KoCoS Blog

Gefiltert nach cstuden Filter zurücksetzen

Wenn wir bei KoCoS von „P, L und C“ reden, dann meinen wir nicht die Speicherprogrammierbare Steuerung sondern unsere verschiedenen ACTAS Prüfsysteme. Aber warum bietet KoCoS drei unterschiedliche ACTAS-Produktlinien an?

Ganz einfach! KoCoS bedient durch die drei verschiedenen ACTAS-Produktlinien den gesamten Markt der mechanischen Schalterprüfung. Angefangen bei der vollautomatischen Stückprüfung beim Schaltgerätehersteller über den Servicetechniker bis hin zum Prüflabor. Die Anforderungen der verschiedenen Anwendungen lassen sich nur mit unterschiedlichen Geräten optimal erfüllen.

 

Einsatz der ACTAS-Prüfsysteme

 

ACTAS Portable                Servicetechniker (manuelles Prüfen)

 

ACTAS Laboratory            Prüflabore, Produktion, Entwicklung (halbautomatisches Prüfen)

 

ACTAS Cabinet                 Prüflabore, Produktion, Entwicklung (vollautomatisches Prüfen)

Bei der Prüfsoftware sieht das allerdings ganz anders aus, hier ist eine durchgängige Lösung wichtig:
Mit ACTAS 2.60 können sämtliche Prüfungen mit allen ACTAS-Prüfsystemen ausgeführt werden. Das ist maßgeblich, um Prüfungen und Prüfergebnisse über ein gesamtes Schaltgeräteleben hinweg wiederverwenden zu können. So ist es dann möglich, einen Schalter von Beginn seiner Entwicklung bis hin zum Einsatz im Feld mit ACTAS zu prüfen und dabei z.B. immer dieselben Vorlagen zu nutzen. So können beispielsweise die im Labor mit ACTAS L entwickelten Prüfparameter und Grenzwerte direkt bei der Stückprüfung im Rahmen der Qualitätssicherung mit ACTAS C genutzt werden. Mit ACTAS P ist dann der Servicetechniker in der Lage, im Rahmen der Instandhaltung ebenfalls auf die Originalparameter zurückzugreifen.

Nahezu alle großen Schaltgerätehersteller, Prüflabore und auch Servicetechniker wissen das zu schätzen und nutzen den großen ACTAS-Vorteil, Messgeräte für die verschiedenen Anwendungen flexibel einsetzten zu können und dabei auf bereits vorhandene Daten zurückzugreifen.

Noch Fragen oder Ergänzungen zum Thema? Dann gerne über die Kommentarfunktion hier im Blog oder per Mail an cstuden(at)kocos.com.

Ein Blick in das Innere der Schaltröhre mit „Dynamic-Timing“ und „Dynamic Resistance“

Entgegen der Auswertung über ein einfaches binäres Signal, wie bei hochfrequenten Messverfahren, erlaubt der Einsatz der ACTAS-Schaltgeräteprüfsysteme in Kombination mit Widerstandsmessgeräten PROMET eine fundierte Diagnose von Unterbrechereinheiten über den gesamten Schaltvorgang hinweg. Das Ergebnis der Messung wird in Form einer Kurve dargestellt, in der alle Ereignisse eines Schaltvorganges bis ins Detail ersichtlich sind. Eine exakte Beurteilung von Bewegungsbeginn und Endlage der Kontakte wird so ermöglicht, selbst Zeitdifferenzen zwischen den Bewegungen von Haupt- und Widerstandskontakt werden sichtbar.

Beurteilung der Unterbrechereinheit mittels Kontaktwiderstandsanalyse

Durch regelmäßige Messungen des statischen und dynamischen Kontaktwiderstandes lassen sich präzise Aussagen über den Zustand des gesamten Kontaktsystems treffen. Erforderliche Wartungsarbeiten können so frühzeitig erkannt und Ausfallzeiten verhindert werden. Mit dem Widerstandsmessgerät PROMET SE können Kontaktwiderstandsmessungen an bis zu 12 oder mehr Schaltkammern ausgeführt und direkt in den Gesamtprüfablauf eingebunden werden. Der Prüfstrom ist dabei bis max. 200 A einstellbar. Auch sehr kleine Widerstände im einstelligen Mikroohm-Bereich sind mit einer äußerst hohen Genauigkeit messbar. Die gemessenen Werte werden in die Auswertung der Prüfung einbezogen und im Prüfbericht ausgegeben.

Ein hoher Kontaktwiderstand innerhalb eines Schaltgerätes führt zu einer hohen Verlustleistung, verbunden mit einer thermischen Beanspruchung und einer möglichen Zerstörung des Schaltgerätes. Fehler, wie hohe Übergangswiderstände durch mangelhafte Verbindungen, können anhand der Messung des statischen Kontaktwiderstandes festgestellt werden. Mit der dynamischen Kontaktwiderstandsmessung wird der Widerstandsverlauf während einer beliebig definierbaren Schaltoperation ermittelt. Die Messung erlaubt z.B. Rückschlüsse auf die Länge und den Zustand von Abbrandkontakten bei Hochspannungsschaltern.

 

Noch Fragen oder Ergänzungen zum Thema? Dann gerne über die Kommentarfunktion hier im Blog oder per Mail an cstuden(at)kocos.com.

Die kapazitiven Messpunkte können direkt an die dafür vorgesehenen analogen Messeingänge des ACTAS-Prüfsystems angeschlossen werden, ohne weitere Messkomponenten zwischenzuschalten. Über die kapazitiven Messpunkte wird der dreiphasige Sinusverlauf der Spannungen gemessen. Wird der Leistungsschalter über die Leitwarte geschaltet, wird der Spannungsabriss auf dem ACTAS-Prüfsystem angezeigt. Um jedoch auch eine Schaltzeit ermitteln zu können, werden Stromzangen verwendet und an den Ein- und Ausspulen angebracht. Über im Prüfsystem einstellbare externe Triggersignale kann die Aufzeichnung der Messwerte sowie eine entsprechende Auswertung angestoßen werden. Externe Trigger können in ACTAS auf beliebige Signale gesetzt werden, dabei spielt es keine Rolle, ob es sich um einzelne, binäre oder analoge Signale oder um Signalgruppen handelt.

Die Auswertung der Schaltzeit erfolgt in ACTAS vollautomatisch. Es muss kein Cursor gesetzt werden, um die Schaltzeiten manuell auszuwerten und händisch einzutragen.

Ist es möglich eine Schaltzeitenmessung an einer in SF6 Gas gekapselte Mittelspannungsanlagen durchzuführen?

KoCoS bietet mit einem Messverfahren unter Verwendung der Schaltgeräteprüfsysteme ACTAS und externen Sensoren die Möglichkeit, diese Art von Anlagen mit einem vertretbaren Aufwand zu prüfen. Da die Anlage nicht freigeschaltet werden muss, ist das Messverfahren sogar weniger zeitaufwendig als das Prüfen einer nicht gasisolierten Mittelspannungsschaltanlage mit den herkömmlichen Messverfahren.

Zur Messung der Schaltzeiten wird das in den Anlagen verbaute VDS (Voltage Detection System) genutzt. Das sind kapazitive Messpunkte für Spannungsanzeiger oder integrierte kapazitive Spannungsanzeiger nach VDE 0682-415 bzw. IEC 61243-5. Sollten keine Spannungswandler verbaut sein, sind diese Messpunkte die einzige und sichere Möglichkeit, eine Verbindung zu den Hauptkontakten der Leistungsschalter herzustellen.

Welchen Vorteil bieten FIRST TRIP Messungen?

Als Online-Prüfung bietet das First Trip-Messverfahren mit ACTAS einige Vorteile gegenüber der Offline-Prüfung. Aus wirtschaftlicher Sicht ist das insbesondere die Reduzierung des Zeitaufwandes, da das Freischalten und das Isolieren des Schalters gegen andere Betriebsmittel komplett wegfallen. Zudem werden Wartungskosten und Ressourcen gespart, wenn bei der Online-Messung keine Mängel festgestellt werden und sich eine Prüfung im Offline-Modus möglicherweise erübrigt.

Vorteile des First Trip-Messverfahrens:

  • Kein Freischalten des Leistungsschalters
  • Kein Auftrennen von Steuerkreisen
  • Kürzerer Zeitanspruch der Messung und Ressourceneinsparung
  • Ein Kleben/Verzögern des Schalters kann beim ersten Schaltvorgang erfasst werden
  • Eventueller Verzicht auf eine aufwendige Offline-Prüfung
  • Prüfungen unter realen Bedingungen möglich
  • Keine langen Ausfallzeiten der zu prüfenden Komponenten

Die First Trip-Messung kann mit ACTAS dreiphasig erfolgen. Für den Anschluss an Sekundärstromwandlern können bis zu neun externe analoge Sensoren, wie berührungslose Gleich- oder Wechselstromzangen, zeitgleich am Prüfsystem angeschlossen und aufgezeichnet werden. Für Spannungswandler stehen bis zu drei direkte Spannungsmesskanäle zur Verfügung. Die Messmittel und Sensoren werden angebracht, während der Schalter in Betrieb ist. Meist finden AC/DC-Stromzangen Verwendung, die an der Sekundärseite der Stromwandler und an den Betätigungsspulen angebracht werden. Über die entsprechend aufgenommenen Signale können die Schaltzeiten evaluiert werden und auch der Verlauf des Spulenstroms lässt Rückschlüsse auf den Zustand der Komponenten des Schaltgerätes zu.

Die First Trip-Messung kann mit ACTAS dreiphasig erfolgen. Für den Anschluss an Sekundärstromwandlern können bis zu neun externe analoge Sensoren, wie berührungslose Gleich- oder Wechselstromzangen, zeitgleich am Prüfsystem angeschlossen und aufgezeichnet werden. Für Spannungswandler stehen bis zu drei direkte Spannungsmesskanäle zur Verfügung. Die Messmittel und Sensoren werden angebracht, während der Schalter in Betrieb ist. Meist finden AC/DC-Stromzangen Verwendung, die an der Sekundärseite der Stromwandler und an den Betätigungsspulen angebracht werden. Über die entsprechend aufgenommenen Signale können die Schaltzeiten evaluiert werden und auch der Verlauf des Spulenstroms lässt Rückschlüsse auf den Zustand der Komponenten des Schaltgerätes zu.

 

Ist es möglich FIRST TRIP Messungen mit den ACTAS Px60 durchzuführen?

Als Bestandteil des Stromversorgungssystems fristet der Leistungsschalter sein Dasein im Netz in erster Linie als reiner Leiter, an den zunächst nur der Anspruch eines möglichst geringen Übergangswiderstandes gestellt wird. Und das oft über mehrere Jahre hinweg. Kein Fehler, kein Schalten. Das ist ganz im Sinne des Netzbetreibers, stellt die Technik des Schalters jedoch vor eine große Herausforderung. Denn sobald ein Fehler auftritt, muss er innerhalb von Millisekunden, gemäß seiner Spezifikation, einen hohen Fehlerstrom unterbrechen. Oft auch aufgrund nicht ausreichender Wartung ist das nicht immer der Fall und der Leistungsschalter öffnet beim ersten Schaltvorgang nicht in der vom Hersteller angegebenen Schaltzeit.

Verursacht wird das unter anderem durch Reibung, hervorgerufen durch Ablagerungen wie gehärtetem Fett und verschiedensten Umwelteinflüssen. In den meisten Fällen wird das Problem durch den ersten Schaltvorgang behoben, da sich Verhärtungen und Ablagerungen lösen. Ist das nicht der Fall und das Problem besteht über mehrere Schaltvorgänge hinweg, kann das zu schwerwiegenden Schäden am Schalter selbst und natürlich auch im Netz führen.

Umso wichtiger ist es, Schaltgeräte in den entsprechend angegebenen Zyklen zu warten und zu prüfen. Durch die Messung der Schaltzeiten können dabei Rückschlüsse auf den Zustand des Kontaktsystems gezogen werden, dabei hat die erste Auslösung (First Trip) natürlich eine besondere Aussagekraft. Bei herkömmlichen (Offline-) Messverfahren wird der Schalter allerdings vor der Prüfung freigeschaltet und geerdet, was ein erstes Schalten bedingt, schon bevor die Messmittel angeschlossen werden.

 

Rückschlüsse auf das Verhalten des Schalters beim First Trip sind auf diese Weise nicht möglich. Das ist nur ein Grund, warum die Nachfrage, Leistungsschalter "online", das heißt ohne Freischaltung, zu prüfen weltweit steigt. Aber auch, weil Betriebs- und Wartungsbudgets stetig schrumpfen.

Zusätzlich steigen die Anforderungen an moderne Prüftechnik, sie muss heute flexibel und zeitsparend eingesetzt werden können. Diese Anforderungen erfüllt die KoCoS Messtechnik AG mit den Schaltgeräteprüfsystemen ACTAS Px60.

GIS Anlage unter beidseitiger Erdung, ist auch hier eine Messung der Schaltzeiten möglich?

Bei Freiluft-Schaltanlagen stellt die Messung mit beidseitiger Erdung in der Regel kein großes Problem dar, KoCoS setzt hier mit "Dynamic Timing" auf die Kombination des Schaltgeräteprüfsystems ACTAS mit den Widerstandsmessgeräten PROMET.

Aus der DIN VDE0105-100 bzw. EN50110-1 ist jedoch ersichtlich, dass auch eine GIS-Schaltanlage unter beidseitiger Erdung zu messen ist.

Die Problematik, die besonders bei GIS-Schaltanlagen zum Tragen kommt, ist der sehr geringe Erdungswiderstand, der sich aus der Kapselung der gesamten Schaltanlage in einem Metallgehäuse ergibt. Somit ist es nur schwer möglich, eine Zustandsbewertung der Schaltanlage mit gewöhnlichen Messmitteln durchzuführen.

Zur Prüfung beidseitig geerdeter GIS-Anlagen kann das Dynamic Timing-Verfahren, wie es bei beidseitig geerdeten AIS-Schaltgeräten genutzt wird, nicht 1 zu 1 verwendet werden. Es ist nicht möglich, die richtige Schaltzeit des in der GIS-Schaltanlage integrierten Leistungsschalters zu messen. Durch die in GIS-Schaltanlagen verbauten Komponenten, wie zum Beispiel Stromwandler, kommt es zu Messverzögerungen. Je nach Schaltsequenz enthält das Ergebnis entsprechend schnellere Schaltzeiten bei der Ausschaltung oder langsamere Schaltzeiten bei der Einschaltung.

Um korrekte Schaltzeiten messen zu können, setzt KoCoS hier auf das “GIS Timing“-Verfahren. Die GIS-Schaltanlage muss für dieses Messverfahren über mindestens einen nach außen geführten isolierten Erder verfügen. Wieder werden PROMET-Widerstandsmessgeräte eingesetzt, die je nach Ausführung Stromausgaben bis 600 A generieren. Auch hier werden die Widerstandsmessgeräte durch ACTAS gesteuert. Die Widerstandsmessgeräte dienen hier allerdings nur als Stromquellen und nicht als eigentliche Messinstrumente.

Um Messwerte zu erhalten, werden zusätzlich zu den Widerstandsmessgeräten und ACTAS speziell für KoCoS entwickelte Stromsensoren in Form von Rogowski-Spulen eingesetzt, die flexibel am isolierten Erder angebracht werden können. Über die während des Schaltvorgangs gemessenen Stromverläufe im isolierten Erder können die Schaltzeiten beim Öffnen und Schließen der verschieden Schaltsequenzen des Leistungsschalters bestimmt werden.

Das „GIS Timing“ Verfahren hat einen großen Sicherheitsvorteil und bietet trotzdem die Möglichkeit, die GIS-Anlage durch Messergebnisse und entsprechend aufgezeichnete Messsignale zu bewerten.

Schaltzeitenmessungen von AIS und GIS Schaltanlagen, wo liegen die Unterschiede?

GIS-Hochspannungsschaltanlagen befinden sich an vielen Knotenpunkten in unserem Spannungsnetz, als dreiphasig oder einphasig gekapselte Schaltfelder. Hochspannungsschaltanlagen bestehen aus mehreren Komponenten und können, je nach benötigter Funktion, unterschiedlich aufgebaut sein. Sie beinhalten Bauteile wie Stromwandler, Trenner, Erder, Leistungsschalter usw. Gegenüber AIS-Schaltanlagen bringen sie einige Vorteile wie einen geringeren Platzbedarf, eine höhere Personensicherheit, eine höhere Lebensdauer und eine höhere Verfügbarkeit mit sich. Nachteile gegenüber AIS-Schaltanlagen zeigen sich jedoch bei der Wartung, da einzelne Komponenten sehr schwer zugänglich sind. Die Messungen, wie beispielsweise die Messung der Schaltereigenzeiten und des Widerstandes der Unterbrechereinheiten des Leistungsschalters, gestalten sich eher schwierig, denn grundsätzlich gilt die Anforderung, dass in Hochspannungsanlagen alle Teile geerdet werden müssen, an denen gearbeitet wird.

Bei Freiluft-Schaltanlagen stellt die Messung mit beidseitiger Erdung in der Regel kein großes Problem dar, KoCoS setzt hier mit "Dynamic Timing" auf die Kombination des Schaltgeräteprüfsystems ACTAS mit den Widerstandsmessgeräten PROMET.

Aus der DIN VDE0105-100 bzw. EN50110-1 ist jedoch ersichtlich, dass auch eine GIS-Schaltanlage unter beidseitiger Erdung zu messen ist. Die Problematik, die besonders bei GIS-Schaltanlagen zum Tragen kommt, ist der sehr geringe Erdungswiderstand, der sich aus der Kapselung der gesamten Schaltanlage in einem Metallgehäuse ergibt. Somit ist es nur schwer möglich, eine Zustandsbewertung der Schaltanlage mit gewöhnlichen Messmitteln durchzuführen.