DC-Schutzsystem - Entwicklung eines adaptiven, skalierbaren Schutzsystems für Niederspannungs-Gleichstromnetze, basierend auf einer permanenten Zustandsüberwachung

Im Projekt DC-Schutzsystem wurden verschiedene Methoden und Komponenten zum sicheren Betrieb von DC-Netzen entwickelt: Verallgemeinerte Konzepte zur Modellierung von DC-Netzen erlauben, die Auswirkungen verschiedener Fehlerarten von denen von Lastwechseln zu unterscheiden. Die dazu notwendigen Netzparameter werden mit einfachen Modellen abgeschätzt und im Normalbetrieb z.B. mit Impedanzmessverfahren ermittelt. Zur schnellen Detektion und Abschaltung von seriellen Lichtbogenfehlern wird ein adaptives Verfahren vorgestellt. Hingegen wird zur sicheren Löschung niederohmiger paralleler Lichtbogenfehler ein platzsparender, selektiv arbeitender Kurzschließer mit zwei Impedanzstufen vorgeschlagen. Zur sicheren Trennung von Steckverbindern unter Last (ohmsch, induktiv, kapazitiv) hat sich die vorgestellte hybride Konstruktion aus Metallkontakt und paralleler Lichtbogenlöschelektronik bewährt. Weiter wird ein elektronisches Schutzelement bestehend aus zwei Tiefsetzstellern vorgestellt, welches auch kurzzeitige Stromspitzen begrenzt, ohne den betroffenen Netzzweig dauerhaft abzuschalten. Soll hingegen ein Zweig in einem Netz mit begrenzter Kurzschlussleistung im Fehlerfall schnell abgeschaltet werden, kann kurzzeitig ein hoher Strom in die Fehlerstelle gespeist werden, was zur Auslösung der verbundenen Sicherungen führt. Vorwiegend in geerdeten DC-Endstromkreisen wird der Personen- und Fehlerschutz durch Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen realisiert, die sensorisch wie aktorisch den Herausforderungen geregelter DC-Netze gerecht werden. Der modulare Aufbau ermöglicht unterschiedliche Systemspannungen. Alle Schutzkomponenten bieten die Möglichkeit, über Datenschnittstellen mit Hilfe einer externen Entscheidungslogik miteinander zu interagieren, um somit ein Schutzsystem darzustellen.