DE1293311B - Arrangement for monitoring a current flowing through the primary winding of a current transformer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Überwachung eines über die Primärwicklung eines Stromwandlers fließenden Stromes, die ein Signal abgibt, wenn der Strom einen einstellbaren Grenzwert überschreitet.The invention relates to an arrangement for monitoring an over the Primary winding of a current transformer current flowing, which emits a signal when the current exceeds an adjustable limit value.

Solche Anordnungen werden an vielen Stellen und zu vielfältigen Zwecken in der Elektrotechnik, insbesondere zur Signalisierung von überströmen und/ oder zur überstromabhängigen Auslösung von Maßnahmen, die der Beseitigung des Überstromes dienen, verwendet.Such arrangements are used in many places and for various purposes in electrical engineering, in particular for signaling overcurrents and / or for overcurrent-dependent triggering of measures that eliminate the overcurrent serve, used.

Die Größe der von solchen Anordnungen gelieferten Signale soll möglichst unabhängig von der Größe des ein solches Signal auslösenden Stromes sein. Eine diese Bedingung erfüllende Anordnung ist in der deutschen Patentschrift 557709 beschrieben. Sie besteht aus einem Wechselstromwandler, über dessen Primärwicklung der zu überwachende Strom fließt. An seiner Sekundärwicklung ist entweder eine Entladungsstrecke oder eine Schmelzsicherung angeschlossen. In beiden Fällen wird jedoch das zur Auslösung einer Schalteinrichtung dienende Signal von einer Hilfsspannungsquelle geliefert, die in dem zuerst genannten Falle über eine in der Entladungsstrecke liegende Trennstelle einschaltbar, in dem zweiten Falle durch die Schmelzsicherung kurzgeschlossen ist. Bei einem Überstrom bestimmter Größe wird die Trennstelle durch die Ausbildung eines Lichtbogens in der Entladungsstrecke überbrückt bzw. die Sicherung zerstört.The size of the signals supplied by such arrangements should be as independent as possible of the size of the current triggering such a signal. An arrangement that fulfills this condition is described in German patent specification 557709 . It consists of an alternating current transformer, through whose primary winding the current to be monitored flows. Either a discharge path or a fuse is connected to its secondary winding. In both cases, however, the signal used to trigger a switching device is supplied by an auxiliary voltage source, which in the first-mentioned case can be switched on via an isolating point located in the discharge path, in the second case it is short-circuited by the fuse. In the event of an overcurrent of a certain magnitude, the separation point is bridged by the formation of an arc in the discharge path or the fuse is destroyed.

Bei diesen Anordnungen ist jedoch der Ansprechwert nicht stetig veränderbar. Dies ist jedoch bei einer anderen bekannten Anordnung möglich, bei der an die Sekundärwicklung des Stromwandlers sowohl eine Auslöseeinrichtung als auch - parallel dazu - die Hauptwicklung einer mit einer Steuerwicklung versehenen Transduktordrossel liegt. Die Steuerwicklung wird dabei mit einem veränderbaren Gleichstrom solcher Größe gespeist, daß der Kern des Transduktors gesättigt ist. Wenn nun der über die Hauptwicklung fließende, dem zu überwachenden Strom proportionale Strom einen solchen Wert erreicht, daß der Kern der Transduktordrossel ummagnetisiert wird, wird diese Hauptwicklung hochohmig; dann tritt an dieser Wicklung und an der Schalteinrichtung eine verhältnismäßig hohe Spannung auf.With these arrangements, however, the response value cannot be continuously changed. However, this is possible with another known arrangement, in which the secondary winding of the current transformer both a tripping device and - parallel to it - the Main winding of a transductor choke provided with a control winding is located. The control winding is supplied with a variable direct current of such magnitude fed that the core of the transductor is saturated. If now the one over the main winding flowing current proportional to the current to be monitored reaches such a value, that the core of the transducer choke is magnetized, this is the main winding high resistance; then occurs on this winding and on the switching device a relatively high voltage.

Bei dieser Anordnung stören das Volumen, das Gewicht und die Kosten der Transduktordrossel. Außerdem ist diese Schaltung nur funktionsfähig, wenn im Steuerkreis der Transduktordrossel eine große Glättungsdrossel liegt.In this arrangement, the volume, the weight and the cost are disruptive the transducer choke. In addition, this circuit is only functional when im Control circuit of the transductor choke is a large smoothing choke.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht demgegenüber eine einfache stufenlose Einstellung des Grenzwertes, bei dem ein Signal abgesehen wird, ohne daß hierzu Bauteile mit Magnetkernen und Wicklungen nötig sind.In contrast, the present invention enables a simple stepless Setting of the limit value at which a signal is ignored without doing this Components with magnetic cores and windings are necessary.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Gleichrichterbrücke vorgesehen ist, die mit ihren Wechselstromklemmen im Sekundärkreis des Stromwandlers liegt und mit ihren Gleichstromklemmen so über einen Widerstand an eine Gleichspannungsquelle angeschlossen ist, daß die Ventile der Gleichrichterbrücke durch die Spannung dieser Gleichspannungsquelle in Durchlaßrichtung beansprucht sind und daß das bei einem einstellbaren Grenzwert des zu überwachenden Stromes abgegebene Signal von den Wechselstromklemmen der Gleichrichterbrücke abgenommen wird. Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den drei Figuren der Zeichnung dargestellt. Dabei sind funktionsgleiche Teile in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.The invention is characterized in that a rectifier bridge is provided with their AC terminals in the secondary circuit of the current transformer and with its direct current terminals via a resistor to a direct voltage source is connected that the valves of the rectifier bridge by the voltage of this DC voltage source are claimed in the forward direction and that at one adjustable limit value of the current to be monitored, output signal from the alternating current terminals the rectifier bridge is removed. Three embodiments of the invention are shown in the three figures of the drawing. They are functionally identical Parts are provided with the same reference numerals in all figures.

In F i g. 1 ist mit 1 der Stromkreis bezeichnet, in dem der zu überwachende Strom fließt. 2 ist die Primärwicklung eines Wechselstromwandlers, dessen Sekundärwicklung mit 3 bezeichnet ist. Diese ist an die Wechselstrornquellen eines Gleichrichters 16 in Brückenschaltung angeschlossen, der mit seinen Gleichstromklemmen über einen veränderbaren Widerstand 10 und eine Glättungsdrossel 11 so an eine Gleichspannungsquelle 9 angeschlossen ist, daß diese Gleichspannungsquelle einen einstellbaren Strom über den Gleichrichter 16 treiben kann.In Fig. 1 is denoted by 1 the circuit in which the to be monitored Electricity flows. 2 is the primary winding of an AC converter, its secondary winding is designated by 3. This is connected to the AC sources of a rectifier 16 connected in a bridge circuit, which is connected to its DC terminals via a variable resistor 10 and a smoothing choke 11 so to a DC voltage source 9 is connected that this DC voltage source has an adjustable current the rectifier 16 can drive.

Solange der von der Wicklung 3 getriebene, dem zu überwachenden Strom proportionale Strom kleiner als der von der Gleichstromquelle 9 getriebene Strom ist, kann der Strom der Wicklung 3 unmittelbar über die Ventile des Gleichrichters 16 fließen. An dem Gleichrichter 16 tritt daher praktisch keine Spannung auf. Sobald jedoch die Größe des zu überwachenden Stromes in der Wicklung 3 einen Strom erfordert, der größer als der von der Quelle 9 getriebene, mit dem veränderbaren Widerstand 10 eingestellte Strom ist, dann sind in jeder Halbwelle jeweils zwei Zweige des Gleichrichters 16 gesperrt, so daß die Wicklung 3 ihren Strom über den Widerstand 10, die Drossel 11 und die Gleichspannungsquelle 9 treiben muß. An diesem Stromkreisteil und damit an den Wechselstromklemmen des Gleichrichters 16 tritt ein Spannungsabfall auf, der mit steigendem Strom um so steiler ansteigt, je größer der Widerstand 10 und die Drossel 11 sowie der Eingangswiderstand des zur Messung an die Klemmen 121 und 122 angeschlossenen Gerätes dimensioniert ist, und der zur Signalisierung des Grenzstromwertes herangezogen werden kann. Diese Spannung wird hierzu -zweckmäßig mit einem Gleichrichter 12 gleichgerichtet und mit Hilfe von Zenerdioden 15 begrenzt. In den Stromkreis kann zusätzlich noch eine weitere Zenerdiode 151 gelegt sein. Dadurch wird ein sprunghafter Anstieg des Signals an den Ausgangsklemmen 121 und 122 praktisch von dem Wert Null ausgehend erreicht.As long as the current driven by the winding 3 and proportional to the current to be monitored is smaller than the current driven by the direct current source 9, the current of the winding 3 can flow directly via the valves of the rectifier 16. Practically no voltage therefore occurs at the rectifier 16. However, as soon as the size of the current to be monitored in the winding 3 requires a current that is greater than the current driven by the source 9 and set with the variable resistor 10 , then two branches of the rectifier 16 are blocked in each half-wave, so that the winding 3 must drive its current via the resistor 10, the choke 11 and the DC voltage source 9. At this part of the circuit and thus at the AC terminals of the rectifier 16, a voltage drop occurs, which increases with increasing current, the steeper the larger the resistor 10 and the choke 11 as well as the input resistance of the device connected to the terminals 121 and 122 for measurement is dimensioned , and which can be used to signal the limit current value. For this purpose, this voltage is appropriately rectified with a rectifier 12 and limited with the aid of Zener diodes 15. Another Zener diode 151 can also be placed in the circuit. As a result, a sudden increase in the signal at the output terminals 121 and 122 is achieved practically starting from the value zero.

Das in F i g. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem zuvor erläuterten im wesentlichen nur dadurch, daß zwischen den Gleichrichter 16 und die Sekundärwicklung 3 des Wechselstromwandlers eine Gleichrichterbrücke 17 geschaltet ist. Man kann daher bei dieser Anordnung auf einen zusätzlichen Gleichrichter im Ausgangskreis (in F i g. 1 mit 12 bezeichnet) verzichten.The in Fig. 2 differs from the previously explained embodiment essentially only in that a rectifier bridge 17 is connected between the rectifier 16 and the secondary winding 3 of the AC converter. With this arrangement, it is therefore possible to dispense with an additional rectifier in the output circuit (denoted by 12 in FIG. 1).

Das Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 unterscheidet sich von dem nach F i g. 1 nur dadurch, daß als Stromwandler ein Gleichstromwandler mit zwei gegensinnig in Reihe geschalteten Sekundärwicklungen 31 und 32 verwendet wird, dessen Primärwicklung 30 in dem von dem zu überwachenden Gleichstrom durchflossenen Stromkreis 1 liegt. Der Gleichrichter 16 ist hierbei über eine durch einen Transformator 33 symbolisierte Wechselspannungsquelle an die Sekundärwicklungen 31 und 32 angeschlossen.The embodiment according to FIG. 3 is different from the one after F i g. 1 only in that as a current converter a DC converter with two opposing directions Secondary windings 31 and 32 connected in series are used, the primary winding of which 30 lies in the circuit 1 through which the direct current to be monitored flows. The rectifier 16 is here symbolized by a transformer 33 AC voltage source connected to the secondary windings 31 and 32.

Da Gleichstromwandler der hier verwendeten Art (nach K r ä m e r) bekannt sind, genügt hier die Feststellung, daß dem Gleichrichter 16 ein rechteckförmiger Wechselstrom zugeführt wird, dessen Amplitude dem zu überwachenden Gleichstrom proportional ist. Daher gilt die zu F i g. 1 gegebene Funktionsbeschreibung hier sinngemäß.Since direct current converters of the type used here (according to K rä m e r) are known, it is sufficient here to state that the rectifier 16 is a rectangular shape Alternating current is supplied, the amplitude of which is proportional to the direct current to be monitored is. Therefore, the following applies to FIG. 1 function description given here analogously.

Claims (6)

Patentansprüche: 1. Anordnung zur überwachung eines über die Primärwicklung eines Stromwandlers fließenden Stromes, die ein Signal abgibt, wenn der Strom einen einstellbaren Grenzwert überschreitet, d a -durch gekennzeichnet, daß eine Gleichrichterbrücke (16) vorgesehen ist, die mit ihren Wechselstromklemmen im Sekundärkreis des Stromwandlers liegt und mit ihren Gleichstromklemmen so über einen Widerstand an eine Gleichspannungsquelle (9) angeschlossen ist, daß die Ventile der Gleichrichterbrücke durch die Spannung dieser Gleichspannungsquelle in Durchlaßrichtung beansprucht sind und daß das Signal von den Wechselstromklemmen der Brücke abgenommen wird. Claims: 1. Arrangement for monitoring a primary winding current flowing through a current transformer, which emits a signal when the current has a adjustable limit value exceeds, d a -characterized in that a rectifier bridge (16) is provided with its AC terminals in the secondary circuit of the current transformer and with its direct current terminals via a resistor to a direct voltage source (9) is connected that the valves of the rectifier bridge by the voltage this DC voltage source are claimed in the forward direction and that the signal removed from the AC terminals of the bridge. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromwandler ein Wechselstromwandler ist, dessen Sekundärwicklung (3) unmittelbar an die Wechselstrornklemmen der Gleichrichterbrücke(16) angeschlossen ist (F i g. 1). 2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the current converter is an alternating current converter whose Secondary winding (3) directly to the AC terminals of the rectifier bridge (16) connected (Fig. 1). 3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromwandler ein Wechselstromwandler ist und daß die Wechselstromklemmen der Gleichrichterbrücke (16) an die Gleichstromklemmen einer weiteren Gleichrichterbrücke(17) angeschlossen sind, deren Wechselstromklemmen mit der Sekundärwicklung (3) des Stromwandlers verbunden sind (F i g. 2). 3. Arrangement according to claim 1, characterized in that that the current transformer is an alternating current transformer and that the alternating current terminals the rectifier bridge (16) to the DC terminals of another rectifier bridge (17) are connected, the AC terminals of which with the secondary winding (3) of the current transformer connected (Fig. 2). 4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromwandler ein Gleichstromwandler ist, der sekundärseitig über eine Wechselspannungsquelle an die Wechselspannungsklemmen der Gleichrichterbrücke (16) angeschlossen ist (F i g. 3). 4. Arrangement according to claim 1, characterized in that that the current converter is a direct current converter, the secondary side via an alternating voltage source is connected to the AC voltage terminals of the rectifier bridge (16) (F. i g. 3). 5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Gleichspannungsquelle und der Gleichrichterbrücke ein einstellbarer Widerstand (10) liegt. 5. Arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that there is an adjustable resistor (10) between the DC voltage source and the rectifier bridge. 6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Gleichspannungsquelle und der Gleichrichter-Brücke eine Drossel (11) liegt.6. Arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized characterized in that between the DC voltage source and the rectifier bridge a throttle (11) is located.