigen Wechselspan­nung (u) erfaßt wird, die über den geöffneten Kontakten (20) anliegt und aus der gemessenen Wechselspannung (u) Zeitpunkte (to) der fol­genden Spannungsnulldurchgänge errechnet wer­den und
    - ein Zeitpunkt (tEV) errechnet wird, bis zu dem eine Durchschaltung des eingegebenen Ein­schaltbefehls (E) auf die Antriebseinrichtung (4) etwa verzögert wird, wobei der Zeitpunkt (tEV) um eine Schalterzeit (TS) versetzt vor demjenigen Spannungsnulldurchgangszeitpunkt (to) liegt, der mindestens um die Schalterzeit (TS) versetzt dem Eingabezeitpunkt (tE) des Einschaltbefehls (E) folgt und wobei die Schalterzeit (TS) der Summe einer Bewegungs­verzugszeit (BE) der Schaltkontakte (20) nach dem Durchschaltezeitpunkt (tEV) des Einschalt­befehls (E) und einer Kontaktbewegungsdauer (OZ) entspricht, die benötigt wird zur Bewe­gung der Kontakte aus einer Offen-Stellung (0) in eine Vorzünddistanz-Stellung (Z) und

    b) bei aufgrund eines Kurzschlusses eingegebenem Aus­schaltbefehl (A) zu einem Zeitpunkt (tA) die Durch­schaltung des Befehls (A) auf die Antriebseinrich­tung (4) um eine Ausschaltverzögerungsdauer (AV) verzögert wird, wobei die Ausschaltverzögerungsdau­er (AV) wie folgt ermittelt wird:
    - es wird der zeitliche Verlauf des Stroms (i) bei geschlossenen Kontakten (20) gemessen und daraus der voraussichtliche weitere Verlauf des Stromes (i′) sowie eines darin enthaltenen Gleichstromanteils (DC) errechnet;
    - wenn der Gleichstromanteil (DC) auf einen vor­gegebenen Wert (dc) abgeklungen ist, wird ein Zeitpunkt (tio) des Nulldurchgangs des errech­neten Stroms (i′) berechnet, der mindestens um eine Lichtbogenzeit (TL) versetzt folgt;
    - ausgehend von diesem Nulldurchgangszeitpunkt (tio), zu dem der Strom (i) abgeschaltet sein soll, wird unter Berücksichtigung der Lichtbo­genzeit (TL) und einer Schaltereigenzeit (BA) ein Zeitpunkt (tAV) für die Weiterleitung des Ausschaltbefehls (A) an die Antriebseinrich­tung (4) ermittelt und die Ausschaltverzöge­rungsdauer (AV) als Differenz zwischen dem Weiterleitungszeitpunkt (tAV) und dem Ein­schaltbefehlszeitpunkt (tE) errechnet, wobei bei negativer Differenz die Berechnung des Weiterleitungszeitpunkts (tAV) wiederholt wird, ausgehend von einem neuen Nulldurch­gangszeitpunkt (tio), der mindestens um die Lichtbogenzeit (TL) und die Schaltereigenzeit (BA) versetzt auf den Zeitpunkt folgt, zu dem der Gleichstromanteil (DC) mindestens auf den vorgegebenen Wert (dc) abgeklungen ist.


     
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­net, daß zur Feststellung des zeitlichen Verlaufs der Spannung (u) und des Stroms (i) eine Mehrfachabtastung der gemessenen Spannungs- und Stromsignale innerhalb einer Periode erfolgt und die gemessenen Werte digitali­siert werden.
     
    3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­kennzeichnet, daß die Funktionstüchtigkeit der Antriebs­einrichtung (4), der Steuereinrichtung (11) und der Sen­soren (13...17) ständig überwacht und Störungen gemeldet werden.
     
    4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­durch gekennzeichnet, daß der absolute Wert der Dichte eines gasförmigen Löschmittels ermittelt wird, durch
    - Messung des Betriebsstromes und der Umgebungstempe­ratur und Umrechung dieser Meßwerte mit Hilfe eines gespeicherten mathematischen Zusammenhangs in eine Löschmitteltemperatur und
    - Messung des Löschmitteldruckes sowie Verknüpfung dieses Meßwertes mit der errechneten Löschmittel­temperatur mit Hilfe eines gespeicherten Mollier-­Diagramms.
     
    5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­durch gekennzeichnet, daß aus den Signalen von Stel­lungsmeldern (15) am Schaltgerät (1) eine mittlere Ge­schwindigkeit der Schaltkontaktebewegung während des Ein- und Ausschaltens ermittelt wird und die ermittelte Geschwindigkeit mit einem gespeicherten zulässigen Ge­schwindigkeitsbereich verglichen wird.
     
    6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­durch gekennzeichnet, daß die erforderliche Zeit zur Nachladung einer mechanisch gespeicherten Schalteran­triebsenergie für Diagnoszwecke überwacht wird.
     
    7. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei einem Schaltgerät (1) mit Antriebseinheit (4) von einer übergeordneten Schutz- und Steuereinrichtung (12) Schaltbefehle (E,A) zugeführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektronische Steuereinrichtung (11) vorgesehen ist, der die Schaltbe­fehle (E,A) sowie Meßsignale (u,i) von am Schaltgerät (1) angeordneten Strom- und Spannungssensoren(13,14) als Eingangsgrößen zugeführt sind und die Schaltbefehle (E,-­A) nach Ablauf von ermittelten Verzögerungszeiten (EV,-­AV) an die Antriebseinrichtung (4) weiterleitet.
     
    8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­zeichnet, daß als elektronische Steuereinrichtung (11) eine speicherprogrammierte Steuerung vorgesehen ist.
     
    9. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch ge­kennzeichnet, daß Stellungsmelder (15) vorgesehen sind, die im Bereich von Kupplungsstellen (21) eines Schaltge­stänges (5) angeordnet sind und die Bewegung des Schalt­gestanges (5) überwachen.
     
    10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Drucksensor (16) zur Erfassung des Löschmitteldruckes und ein Temperatursen­sor (17) zur Erfassung der Umgebungstemperatur vorgese­hen sind.
     
    11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbindung zwischen Sen­soren (13 bis 17) Lichtwellenleiter (18) vorgesehen sind.
     
    12. Einrichtung zur Steuerung eines Antriebs eines Mittel- oder Hochspannungsschaltgerates, dadurch gekenn­zeichnet, daß diese Steuereinrichtung als speicherpro­grammierbare Steuerung ausgeführt ist und mit ihr wenig­stens eine der Funktionen Schalterstellungserfassung, Schaltverriegelung, Einschalt- und Ausschalt-Auslösung, Schalterantriebsenergienachladung, Schalter- und An­triebs-Zustandsdiagnose, und Löschmittelzustandserfas­sung realisiert ist.
     




    Zeichnung