Procedimiento para la determinación del desgaste de los contactos en un conmutador eléctrico (3),

especialmente en instalaciones de conmutación eléctrica (1) para alta tensión o tensión media, en el que una corriente de contacto (If), que fluye durante la acción de conmutación a través del conmutador (3), es detectada con la ayuda de un transformador de corriente (30) y es evaluada con respecto al desgaste de los contactos, en el que

a) para la determinación de una variable de estado (Cwsum), que caracteriza el desgaste de los contactos, se mide en primer lugar una señal de medición de la corriente (Imess) del transformador de corriente (30) como función del tiempo (t),

b) en el caso de que aparezcan desviaciones entre la corriente de contacto (If) esperada y la señal de medición de la corriente (Imess), se detecta la presencia de un error de medición (?), caracterizado porque

c) en el caso de detección del error de medición (?), se determina a partir de la señal de medición de la corriente (Imess) al menos un valor máximo de la corriente (Imax) como valor característico de la corriente (Ichar) y se utiliza para la determinación de la variable de estado (Cwsum)

Procedimiento y dispositivo de supervisión de conmutadores en instalaciones de conmutación eléctrica.

Campo técnico

La invención se refiere al campo de la técnica secundaria para instalaciones de conmutación eléctrica, especialmente para la supervisión de conmutadores en instalaciones de conmutación de alta tensión, de media tensión y de baja tensión. Parte de un procedimiento, de un programa de ordenador y de un dispositivo para la determinación del desgaste de los contactos de conmutadores de potencia en una instalación de conmutación eléctrica así como de una instalación de conmutación con un dispositivo de este tipo de acuerdo con el preámbulo de las reivindicaciones independientes de la patente.

Estado de la técnica

En la mayoría de las empresas de suministro de electricidad se realiza actualmente el mantenimiento de los conmutadores de potencia de forma periódica, en ocasiones con mantenimiento preventivo, cuando en los circuitos de protección han aparecido posiblemente corrientes altas. De esta manera, en general, el conmutador es asistido técnicamente con demasiada frecuencia con el riesgo adicional de que se puedan provocar daños durante el mantenimiento.

En el documento DE 102 04 849 A1 se publica un procedimiento para la determinación del desgaste de los contactos en una unidad de activación. Se calcula una energía acumulativa transformada en los contactos de los conmutadores de potencia, que es proporcional al desgaste de los contactos. A tal fin, se explora la corriente de contacto I durante el periodo de tiempo de separación del contacto, se eleva al cuadrado, se multiplica por un tiempo T fijo entre exploraciones y se suma para cada pareja de contactos con relación a cada tipo de fallo o como valor total. El retardo de tiempo entre la activación del conmutador de potencia y el movimiento de contacto en el conmutador de potencia se puede medir o estimar sobre la base de tiempos del mecanismo típicos o publicados por el fabricante. En el caso de que se excedan valores umbrales regulables para el desgaste de los contactos se puede emitir una señal de aviso o señal de alarma o se puede provocar una desconexión o un mantenimiento del conmutador de potencia. De manera alternativa a la medición I²T, la energía del arco voltaico se puede determinar también a partir de la tensión por la corriente o de manera aproximada a partir de la corriente I por el tiempo. Es un inconveniente que no se tienen en cuenta los errores de medición de la corriente en el caso de sobrecorrientes para la determinación de energía del arco voltaico y de desgaste de los contactos. También es un inconveniente el gasto relativamente grande de medición y de cálculo.

El documento EP 0 193 732 A1 publica una instalación de supervisión y de control para aparatos de conmutación y combinaciones de aparatos de conmutación para la determinación de los instantes necesarios de mantenimiento. A tal fin, desde una pluralidad de sensores se miden calculan estados de desgaste de los aparatos de conmutación y se genera una alarma graduada en función de la urgencia o información de mantenimiento. El desgaste de los contactos se puede detectar directamente, por ejemplo a través de transmisores de recorrido, transmisores del ángulo de giro o barreras ópticas o se puede determinar indirectamente a través de combinación de altura de la corriente, tensión de conmutación, ángulo de las fases, número de circuitos, instantes de la conmutación, pendiente de la corriente o constantes de tiempo. En particular, la erosión de contacto se determina indirectamente a través de la evaluación de la corriente y la temperatura de la vía de corriente respectiva. Son desfavorables la alta necesidad de medición y el procesamiento costoso de señales. Tampoco se tienen en cuenta errores de medición a través de saturación del convertidor de corriente.

El documento DE 19928192 muestra un procedimiento para la reconstrucción de una señal de corriente sobre la base de un algoritmo Nelder-Mead-Simplex. Se describe la selección preferida de los puntos de apoyo para la reconstrucción se menciona una evaluación de los conmutadores de potencia.

Representación de la invención

El cometido de la presente invención es indicar un procedimiento, un programa de ordenador, un dispositivo y una instalación de conmutación con un dispositivo de este tipo para la supervisión mejorada y simplificada de conmutadores en instalaciones de conmutación eléctrica. Este cometido se soluciona de acuerdo con la invención a través de las características de las reivindicaciones independientes.

En un primer aspecto, la invención consiste en un procedimiento para la determinación del desgaste de los contactos en un conmutador eléctrico, especialmente en instalaciones de conmutación eléctrica para alta tensión o tensión media, en el que una corriente de contacto, que fluye durante la acción de conmutación a través del conmutador, es detectada con la ayuda de un transformador de corriente y es evaluada con respecto al desgaste de los contactos, en el que para la determinación de una variable de estado, que caracteriza el desgaste de los contactos, se mide en primer lugar una señal de medición de la corriente del transformador de corriente como función del tiempo, y en el caso de que aparezcan desviaciones entre la corriente de contacto esperada y la señal de medición de la corriente, se detecta la presencia de un error de medición y en el caso de detección del error de medición, se determina a partir de la señal de medición de la corriente al menos un valor característico de la corriente y se utiliza para la determinación de la variable de estado. La variable de estado se puede seleccionar de tal manera que representa una medida fiable del desgaste de los contactos. La corriente de contacto esperada se caracteriza especialmente por la curva del tiempo de la corriente de contacto, especialmente por la consecución de un valor máximo de la corriente al final de un periodo de un cuarto o de tres cuartos de la frecuencia de la red de la corriente nominal aplicada en el conmutador. De acuerdo con la acción de conmutación y el tipo de fallo, también son concebibles otras corrientes de contacto esperadas. A través del procedimiento se puede determinar con mucha fiabilidad un desgaste de los contactos también cuando la corriente de fallo o corriente de arco voltaico relevante para el desgaste de los contactos no se mide o no se puede medir correctamente. En este caso, la utilización del valor característico de la corriente en lugar de la señal completa de medición de la corriente representa una simplificación y precisión del cálculo del desgaste de los contactos. En general, el desgaste de los contactos se puede calcular con mayor exactitud y el mantenimiento de conmutadores de potencia y aparatos de conmutación similares se puede realizar cuando sea necesario, en lugar de periódicamente, sin reducción de la seguridad funcional, con lo que se reducen de manera correspondiente los costes de mantenimiento.

En un primer ejemplo de realización se detecta como error de medición una saturación de la señal de medición de la corriente y se utiliza como valor característico de la corriente una señal máxima de medición de la corriente del transformador de corriente, en el caso de que aparezca y especialmente se detecte antes de que se alcance un periodo de un cuarto de una corriente alterna que se aplica en el conmutador. La saturación de transformadores de corriente convencionales imposibilita con frecuencia una medición exacta de la sobrecorriente de arco voltaico y de esta manera falsifica el cálculo del desgaste de los contactos precisamente para los casos de fallos, que aparecen en la mayoría de los casos en el desgaste de los contactos. Esto solamente se puede corregir por cálculo.

El ejemplo de realización según la reivindicación 3 tiene la ventaja de que se pueden detectar altas corrientes de fallo y la variable de estado representa una medida fiable, fácil de calcular para el desgaste de los contactos.

El ejemplo de realización según la reivindicación 4 tiene la ventaja de que se indica una especificación de cálculo muy sencilla para el cálculo del desgaste de los contactos.

El ejemplo de realización según la reivindicación 5 tiene la ventaja de que a través de la determinación exacta del inicio del arco voltaico se mejora la fiabilidad del cálculo del desgaste de los contactos.

El ejemplo de realización según la reivindicación 6 tiene la ventaja de que se indica una selección de funciones para el cálculo del desgaste de los...

1. Procedimiento para la determinación del desgaste de los contactos en un conmutador eléctrico (3), especialmente en instalaciones de conmutación eléctrica (1) para alta tensión o tensión media, en el que una corriente de contacto (I_f), que fluye durante la acción de conmutación a través del conmutador (3), es detectada con la ayuda de un transformador de corriente (30) y es evaluada con respecto al desgaste de los contactos, en el que

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque

3. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque

4. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque

5. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque

6. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 4 a 5, caracterizado porque como función f(I_mess) de la señal de medición de la corriente (I_mess) se utiliza una función de potencia f(I_mess) = I_mess^a con a = 1,2... 2,2, especialmente a = 1,6... 2,0 o una función de raíz cuadrada f(I_mess) = (I_mess²)^1/2, que define una corriente de desconexión efectiva I_eff.

7. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizado porque

8. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque

9. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque

10. Producto de programa de ordenador con un programa de ordenador para la determinación del desgaste de los contactos en un conmutador eléctrico (3), especialmente en instalaciones de conmutación eléctrica (1) para alta tensión o tensión media, que se puede cargar y ejecutar en una unidad de procesamiento de datos (6), especialmente en un sistema de guía de instalaciones de la instalación de conmutación (1), caracterizado porque el programa de ordenador ejecuta durante la realización las etapas del procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9.

11. Dispositivo (2) para la realización del procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9.

12. Dispositivo (2) de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado porque

13. Instalación de conmutación eléctrica (1), especialmente instalación de conmutación de alta tensión o de tensión media (1), caracterizada por un dispositivo (2) de acuerdo con una de las reivindicaciones 11 a 12.