Monitoring und Diagnose von Einsäulen-Trennschaltern

Abstract:
In Höchstspannungs-Freiluftanlagen kommen in Deutschland in der Regel Einsäulen-Trennschalter (auch Pantographen- oder Scherentrennschalter genannt) als Sammelschienen-Trennschalter zum Einsatz. Der Stromübergang zwischen Festkontakt und beweglichem Kontakt erfolgt punktförmig. Um die geforderte Stromtragfähigkeit sicherzustellen, muss eine ausreichende Kontaktkraft vorhanden sein. Zu diesem Zwecke werden die Kontaktkrafteinstellungen in regelmäßigen Abständen kontrolliert. Für diese Prüfungen ist heutzutage eine aufwendige Befestigung eines Sensors direkt an der Kontaktstelle genauso wie die Freischaltung der Sammelschiene und des Feldes notwendig. In diesem Beitrag wird eine innovative Methode zur Messung der Kontaktkraft durch Auswertung des Motorstromverlaufes des Antriebsmotors vorgestellt. Die Auswertungen des Motorstromverlaufes erlauben neben der Messung der Kontaktkraft auch andere Unregelmäßigkeiten am Antrieb oder der kinematischen Kette Antrieb – Schere festzustellen. Um das Gesamtspektrum an Informationen, die im Motorstrom enthalten sind, zu nutzen, wird ein digitales Modell des Trennschalters in MATLAB SIMULINK erstellt. Hiermit können verschiedene und auch gleichzeitig auftretende Unregelmäßigkeiten simuliert und deren Einfluss auf die Kontaktkraft ermittelt werden. Durch Applikation von intelligenten Systemen, z. B. Neuronalen Netzwerken oder Expertensystemen, kann eine automatisierte Diagnose und Fehlererkennung erfolgen.