[发明专利]用于诊断自熄式断路器的方法和诊断装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于诊断断路器的方法和装置。本发明特别地涉及能够利用其确定自能式(self-blast)断路器的烧熔(burn-off)喷口的状态的方法和装置。

背景技术

断路器是目前能够在交流电压网中的中高压领域中使用的用于中断额定和短路电流的安全元件。断路器技术还能够用在直流网中。断路器能够例如被配置为真空断路器或充气断路器。在高压下，通常使用充气断路器。填充气体能够例如包含六氟化硫(SF₆)作为绝缘和淬灭气体。

在大多数情况下，断路器具有在断路器的闭合状态下彼此接触的两个开关触头。为了断路，两个触头远离彼此移动，并且这样做时，形成在两个触头之间燃烧的电弧。为了成功切断电流，淬灭所述开关触头之间的该电弧是至关重要的。为此，在压气式断路器的情况下和在自能式断路器的情况下，淬灭和绝缘气体被吹到电弧上并使之冷却。压气式断路器或自能式断路器被填充的填充气体能够部分地或全部由淬灭气体组成。为此，该气体必须一方面能够冷却和淬灭电弧，并且在淬灭电弧之后应防止在触头之间发生逆弧或电弧重燃。

在自能式断路器中，电弧中转换的能量被利用以增大吹到电弧上所需的气压。在切断操作期间，开关触头之间的电弧能够在这种情况下在由绝缘材料(例如聚四氟乙烯(PTFE))或另外的合适材料制成的烧熔喷口中被引导，所述材料在电弧的影响下气化并且由此增大气体的超压。在如今的高压网中，广泛使用以六氟化硫(SF₆)作为绝缘介质的自能式断路器。

断路器的制造商在他们的维护指南中规定，自能式断路器的气体室应以特定间隔或在特定数量的开关循环之后打开。其原因是为了检查触头和喷口系统的烧熔。在过去，建立了用于利用动态电阻测量来确定触头烧熔的可靠方法。然而，通常自能式断路器必须打开以检查由绝缘材料制成的烧熔喷口的喷口烧熔。

对自能式断路器的操作者来说这具有数个缺点。自能式断路器的打开耗时耗力，并且由此导致高成本。而且，其中使用了自能式断路器的开关装置必须至少部分地关闭。在打开自能式断路器的外壳之后，可能增加对故障的敏感性，这可能是由于不正确的重新装配的危险或杂质的引入。

用于确定喷口烧熔的非侵入且可靠的方法可能延迟或者甚至完全避免灭弧室(interrupting chamber)的打开。用于非侵入地确定喷口烧熔的一种方法能够在于测量频率响应。在这种情况下，自能式断路器能够作为测试对象经历作为激励的电信号或机械信号，并且其反应能够在频率响应分析(FRA)中被确定。这样，例如能够确定喷口材料的烧熔。然而，这种方法的实施是复杂的。实施可能涉及特别是在领域中的应用上的困难。

用于非侵入地确定喷口烧熔的其他方法为在网络中出现的电流的时间分解测量，以便随后借助于模拟来计算在当前电流下出现的喷口烧熔。然而，该方法的实施会需要给现存的保护和控制系统广泛装配用于获取数据和存储数据的合适的单元，导致了相当大的安装复杂性和相当高的安装成本。

如例如在DE 196 04 203 A1中所描述的监视断路器的方法受限于观察驱动装置或断路器的可移动触头，并且不允许推测喷口烧熔。

发明内容

因此仍然需要能够被利用来在不必打开自能式断路器的灭弧室的情况下评价喷口烧熔的方法和装置。特别需要能够简单地并入现存的维护活动并且只承受很少的额外成本和时间支出的这样的方法和装置

本发明的目标是详述提供了关于所述问题的改进的方法和装置。

提供了具有在独立权利要求中详述的特征的方法和装置。从属权利要求限定了有利的和优选的实施例。

在诊断自能式断路器的方法中，自能式断路器的开关操作被触发以在自能式断路器的填充气体中引发压力波。响应于开关操作而在自能式断路器的至少一个区域中出现的随时间变化的压力被检测。依赖于随时间变化的压力，确定在用于将填充气体吹到开关电弧上的带负载的开关操作中被烧熔的自能式断路器的烧熔喷口的状态。