Verfahren zur Detektion von Strlichtbgen in stromstarken Niederspannungsanlagen

In stromstarken Schalt- und Verteilanlagen der Niederspannung muss ein auftretender Strlichtbo-gen innerhalb weniger Millisekunden detektiert und gelscht werden, um den resultierenden Schaden auf ein Minimum zu reduzieren. Bisher werden hierzu oft optische Strlichtbogenschutzsysteme ein-gesetzt, die durch zustzlich installierte Fotosensoren oder Lichtwellenleiter die Lichtimmission eines brennenden Strlichtbogens absorbieren und somit erkennen. Im Rahmen dieser Arbeit wurden neue numerische Detektionsverfahren entwickelt, mit denen stromstarke Strlichtbgen zuknftig durch eine zentrale Auswertung von Strom und Spannung fehlerschleifenselektiv erkennbar sind. Hierzu wurden 220 gemessene Strlichtbgen untersucht und aus den Signaleigenschaften von Strom und Spannung Detektionskriterien abgeleitet.

Fr die Detektion von Strlichtbgen eignen sich Signalverlaufsalgorithmen und erweiterte Distanz-schutzalgorithmen. Der auf einen erweiterten Distanzschutzalgorithmus basierende Detektionsalgo-rithmus ermglicht die Berechnung und Auswertung der Lichtbogenspannung in einer Fehlerschleife. Ein weiteres charakteristisches Merkmal fr einen Strlichtbogen ist die sprunghafte nderung der Spannung whrend der Lichtbogenzndung. Diese Eigenschaft lsst sich mit einem Signalverlaufsal-gorithmus erkennen, dem eine Wavelet-Transformation zugrunde liegt.

Ein wesentliches Bewertungskriterium von Detektionsverfahren ist die Detektionszeit. Da es bisher fr die Beschreibung der Lichtbogenzndung keine normativen Kriterien gibt, wurde ein Referenz-zndzeitpunkt fr Strlichtbgen definiert, der es ermglicht Detektionszeiten zu bestimmen. Somit konnten die Algorithmen sukzessiv weiterentwickelt und optimiert werden, so dass Strlichtbgen innerhalb weniger Millisekunden erkannt werden. Die abschlieende Untersuchung zu den erreichba-ren Detektionszeiten der gemessenen Strlichtbgen zeigt die Leistungsfhigkeit der neuen numeri-schen Detektionsverfahren und weist die grunds