Verfahren zum Betrieb eines Leistungsschalters

Abstract

 

2.1 Es wird ein Verfahren beschrieben, das unter Verwendung eines Vakuumschalters induktive Stromkreise ohne störende Über­spannungen zu unterbrechen vermag.

2.2 Der Schaltvorgang des Vakuumschalters (2) wird durch ein Aus­lösesteuergerät (4) beeinflußt, dem ein Meßwert des Auslösever­zuges des Vakuumschalters vom Zeitpunkt der Abgabe des Auslöse­signals bis zum Zeitpunkt der Trennung der Kontaktstücke bei einer vorangegangenen Ausschaltung als Korrekturgröße zugeführt wird. Als weitere Korrekturgrößen (44, 45, 46) können die Temperatur der Antriebsvorrichtung (35) des Vakuumschalters, die Stillstandszeit des Schalters sowie Betriebsspannung und Temperatur eines Auslösemagneten eingesetzt werden.

2.3 Das beschriebene Verfahren eignet sich zum Einsatz bei Vakuum-Leistungsschaltern in Stromkreisen mit induktiven Ver­brauchern.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Leistungs­schalters, insbesondere eines Vakuumschalters, unter Verwendung eines Auslösesteuergerätes, das unabhängig vom Zeitpunkt einer Befehlsgabe zum Ausschalten die Öffnung der Schaltstücke zu einem in fester Beziehung zum Nulldurchgang des Stromes stehenden Zeitpunkt veranlaßt.

[0002] Ein Verfahren dieser Art ist beispielsweise durch die US-A-3 555 354 bekannt geworden. Zweck dieses Verfahrens ist es, die Dauer der Lichtbogenentladung zwischen den Schalt­stücken des Leistungsschalters möglichst zu beschränken, andererseits zum Zeitpunkt des Stromnulldurchganges eine aus­reichende Kontaktöffnung sicherzustellen. Das Auslösesteuer­gerät erfaßt hierzu über Wandler den fließenden Strom und ge­winnt hieraus periodische Impulse jeweils beim Nulldurchgang des Stromes und im Maximum bzw. Minimum der Stromkurve. Beide Impulse werden über ein Zeitglied einem UND-Glied zugeführt, das zusätzlich durch ein Signal beaufschlagbar ist, das von der absoluten Höhe des Stromes abgeleitet ist. Das von dem UND-Glied ausgehende Auslösesignal gelangt in üblicher Weise zu einem Auslösemagneten, der ein Ventil oder eine Verklinkungs­anordnung zur Freigabe des Schaltmechanismus bzw. des Schalter­antriebes betätigt.

[0003] Vakuumschalter haben in ähnlicher Weise wie bestimmte Arten von Druckgasschaltern die Eigenschaft, daß ihre Schaltstrecken nach einer Stromunterbrechung in außerordentlich kurzer Zeit eine hohe dielektrische Festigkeit erlangen. Sie neigen daher insbesondere in stark induktiven Stromkreisen zu sogenannten multiplen Wiederzündungen, die eine rasche Folge von Lösch- und Zündvorgängen zwischen den geöffneten Schaltstücken dar­ stellen. Mit diesem Vorgang können hohe Überspannungen ver­bunden sein. In Drehstromnetzen kann es darüberhinaus aufgrund multipler Wiederzündungen im erstlöschenden Pol des Leistungs­schalters zu einem virtuellen Stromabriß in den letztlöschen­den Polen des Leistungsschalters kommen, wodurch gleichfalls Überspannungen erzeugt werden.

[0004] Zur Vermeidung solcher Überspannungen ist bereits versucht worden, in Vakuumschaltern Kontaktwerkstoffe einzusetzen, die aufgrund des relativ hohen Dampfdruckes einzelner Komponenten einen Schaltlichtbogen bis möglichst nahe dem Nulldurchgang des Stromes aufrechtzuerhalten. Dieser vorteilhaften Eigen­schaft steht jedoch ein vermindertes Vermögen zur Unterbrechung hoher Schaltleistungen gegenüber, woraus sich die Schwierigkeit ergibt, einen zur Unterbrechung hoher Schaltleistungen ge­eigneten Leistungsschalter zu schaffen, der gleichzeitig die Entstehung von Überspannungen vermeidet.

[0005] Ferner ist es bekannt, die insbesondere beim Schalten von Motorstromkreisen aufretenden Überspannungen durch Überspan­nungsbegrenzer oder durch Kombinationen von Widerständen, Kondensatoren und Drosselspulen mit ähnlichen Eigenschaften zu vermeiden. Abgesehen von der Schwierigkeit, solche Elemente an einer zur Sicherstellung ihrer Wirksamkeit geeigneten Stelle einer Schaltungsanordnung unterzubringen, müssen diese Bauteile auch individuell an die Eigenschaften des jeweils vorliegenden Stromkreises angepaßt werden.

[0006] Mit dem Ziel einer Vermeidung der vorstehend beschriebenen Schwierigkeiten ist bereits ein Schaltverfahren bekannt, bei dem zwei der Schaltstrecken eines dreipoligen Leistungs­schalters mindestens um ein Drittel eines Zyklus der Netz­frequenz später geöffnet werden, als die erste Schaltstrecke, zuzüglich der minimalen Lichtbogendauer in der ersten Schalt­strecke (DE-C-28 54 092). Dieses Verfahren verhindert grund­sätzlich das Auftreten des sogenannten virtuellen Stromab­ risses in den beiden letztlöschenden Polen des Leistungs­schalters. Aufgrund der Tatsache, daß der Schaltvorgang zu einem beliebigen Zeitpunkt beginnen kann, lassen sich jedoch nicht die multiplen Wiederzündungen im erstlöschenden Pol ver­hindern, die ebenfalls Ursache von Überspannungen sind.

[0007] Wird ein Leistungsschalter unter Verwendung eines Auslöse­steuergerätes betrieben, so ist es prinzipiell möglich, auch in Drehstromnetzen Schalthandlungen ohne Überspannungen vorzu­nehmen, wenn die Steuerung derart erfolgt, daß im Stromnull­durchgang aller Pole des Leistungsschalters ein solcher Ab­stand zwischen den Kontaktstücken besteht, daß der Lichtbogen unter dem Einfluß der wiederkehrenden Spannung nicht neu zünden kann. Ein solches Schaltverfahren erweist sich als außerordentlich schwierig durchführbar, weil das sogenannte Öffnungsfenster, d. h. der Zeitraum, in welchem die Öffnung der Schaltstücke erfolgen muß, in einem Netz mit einer Frequenz von 50 Hz eine Breite von lediglich etwa 2 ms hat. Übliche Leistungsschalter sind nicht in der Lage, einen Öffnungsvorgang mit einer solchen Präzision durchzuführen. Hinzu kommt, daß sich die mechanischen Eigenschaften von Leistungsschaltern im Laufe ihrer Benutzungsdauer soweit ändern können, daß sie das Öffnungsfenster nach längerer Betriebsdauer und veränderten Um­gebungsbedingungen nicht mehr einzuhalten vermögen, selbst wenn sie dazu im Neuzustand geeignet sind.

[0008] Der Erfindung liegt hiervon ausgehend die Aufgabe zugrunde, das Verfahren zum Betrieb eines Leistungsschalters so auszugestalten, daß im Laufe der Benutzungsdauer eines Leistungsschalters auf­tretende Änderungen von Eigenschaften selbsttätig berücksichtigt werden und hierdurch das Öffnungsfenster auch nach langer Be­triebszeit eingehalten werden kann.

[0009] Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß dem Auslösesteuergerät ein Meßwert des Auslöseverzuges des Leistungs­schalters vom Zeitpunkt der Abgabe des Auslösesignals bis zum Zeitpunkt der Trennung der Kontaktstücke bei einer vorange­gangen Ausschaltung als Korrekturgröße zugeführt wird. Der Auslöseverzug stellt nämlich das Ergebnis einer ganzen Reihe mechanischer Einflußgrößen dar, die einzeln nur schwierig zu erfassen sind. Der Auslöseverzug dagegen ist auf unterschied­liche Weise mit ausreichender Genauigkeit bei verhältnismäßig geringem Aufwand zu ermitteln. Damit ist die Möglichkeit ge­schaffen, das von Überspannungen freie Schalten insbesondere von Motorstromkreisen und Drosselspulen mit Vakuumschaltern mit wirtschaftlich vertretbarem Aufwand durchzuführen.

[0010] Im Rahmen der Erfindung eignet sich zur Durchführung des neuen Verfahrens ein Leistungsschalter, dem zur Ermittlung des Aus­löseverzuges eine Meßeinrichtung zugeordnet ist, die durch den Empfang eines Auslösesignals in Lauf gesetzt und bei der Tren­nung der Kontaktstücke angehalten wird und daß eine Speicher­einrichtung vorgesehen ist, die den Meßwert des Auslöseverzuges wenigstens bis zum nächsten Ausschaltvorgang speichert. Obwohl somit als Korrekturgröße für die Steuerung des Leistungs­schalters unter Umständen ein Auslöseverzug herangezogen wird, der auf einer bereits eine gewisse Zeit zurückliegenden Aus­schaltung beruht, so erweist es sich dennoch, daß diese Vor­gehensweise geeignet ist, daß relativ schmale Öffnungsfenster bei der Ausschaltung zutreffen.

[0011] Zur Messung des Auslöseverzuges sind sowohl elektrische als auch elektromechanisch bzw. elektronisch-mechanisch wirkende Auswerteeinrichtungen geeignet. Insbesondere kann beim Schalten mit Strom das Aufreten einer Lichtbogenspannung zwischen den Kontaktstücken als Kriterium für die Kontakttrennung herange­zogen werden.

[0012] Anstelle der vorstehend erläuterten Meßeinrichtung oder zusätz­ich zu dieser kann die Auswerteeinrichtung zur Erfassung der Kontaktöffnung eine Schaltungsanordnung zur Messung der Kapa­zität zwischen den Kontaktstücken enthalten. Auch dieses Meß­ verfahren arbeitet berührungslos und erfordert somit keine Änderungen am Kontaktsystem selbst.

[0013] Es ist jedoch auch möglich, den zur Ermittlung des Auslösever­zuges zu ermittelnden Zeitpunkt der Kontaktöffnung unmittelbar aus der Relativbewegung der Kontaktstücke zu ermitteln. Hierzu kann ein unmittelbar mit einem bewegbaren Kontaktstück ver­bundenes Antriebsorgan mit einem Reflektor versehen und diesem mit geringem Abstand gegenüberstehend ein Lichtwellenleiter ortsfest angebracht sein, der an seinem dem Reflektor abge­wandten Ende mit einer Lichtquelle und einer Empfangsschaltung für reflektiertes Licht zusammenwirkt.

[0014] Wie bereits eingangs dargelegt, wird durch die Messung des Aus­löseverzuges bereits eine Vielzahl miteinander verknüpfter Einflußgrößen für den mechanischen Ablauf des Schaltvorganges berücksichtigt. Ist aber beispielsweise damit zu rechnen, daß ein Leistungsschalter an seinem Aufstellungsort stark wechseln­den Temperaturen ausgesetzt ist, so kann sich die einmal er­mittelte Größe des Auslöseverzuges als nicht ausreichend genau zur Steuerung des Leistungsschalters erweisen. In diesem Fall kann es vorteilhaft sein, dem Auslösesteuergerät als weitere Korrekturgröße die Temperatur der Antriebsvorrichtung des Leistungsschalters zuzuführen. Dies kann auf verhältnismäßig einfache Weise durch einen in dem Antriebsgehäuse angebrachten Temperaturfühler geschehen. Wird nun durch eine Versuchsreihe ermittelt, welchen Einfluß die Temperatur auf den Auslöseverzug hat, so kann durch eine Zuordnung der jeweils vorliegenden Temperatur zu einem Standardwert des Auslöseverzuges die vor­aussichtliche positive oder negative Abweichung von dem Standard­wert ermittelt werden.

[0015] Ein weiteres Kriterium für den mechanischen Ablauf des Schalt­vorganges bildet die seit der letzten Schalthandlung verstrichene Zeit. Grundsätzlich hält ein regelmäßig benutzter Leistungs­schalter den einmal bestimmten Wert des Auslöseverzuges eher bei als ein nur selten und möglicherweise nur im Abstand von Monaten oder Jahren betätigter Leistungsschalter. Dieser Einfluß kann durch eine geeignete Korrekturgröße berücksichtigt werden. Hierzu kann die seit der letzten Schalthanldung ver­gangenen Zeit gemessen werden, wobei auch hier durch Versuche festzustellen ist, wie sich der Auslöseverzug ausgehend von einem Standardwert in Abhängigkeit von der Stillstandszeit verändert.

[0016] Die Freigabe des Schaltmechanismus von Leistungsschaltern er­folgt im allgemeinen durch einen Elektromagnet, der aus einem Hilfsnetz gespeist wird. Da die Spannung dieses Hilfsnetzes schwanken kann und die Ansprechgeschwindigkeit des Auslöse­magneten hiervon abhängig ist, hat auch der Wert der Ver­sorgungsspannung des Auslösemagneten eine unmittelbaren Ein­fluß auf den Auslöseverzug. Nach einer Weiterbildung der Er­findung kann auch dieser Einfluß berücksichtigt werden, indem die Versorgungsspannung des Auslösemagneten dem Auslösesteuer­gerät zur Gewinnung einer weiteren Korrekturgröße zugeführt wird. Ebenso kann die Temperatur der Wicklung des Auslösemag­neten erfaßt werden, da hiervon der Widerstand und somit bei gegebener Spannung der Strom durch die Wicklung abhängt.

[0017] Alle genannten Meßwerte bzw. Korrekturgrößen können zweckmäßig einem Echtzeitmikroprozessor zugeführt werden, der durch Ver­gleich mit aus einem Speicher entnommenen Meßwerten bzw. Standardwerten ein Auslösesignal für den Leistungsschalter bereitstellt. Im Zusammenhang hiermit können Schwellwertglieder vorgesehen sein, die bei einer Unterschreitung eines unteren Grenzwertes des Stromes oder bei einer Überschreitung eines oberen Grenzwertes des Stromes eine unverzögerte Auslösung bewirken.

[0018] Die Erfindung wird im folgenden anhand der in den Figuren dar­gestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Die Figur 1 zeigt als Blockschaltbild die grundsätzliche Anord­der Komponenten eines Leistungsschalters.

Die Figur 2 zeigt vereinfacht eine Anordnung zur Messung des Auslöseverzugs, bei der die Änderung der Kapazität von Schalt­stücken bei deren Trennung ausgewertet wird.

In der Figur 3 ist das Prinzip der Erfassung des Zeitpunktes der Trennung von Schaltstücken mittels der Lichtbogenspannung dargestellt.

Die Figur 4 zeigt die Anordnung einer opto-elektronischen Meß­einrichtung zur Erfassung der Trennung der Kontaktstücke.

Die Figur 5 zeigt schematisch einen Antriebskasten eines Vakuum-Leistungsschalters mit einem Auslösesteuergerät, dem wahlweise eine oder mehrere Korrekturgrößen zuführbar sind.

In der Figur 6 ist ein Blockschaltbild des Programmablaufes bei der Auslösung eines Leistungsschalters unter Verwendung eines Echtzeit-Mikroprozessors dargestellt.

[0019] In der Figur 1 ist ein Drehstrommotor 1 gezeigt, der mittels eines dreipoligen Vakuum-Leistungsschalters 2 ein- und aus­schaltbar ist. Mit dem Symbol für ein Schaltschloß ist eine Verklinkungseinrichtung 3 bezeichnet, der die Freigabe der Schaltkontakte des Leistungsschalters 2 zum Ausschalten obliegt. Die Verklinkungseinrichtung 3 ist nur durch ein Aus­lösesteuergerät 4 betätigbar, das seinerseits durch einen Aus­löser 5 oder handbetätigte Befehlsgeber 6 zu beaufschlagen ist. Dem Auslösesteuergerät 4 werden stromabhängige Signale zuge­führt, die an Stromwandlern 7 gewonnen werden.

[0020] Das Auslösesteuergerät 4 enthält eine Speichereinheit 10, die zur Speicherung wenigstens eines Meßwertes für den Auslösever­zug des Leistungsschalters 2 bei der vorangehenden Ausschaltung vorgesehen ist. Darüber hinaus kann die Speichereinheit 10 so ausgebildet sein, daß sie sowohl weitere Meßwerte des Auslöse­verzuges von früheren Schaltvorgängen als auch zusätzliche, für den mechanischen Ablauf des Schaltvorganges wesentliche Größen aufnehmen kann.

[0021] Ein Beispiel für die Messung des Zeitpunktes der Öffnung der Schaltstücke des Leistungsschalters 2 ist in der Figur 2 dar­gestellt. Über Schutzwiderstände 14 und Stützisolatoren 11 und 12, deren Eigenkapazität mit dem Symbol für einen Kondensator gestrichelt dargestellt ist, wird an die Schaltstrecke des Leistungsschalters 2 eine hochfrequente Meßspannung aus einer Spannungsquelle 13 angelegt. Geeignet ist beispielsweise eine Spannung mit einer Frequenz von 5 MHz. An den Klemmen 15 wird eine Hochfrequenzspannung zur Auswertung abgenommen. Im zeit­lichen Verlauf dieser Hochfrequenzspannung entsteht ein charakteristischer Sprung durch die Änderung der Kapazität des Meßkreises infolge der Öffnung der Schaltstücke des Leistungs­schalters 2. Zum Verständnis dieses Vorganges sei erwähnt, daß die Schaltstücke eines Vakuumschalters ebene Kontaktflächen aufweisen, die entweder kreis- oder kreisringförmig beschaffen sein können. Während im geschlossenen Zustand der Schaltstücke keine Kapazität vorhanden ist, entsteht eine solche durch die Bildung eines Plattenkondensators, sobald sich die Schaltstücke voneinander trennen. Die Einschaltung dieser Kapazität in den Meßkreis wird in einem mit einer Schutzeinrichtung 17 ver­sehenen Auswertegerät 16 durch Vergleich mit dem Zeitpunkt der Freigabe der Verklinkungseinrichtung 3 ausgewertet und ergibt den Auslöseverzug des Leistungsschalters 2.

[0022] In der Figur 3 ist ein weiteres Beispiel für die Messung des Auslöseverzuges des Leistungsschalters 2 schematisch darge­stellt. Hierbei wird mittels geeigneter Trennglieder 20 und 21, bei denen es sich beispielsweise um optoelektronische Ein­richtungen handeln kann, die an der Schaltstrecke des Leistungs­schalters 2 liegende Spannung einer Meßeinrichtung 22 zuge­ führt. Diese erhält somit das Spannungssignal "0", wenn die Schaltstücke des Leistungsschalters 2 geschlossen sind und ein der Lichtbogenspannung entsprechendes Spannungssignal, wenn die Schaltstücke des Leistungsschalters 2 bei fließendem Strom ge­öffnet werden. Der Auslöseverzug des Leistungsschalters 2 er­gibt sich durch Vergleich der Zeitpunkte des Auftretens dieser Lichtbogenspannung und dem Zeitpunkt der Entklinkung des Schaltschlosses 3. Durch die gestrichelte Verbindung zwischen dem Schaltschloß 3 und der Meßeinrichtung 22 ist der Vergleich der genannten Zeitpunkte angedeutet.

[0023] Während die anhand der Figuren 2 und 3 erläuterten Einrichtungen den Auslöseverzug auf elektrischem Wege messen, kommt auch eine opto-elektronische Erfassung in Betracht. Diese hat den Vorteil, daß kein Aufwand für die galvanische Trennung zwischen der an dem Leistungsschalter liegende Hochspannung und der Meßein­richtung erforderlich ist. Anhand der Figur 4 wird dieses Meß­verfahren erläutert. Diese Figur zeigt teilweise im Schnitt einen Vakuum-Leistungsschalter bekannter Bauart (vgl. DE-B-27 17 958), dessen Schaltröhren 25 durch je eine isolierende An­triebsstange 26 betätigbar sind. Diese Antriebsstangen greifen über einen Winkelhebel 27 an einem geradlinig verschiebbaren Tragbolzen 30 des bewegbaren Schaltstückes 31 an. Wird bei­spielsweise dieser Tragbolzen mit einer reflektierenden Markierung versehen und dieser gegenüberstehend ein Sensor an­gebracht, so kann eine Bewegung des Tragbolzens und damit des Schaltstückes 31 festgestellt werden. In der Figur 4 ist hierzu angedeutet, daß die Zuführung des Lichtes und die Rückleitung der Reflektion durch einen Lichtwellenleiter 32 erfolgt, der mit einer aus Sender und Empfänger bestehenden Auswerteeinheit 33 verbunden ist. Die Auswerteeinheit 33 ermittelt den Auslöse­verzug wiederum durch Vergleich des Zeitpunktes einer Bewegung des Tragbolzens 30 mit dem Zeitpunkt der Freigabe der Ver­klinkung im Antriebskasten des Leistungsschalters 2. Die Aus­werteeinheit 33 kann im Auslösesteuergerät 4 (Figur 1) inte­griert sein.

[0024] In der Figur 5 ist teilweise im Schnitt ein Vakuum-Leistungs­schalter 2 ähnlich der Figur 4 gezeigt, der ein Auslösesteuer­gerät 4 sowie Sensoren für Einflußgrößen aufweist, die den Aus­löseverzug beeinflussen können. Das Auslösesteuergerät 4 ist in dem Antriebskasten 35 des Leistungsschalters 2 unterge­bracht. In der eingeschalteten Stellung ist die Schaltröhre 25 durch einen Klinkenhebel 36 gehalten, der am einen Ende eines auf einer Schaltwelle 37 sitzenden zweiarmigen Hebels 40 an­greift. Wie bereits anhand der Figur 4 erläutert wurde, wird das bewegliche Schaltstück 31 durch eine Antriebsstange 26 sowie einen Winkelhebel betätigt. In der dargestellten Einschaltstel­lung ist die Schaltwelle 37 mittels des zweiarmigen Hebels 40 und des Klinkenhebels 36 gegen eine Drehung im Sinne des Aus­schaltens gesperrt.

[0025] Der Klinkenhebel 36 ist durch einen Ausschaltmagnet 41 in die strichpunktiert gezeigte Ausschaltstellung bewegbar, in der die Schaltwelle 37 zum Ausschalten freigegeben ist. Durch nicht dargestellte Ausschaltfedern wird dann die Schaltwelle 37 ent­gegen dem Uhrzeigersinn gedreht und dabei die Antriebsstange 26 mitgenommen. Der Ausschaltmagnet 41 ist, wie durch einen Pfeil 42 angedeutet, durch das Auslösesteuergerät 4 zu be­tätigen. Dies geschieht dann, wenn durch den Auslöser 5 oder durch einen von Hand eingegebenen Befehl (Pfeil 42) die Durch­führung eines Ausschaltvorganges angefordert worden ist und das Auslösesteuergerät 4 den hierfür geeigneten Zeitpunkt ermittelt hat. Hierzu bestimmt das Auslösesteuergerät 4 zunächst die Zeitpunkte der folgenden Stromnulldurchgänge aufgrund der von den Stromwandlern 7 übermittelten Meßwerte. Die Weitergabe des Auslösebefehles an den Auslösemagneten 41 geschieht nun unter Berücksichtigung des in dem Auslösesteuergerät 4 gespeicherten Wertes des Auslöseverzuges bei der vorangegangen Ausschaltung sowie weiterer, durch Sensoren bereitgestellter Größen. Hierzu gehört ein Temperaturgeber 44 für die gerade vorhandene Temperatur im Antriebskasten des Leistungsschalters 2 sowie ein weiterer Temperaturgeber 24 für die Temperatur der Wicklung des Auslösemagneten 41. Ferner wird durch einen weiteren Sensor die zur Speisung des Auslösemagneten 41 zu Verfügung stehende Spannung erfaßt. Ein Zeitgeber 47 als Bestandteil des Auslöse­steuergerätes 4 stellt die seit der letzten Ausschalthandlung verstrichene Zeit zur Korrektur des Auslöseverzuges bereit.

[0026] Je nach für einen bestimmten Leistungsschalter gewonnenen Er­gebnissen können alle erwähnten Sensoren oder nur ein Teil derselben eingesetzt werden. Ist beispielsweise ein Leistungs­schalter nur geringen Temperaturänderungen ausgesetzt, so kann der Einfluß der Temperatur auf den Zustand der Schaltmechanik vernachlässigt werden und der Sensor 44 ist demgemäß entbehr­lich.

[0027] Beim nun folgenden Ausschalten wird der Auslöseverzug mittels eines Sensors 50 erneut festgestellt und dem Auslösesteuergerät zum Vergleich mit dem in dem Speicher 10 des Auslösesteuerge­rätes 4 befindlichen Wert des Auslöseverzuges eingegeben. Dabei kann entweder der vorherige Speicherwert durch den neuen Meß­wert ersetzt werden oder aber der neue Meßwert kann zusätzlich gespeichert werden, um im Verlauf mehrerer Schaltungen die Ver­änderung des Auslöseverzuges festzustellen und durch Extra­polation der gespeicherten Meßwerte den jeweils zu erwartenden Auslöseverzug mit möglichst großer Wahrscheinlichkeit zu be­rechnen.

[0028] Der Auslösemagnet 41 kann sowohl ein Arbeitsstromauslöser als auch ein Unterspannungsauslöser sein. Da Unterspannungsauslöser nach dem Prinzip des Haltemagneten arbeiten, läßt sich im allgemeinen eine höhere Ansprechgeschwindigkeit als bei einem Arbeitsstromauslöser erreichen. Jedoch hängt es von dem jeweils gegebenen Zusammenwirken zwischen dem Auslösemagneten und dem Schaltmechanismus ab, ob die eine oder andere Art eines Mag­neten geeigneter ist.

[0029] In der Figur 6 ist ein Blockschaltbild des Programmablaufes dargestellt, wie er mit Hilfe eines Echtzeit-Mikroprozessors durchgeführt wird. Der Funktionsablauf ist aus der eingetra­genen Beschriftung der Blöcke unmittelbar ersichtlich. Es sei jedoch erwähnt, daß anhand der von den Stromwandlern über­mittelten Signale zunächst mittels eines Schwellwertgliedes Iu ermittelt wird, ob ein sehr kleiner Strom vorliegt bzw. dieser unter einer bestimmten niedrigen Grenze liegt. Der Funktions­ablauf für diesen Fall ist in dem Blockschaltbild mit "A" be­zeichnet. In dem Fall, daß der gemessene Strom oberhalb eines bestimmten Grenzwertes liegt (Schwellwertglied Io), der einem Kurzschluß zugeordnet werden kann, erfolgt die Auslösung ent­sprechend dem mit B bezeichneten Funktionsablauf unverzögert. Für die zwischen diesen Grenzwerten liegende Ströme wird in der schon beschriebenen Weise der Zeitpunkt der Weitergabe des Auslösebefehles an den Auslösemagneten berechnet.

[0030] Wie schon einleitend bemerkt, ist das sogenannten Öffnungs­fenster für überspannungsfreie Abschaltungen in Drehstromnetzen sehr schmal. Wird jedoch von der Möglichkeit Gebrauch gemacht, die Pole eines Leistungsschalters nicht, wie gewöhnlich aus mechanischen Gründen gegeben, gleichzeitig, sondern gestaffelt oder versetzt öfnnen zu lassen, so kann das Öffnungsfenster bis auf etwa 8,5 msec verbreitert werden. Dementsprechend werden die Anforderungen an die Genauigkeit der mechanischen Steuerung und die elektronische Erfassung von Veränderungen des Auslöse­verzuges gemildert. Das Verfahren des versetzten Schaltens ist an sich bekannt (DE-C-28 54 092).

Ansprüche

1. Verfahren zum Betrieb eines Leistungsschalters, insbesondere eines Vakuumschalters (2), unter Verwendung eines Auslöse­steuergerätes (4), das unabhängig vom Zeitpunkt einer Befehls­gabe zum Ausschalten die Öffnung der Schaltstücke (31) zu einem in fester Beziehung zum Nulldurchgang des Stromes stehenden Zeitpunkt veranlaßt, dadurch gekennzeichnet, daß dem Auslösesteuergerät (4) ein Meßwert des Auslöseverzuges des Leistungsschalters vom Zeitpunkt der Abgabe des Auslösesignals bis zum Zeitpunkt der Trennung der Kontaktstücke bei einer vorangegangenen Aus­schaltung als Korrekturgröße zugeführt wird.

2. Leistungsschalter für das Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Leistungsschalter (2) zur Ermittlung des Auslöseverzuges eine Auswerteeinrichtung (16; 22; 33) zugeordnet ist, die durch den Empfang eines Auslösesignals in Lauf setzbar und bei der Trennung der Kontaktstücke (31) stillsetzbar ist und daß eine Speichereinrichtung (10) zur Speicherung des Meßwertes des Auslöseverzuges wenigstens bis zum nächsten Ausschaltvorgang vorgesehen ist.

3. Leistungsschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinrichtung (22) eine Schaltungsanordnung zur Erfassung des Auftretens einer Lichtbogenspannung zwischen den Kontaktstücken (31) enthält.

4. Leistungsschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinrichtung (16) zur Erfassung der Kontaktöffnung eine Schaltungsanordnung zur Messung der Kapazität zwischen den Kontaktstücken (31) enthält.

5. Leistungsschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung des Zeit­punktes der Trennung der Kontaktstücke (31) eine Einrichtung (33) zur Erfassung einer Relativbewegung der Kontaktstücke vorgesehen ist.

6. Leistungsschalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein unmittelbar mit einem bewegbaren Kontaktstück (31) verbundenes Antriebsorgan (30) mit einem Reflektor versehen und diesem mit geringem Abstand gegen­überstehend ein Lichtwellenleiter (32) ortsfest angebracht ist, der an seinem dem Reflektor abgewandten Ende mit einer Licht­quelle und einer Empfangsschaltung für reflektiertes Licht (33) zusammenwirkt.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Aus­lösesteuergerät (4) als weitere Korrekturgröße die Temperatur (Sensor 44) der Anriebsvorrichtung des Leistungsschalters (2) zugeführt wird.

8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Auslösesteuergerät (4) als weitere Korrekturgröße die seit der letzten Schalthandlung vergangene Zeit (Zeitgeber 47) zugeführt wird.

9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Aus­lösesteuergerät (4) die Versorgungsspannung (Spannungs-Sensor 45) eines Auslösemagneten (41) des Leistungsschalters (2) zur Ge­winnung einer weiteren Korrekturgröße zugeführt wird.

10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Aus­lösesteuergerät (4) die Temperatur der Wicklung eines Auslöse­ magneten (41) zur Gewinnung einer weiteren Korrekturgröße zuge­führt wird (Temperatur-Sensor 46).

11. Auslösesteuergerät für das Verfahren nach einem der voran­gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Echtzeitmikroprozessor (P) mit Eingangssignalen ent­sprechend einer oder mehrerer Korrekturgrößen beaufschlagt ist und durch Vergleich mit aus einem Speicher entnommenen Meßwerten bzw. Standardwerten ein verzögertes Auslösesignal für den Leistungsschalter bereitstellt und daß Schwellwertglieder (Iu; Io) eine Unterschreitung eines unteren Grenzwertes des Stromes und eine Überschreitung eines oberen Grenzwertes des Stromes erfassen und eine unverzögerte Auslösung bewirken.

Zeichnung