-
Einrichtung zur Isolationsüberwachung
-
nicht geerdeter Gleichstromnetze Die Erfindung bezieht sich auf eine
Einrichtung zur Isolationsüberwachung nicht geerdeter Gleichstromnetze mit einer
zwischen den Netzleitern liegenden Brückenschaltung, deren einer Brückenzweig aus
Hilfswiderständen und deren anderer Brückenzweig aus den Isolationswiderständen
der Netzleiter gegen Erde gebildet wer den, und mit einer bei einer Unsymmetrie
der Isolationswiderständ ansprechenden Überwachungsvorrichtung im Brückennullzweig.
-
Bei einem einpoligen Erdschlußfehler bleibt das Netz aufgrund der
fehlenden Erdung funktionsfähig. Erst bei einem zweiten Erdschluß fehler auf dem
anderen Pol des Netzes kommt es zu einem Kurzschlußverhalten. Um dieses zu vermeiden,
ist es wesentlich, daß das Netz ständig oder in Abständen auf einpolige Erdschlußfehler
überwacht wird, um solche Fehler zu beheben oder zumindest auf di Gefahr eines Kurzschlußverhaltens
bei Auftreten eines zweiten Erd schlußfehlers vorbereitet zu sein. Eine solche überwachung
auf Erdschlußfehler erfolgt bei ungeerdeten Gleichstromnetzen im allgemeinen im
Rahmen einer Unsymmetriemessung unter Zuhilfenahme der oben genannten Brückenschaltung.
Wenn ein Isolationswiderstand zwischen dem positiven oder negativen Netzpol und
Erde bzw.
-
Schutzleiter durch Fehlereinwirkung gegenüber dem Normalfall absinkt,
erfolgen eine Verstimmung der Brückenschaltung und eine diesbezügliche Auswertung
im Brückennullzweig, und zwar mittels eines Relais, das auf den Strom im Brückennullzweig
anspricht und
reine Überwachungs- und/oder Abschaltfunktionen hat.
Um zu einer möglichst genauen sowie empfindlichen Isolationsüberwachung zu gelangen,
wird in dem Brückennullzweig im allgemeinen ein gepoltes Relais, und zwar vorzugsweise
ein sehr empfindliches und relativ teures T-Relais benutzt. Da jedoch bei verschiedenartigen
Erdschlußfehlern im Brückennullzweig gegensinnig fließende Brückenverstimmungsströme
auftreten können, müssen zusätzliche Maßnahmen getroffen werden, damit das gepolte
Relais auf beide Fehlerarten ansprechen kann. Zu diesem Zweck wird in den Brückennullzweig
ein Brückengleichrichter eingesetzt, mit dessen ausgangsseitigen Gleichstromanschlüssen
das gepolte Relais verbunden wird. Eine solche Isolationsüberwachungseinrichtung
hat vor allem den Nachteil, daß sie wegen der Verwendung des T-Relais relativ teuer
ist.
-
Ferner ergeben sich gewisse Probleme bezüglich einer variablen Einstellung
einer Ansprechschwelle, und der Brückengleichrichter muß eine vergleichsweise große
Spannungsfestigkeit aufweisen, da an ihm im ungünstigsten Fall etwa die gesamte
Spannung zwischen einem Pol und Erde bzw. Schutzleiter abfällt.
-
Grundsätzlich ist es zwar möglich, das T-Relais im Brückengleichrichter
innerhalb des Brückennullzweiges der Brückenschaltung durch einen bloßen Widerstand
zu ersetzen und die an ihm bei einem Erdschlußfehler abfallende Spannung beispielsweise
mittels eines Operationsverstärkers zu verstärken und für Auswertungszwecke weiter
zu verarbeiten. Eine solche Schaltung ist jedoch nur sinnvoll, wenn die Versorgung
des Operationsverstärkers potentialfrei erfolgt, weshalb die Verwendung einer völlig
getrennten Hilfsspannung erforderlich ist. Hierdurch ergibt sich ein relativ grosser
schaltungstechnischer
Aufwand, der in vielen Anwendungsfällen nicht tragbar ist. Außerdem muß auch bei
dieser Einrichtung der Brückengleichrichter im Brückennullzweig der Brückenschaltung
wie im obigen Fall eine große Spannungsfestigkeit aufweisen.
-
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Isolationsüberwachungseinrichtung
der genannten Art, die unter Vermeidung der geschilderten Nachteile, also insbesondere
unter Verzicht auf ein teures T-Relais und auf eine getrennte Hilfsspannungsquelle,
auf relativ einfache sowie preiswerte Weise eine vielseitige, anpassungsfähige und
sichere Isolationsüberwachung ermöglicht.
-
Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird bei einer Einrichtung zur Isolationsüberwachung
der genannten Art mit einer Überwachungsvorrichtung im Brückennullzweig erfindungsgemäß
vorgeschlagen, daß die überwachungsvorrichtung zumindest ein optoelektronisches
Koppelglied aufweist, dessen Eingangselement eine von der elektrischen Unsymmetrie
abhängige optische Strahlung abgibt, die von einem Ausgangselement erfaßt und in
ein elektrisches Anzeige- und/ oder Auslösungssignal umgesetzt wird. Eine derartige
Maßnahme ist äußerst vorteilhaft, da das am Ausgangselement des optoelektronischen
Koppelgliedes auftretende Signal beliebig weiterverarbeitet werden kann, wobei die
für eine Signalverarbeitung erforderlichen Versorgungsspannungen problemlos unmittelbar
aus dem überwachten Netz abgeleitet werden können, und zwar wegen der optischen,
das heißt galvanisch getrennten Signalübertragungsstrecke zwischen den Eingangs-
und Ausgangselementen des optoelektronischen Koppelgliedes.
-
Vorzugsweise ist das optoelektronische Koppelglied ein handelsüblicher
Opto-Koppler auf Halbleiterbasis mit einer Lumineszenzdiode als Eingangselement.
Derartige Glieder haben den Vorteil, daß sie kompakt, preiswert und völlig zuverlässig
sind. Da für die Signalübertragung im Brückennullzweig kein bedeutender Spannungsabfall
erforderlich ist, denn an der Lumineszenzdiode fällt nur die Diodenflußspannung
ab, können weitere Maßnahmen vorgesehen sein, damit bei Verwendung eines Brückengleichrichters
ein solcher mit kleinerer Spannungsfestigkeit benutzt werden kann.
-
Ferner wird vorgeschlagen, daß das Eingangselement in Reihe mit einem
Strombegrenzungswiderstand zwischen die Brückennullpunkte geschaltet ist. Dadurch
wird bei Auftreten eines Erdschlußfehlers eine Überlastung des optoelektronischen
Koppelgliedes auch dann vermieden, wenn die Hilfswiderstände der Brückenschaltung
relativ klein gewählt werden, damit sich ein relativ fester Brückenbezugspunkt zwischen
den Hilfswiderständen ergibt. Im Fall eines Erdschlußfehlers wird dann der Kurzschlußstrom
im Brückennullzweig im wesentlichen durch die Größe des Strombegrenzungswiderstandes
bestimmt, da an ihm praktisch die gesamte Spannung zwischen dem Bezugspunkt und
dem fehlerbehafteten Netzpol anliegt.
-
Ferner ist es bevorzugt, daß dem Eingangselement in Form einer Lumineszenzdiode
eine zweite Lumineszenzdiode antiparallel geschaltet ist. Hierdurch lassen sich
auf relativ einfache Weise Erdschlußfehler an beiden Netzpolen erfassen, die zu
gegensinnigen Strömen im Brückennullzweig führen. Während es ohne weiteres möglich
ist, beide Lumineszenzdioden einem Ausgangselement eines optoelektronischen Koppelgliedes
zuzuordnen, ist es bevorzugt,
daß jede Lumineszenzdiode je einem
Ausgangselement zugeordnet ist.
-
Hierdurch lassen sich die verschiedenen Erdschlußfehler zumindest
bezüglich einer Anzeige derselben getrennt auswerten, wodurch sich teilweise eine
erhebliche Vereinfachung bezüglich der Erdschlußfehlersuche ergibt.
-
Eine andere bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus,
daß das Eingangselement als Lumineszenzdiode zwischen die Gleichstromanschlüsse
eines im Brückennullzweig befindlichen Brückengleichrichters geschaltet ist. Hierdurch
lassen sich unter Verwendung nur eines einzigen optoelektronischen Koppelgliedes
Erdschlußfehler der positiven und negativen Netzpole erfassen. Vorzugsweise ist
dem Brückengleichrichter seitens seiner Wechselstromanschlüsse ein Strombegrenzungswiderstand
in Reihe geschaltet, so daß der Brückengleichrichter nur eine sehr kleine Spannungsfestigkeit
haben muß, da an ihm unter Berücksichtigung der Lumineszenzdiode allenfalls die
dreifache Diodenflußspannung abfällt. Nach dem Stand der Technik war eine solche
Möglichkeit nicht gegeben, da ein größerer Spannungsabfall für die Auswertung der
im Fehlerfalle auftretenden Brückenverstimmung erforderlich war. Unter Vernachlässigung
der kleinen Durchflußspannung der Lumineszenzdiode des optoelektronischen Koppelgliedes
benötigt dieses zu einer Auswertung keinen Spannungsabfall, sondern nur einen eingangsseitigen
Stromfluß.
-
Bei Verwendung eines Brückengleichrichters genügt es im allgemeinen,
wenn das Eingangselement einem Ausgangselement zugeordnet ist. Hierdurch wird nur
ein optoelektronisches Koppelglied benötigt, und es ist ein gleichartiges Erfassen
von Erdschlußfehlern
beider Netzpole möglich. Teilweise ist es
jedoch bevorzugt, wenn zumindest eine zweite Lumineszenzdiode als zweites Eingangselement
zur Unterscheidung der Isolationsfehler benutzt wird. In diesem Zusammenhang ist
es möglich, daß zumindest eine Diode des Brückengleichrichters als Lumineszenzdiode
bzw. zweites Eingangselement ausgebildet ist. In diesem Fall können das erste Eingangselement
für eine übergeordnete Überwachung sämtlicher Fehler und das zweite Eingangselement
zur Fehlerunterscheidung herangezogen werden.
-
Je nach dem, ob beim Ansprechen des ersten Eingangselements ein Ansprechen
des zweiten Eingangselements erfolgt oder nicht, ergibt sich hieraus die Aussage,
welcher der Netzpole einen Erdschlußfehler aufweist. Stattdessen ist es aber auch
möglich, daß zwei Dioden aneinander angrenzender Brückenzweige des Brückengleichrichters
als Lumineszenzdioden ausgebildet sind. Während die Lumineszenzdiode an den Gleichstromanschlüssen
des Brückengleichrichters zur übergeordneten Überwachung aller Fehler dient, ergibt
sich aus dem Ansprechen der beiden zusätzlichen Lumineszenzdioden unmittelbar, welcher
der beiden Netzpole einen Erdschlußfehler hat.
-
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind zwei von getrennten Eingangselementen
getrennt ansteuerbare Ausgangselemente des Opto-Kopplers bzw. mehrerer Opto-Koppler
über eine elektronische Auslöseschaltung an ein gemeinsames Auslöserelais angeschaltet.
Dabei ist es bevorzugt, daß die Auslöseschaltung eingangsseitig getrennte Zweige
aufweist, die ausgangsseitig gekoppelt sind. Dabei kann sich in jedem der getrennten
Zweige eine selektive optische Fehleranzeige befinden. Die elektronische Auslöseschaltung
wird dadurch gleichzeitig für verschiedene Zwecke ausgenutzt, nämlich
einerseits
zu einer selektiven Fehleranzeige und andererseits zu einer gemeinsamen Auslösung,
beispielsweise einer unmittelbaren Netzausschaltung und/oder Warnsignalgebung.
-
Ferner ist es vorteilhaft, wenn eine an den oder die Ausgangselemente
angeschlossene Auslöseschaltung ein Schmitt-Trigger-Verhalten aufweist. Dadurch
wird die Fehlerauslösung nicht bereits bei geringen Schwankungen im Erdschlußfehler
rückgängig gemacht, sondern es ist hierfür eine erhebliche Abflachung des Erdschlußfehlers
erforderlich. Stattdessen oder in Verbindung hiermit kann eine an den oder die Ausgangselemente
angeschlossene Auslöseschaltung einen Selbsthaltekreis mit einem Löschglied aufweisen.
In diesem Fall muß nach dem Auftreten eines Erdschlußfehlers ein Ein greifen von
Hand erfolgen, um die Fehleranzeige und/oder -auslösung wieder rückgängig zu machen.
Damit jedoch nicht bereits sehr kurzzeitige Erdschlußwischer als dauerhafte Erdschlußfehler
erkannt werden, sollten vorzugsweise Signalverzögerungsmittel in der Auslöseschaltung
vorhanden sein.
-
Ferner sind getrennte und/oder gemeinsame Prüftasten zur Fehlersimulierung
von Vorteil, um jederzeit eine Funktionsüberprüfung der überwachungseinrichtung
vornehmen zu können. Um zu einer möglichst kompakten, zuverlässigen und stromarmen
Auslöseschaltung zu gelangen, kann diese Operationsverstärker aufweisen oder in
weitgehend vollständig integrierter Schaltkreistechnik ausgebildet sein. Von Vorteil
ist auch die Verwendung eines Opto-Kopplers mit einem Fototransistor-Ausgangselement
in Darlington-Schaltung, um auch bei kleinem eingangsseitigen Strom in der Lumineszenzdiode
ein ausreichendes und möglichst lineares Ausgangssignal erzielen
zu
können. Für unmittelbare Anzeigezwecke kann es außerdem von Vorteil sein, wenn dem
Opto-Koppler ein linearisierendes Netzwerk nachgeschaltet ist. Und schließlich sollte
die Auslöseschaltung mit Auslösepegel-Einstellmitteln versehen sein, damit erst
Erdschlußfehler ab einer bestimmten Größe zu einer Netzabschaltung und/oder zu einem
Warnsignal führen.
-
Die Erfindung wird nachfolgend unter Hinweis auf die Zeichnungen an
Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 - eine Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Isolationsüberwachungseinrichtung unter Verwendung zweier
optoelektronischer Koppelglieder mit Fehlerauslösung sowie -unterscheidung und Figur
2 - eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Isolationsüberwachungseinrichtung
unter Verwendung eines optoelektronischen Koppelgliedes in Verbindung mit einem
Brückengleichrichter.
-
Gemäß den Figuren 1 und 2 sind jeweils zwischen die positiven und
negativen Netzleiter P, N eines ungeerdeten Gleichstromnetzes zwei vorzugsweise
gleich große Hilfswiderstände R1, R2 in Reihe geschaltet. Eine ähnliche Reihenschaltung
ergibt sich gegenüber Erde bzw. einem nicht dargestellten Schutzleiter durch die
zwischen den Netzpolen P, N und Erde liegenden Isolationswiderstände Rp, RN, die
in Figuren 1 und 2 mit gestrichelten Linien an die entsprechenden Schaltungspunkte
angeschlossen sind. Dadurch ergibt sich eine Brückenschaltung mit einem Brückenbezugspunkt
lo zwischen den Hilfswiderständen R1, R2 und mit einem Brückenbezugspunkt 12 zwischen
den Isolationswiderständen N , RP, RN, wobei dieser
Bezugspunkt
dem Erd- bzw. Schutzleiteranschluß entspricht. Ferner befinden sich zwischen dem
Brückenbezugspunkt 12 und den positiven sowie negativen Netz leitern P, N Kondensatoren
C1 bzw. C2 zum Kurzschließen eventueller Wechselspannungskomponenten im Gleichstromnetz.
Zwischen den Brückenbezugspunkten lo und 12 befindet sich bei beiden Ausführungsformen
gemäß Figuren 1 und 2 eine überwachungsvorrichtung unter Verwendung zumindest eines
optoelektronischen Koppelgliedes.
-
Bei der Ausführungsform aus Figur 1 weist die Überwachungsvorrichtung
im Brückennullzweig der Brückenschaltung zwischen den Bezugspunkten lo und 12 eine
Reihenschaltung aus einem Widerstand R3 und aus zwei antiparallel geschalteten Lumineszenzdioden
OE1 sowie OE2 auf. Diese Lumineszenzdioden stellen die Eingangselemente zweier optoelektronischer
Koppelglieder (oder eines doppelten optoelektronischen Koppelgliedes) dar und sind
jeweils diesbezüglichen Ausgangselementen OA1 bzw. OA2 zugeordnet, die im vorliegenden
Fall aus Fototransistoren in Darlington-Schaltung ausgebildet sind.
-
Beide Ausgangselemente OA1 bzw. OA2 sind gemäß Figur 1 gleichartigen
Auslöseschaltungen 18, 22 bzw. 20, 24 vorgeschaltet, und zwar jeweils zwischen dem
positiven Netzleiter P und einem Schaltungspunkt 14 bzw. 16, dessen Signal gegenüber
dem negativen Netzleiter N über ein integrierendes Verzögerungsglied R9, C3 dem
invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers OP1 bzw. OP2 zugeführt wird.
Der nicht invertierende Eingang ist jeweils an den Abgriff eines die Netzspannung
unterteilenden Potentiometers R11 bzw. R12 angeschlossen, um durch entsprechendes
Verstellen
die Ansprech- bzw. Auslöseschwellen der Operationsverstärker
festlegen zu können. Die Operationsverstärker OP1 und OP2 befinden sich in entsprechenden
Schaltungen 18 und 20 mit Schmitt-Trigger-Verhalten.
-
Das Ausgangssignal eines jeden Operationsverstärkers OP1 bzw. OP2
wird mehrfach verarbeitet. Zum einen gelangen die Ausgangssignale beider Operationsverstärker
OP1 und OP2 über miteinander verbundene Koppelwiderstände R6 und R7 an die Basis
eines Auslösetransistors T1, dessen Kollektor mit einem an den positiven Netzleiter
P angeschlossenen Auslöserelais Rel verbunden ist. Zum anderen ist jeder Operationsverstärker
OP1 bzw. OP2 über eine Widerstandsuntersetzung mit einem Anzeigekreis 22 bzw. 24
verbunden, wobei jeweils ein eingangsseitiger Transistor T2 bzw. T3 zum Ansteuern
einer ausgangsseitigen Lumineszenzdiode D5 bzw. D6 dient. Ferner gelangt das Ausgangssignal
des Transistors T2 bzw. T3 über ein integrierendes Verzögerungsglied R10, C4 zur
Basis eines Transistors T4 bzw. T5, dessen Kollektor über einen Widerstand an den
Ausgang +/ des Operationsverstärkers OP angeschlossen ist. Die Emitter der Transistoren
T4 sind gemeinsam an eine mit dem negativen Netzleiter N verbundene Löschtaste L
angeschlossen. +) 1,2 Ferner sind gemäß Figur 1 jeweils zwischen die positiven und
negativen Netzleiter P bzw. N und den Brückenbezugspunkt 12 bzw. Erde normalerweise
geöffnete Prüftasten P1 bzw. P2 geschaltet, und zwar jeweils in Reihe mit einem
Widerstand R4 bzw. R5. Diese Prüftasten dienen zum Simulieren eines Erdschlußfehlers
wahlweise zwischen den positiven oder negativen Netz leitern und Erde. Außerdem
sind beide Schaltungspunkte 14 bzw. 16 am Ausgang der Ausgangselemente
OA1
bzw. 0A2 über entkoppelnde Dioden sowie einen gemeinsamen Widerstand an eine Prüftaste
P3 angeschlossen, die mit dem positiven Netzpol P verbunden ist. Diese Prüftaste
dient zum Überprüfen beider Zweige 18, 22 und 20, 24 der Auslöseschaltung.
-
Wenn im Betrieb der Ausführungsform aus Figur lein Erdschlußfehler
Rp oder RN auftritt, ergibt sich eine entsprechende Brückenverstimmung zwischen
den Bezugspunkten lo, 12, so daß das zugeordnete Eingangselement OE1 bzw. OE2 des
optoelektronischen Koppelgliedes anspricht. Die dabei auftretende Strahlung gelangt
zum zugeordneten Ausgangselement OA1 bzw. OA2, so daß der jeweilige Schaltungspunkt
14 bzw. 16 auf ein höheres Potential gelegt wird.
-
Dieser Spannungsanstieg gelangt unter Verzögerung bzw. Flankenabflachung
durch die Glieder R9, C3 an den invertierenden Eingang des Operationsverstärkers
OP1 bzw. OP2, so daß dessen Ausgang ab einem gewissen Zeitpunkt von einem hochliegenden
Potential auf ein niedriges Potential umspringt. Dies tritt dann auf, wenn die Spannung
am invertierenden Eingang die dem nicht invertierenden Eingang zugeführte Schwellwertspannung
übersteigt. Dabei erfolgt einerseits über die Koppelwiderstände R6 oder R7 eine
Ansteuerung des Auslösetransistors T1 und damit des Auslöserelais Rel und andererseits
über den Transistor T2 oder T3 eine Ansteuerung der Lumineszenzdiode D5 oder D6.
Wenn die Schaltung 18 bzw. 20 wie im vorliegenden Fall ein Schmitt-Trigger-Verhalten
hat, können diese Fehlerauslösung und Fehleranzeige nur aufgehoben werden, wenn
der Erdschlußfehler über einen längeren Zeitraum und um einen beträchtlichen Wert
zurückgeht.
-
Darüberhinaus wird das Ausgangssignal des Operationsverstärkers
OP1
bzw. OP2 bei der Ausführungsform aus Figur 1 in Verbindung mit dem Ausgangssignal
des Transistors T2 bzw. T3 noch dazu benutzt, über das integrierende bzw. flankenabflachende
Verzögerungsglied Rlo, C4 den Transistor T4 bzw. T5 anzusteuern, was über die normalerweise
geschlossene Löschtaste L zu einem Selbsthalteeffekt der Schaltung führt, auch wenn
der Erdschlußfehler bereits behoben ist. Wenn die Schaltung in ihren überwachungsbereiten
Ausgangszustand zurückgebracht werden soll, muß somit zunächst kurzzeitig die Löschtaste
öffnend betätigt werden. Bei Verwendung einer derartigen Schaltung mit Selbsthalteeffekt
ist an sich nicht zusätzlich eine Verwendung einer Schaltung mit Schmitt-Trigger-Verhalten
erforderlich. Hierdurch ergibt sich jedoch eine noch größere Schal tungssicherheit,
und überdies kann eine solche Ausbildung von Vorteil sein, wenn verschiedene Schaltungsbaugruppen
wahlweise miteinander gekoppelt werden können.
-
Die Ausführungsform aus Figur 2, bei der der ersten Ausführungsform
entsprechende Glieder mit denselben Hinweis zahlen belegt sind, unterscheidet sich
im wesentlichen dadurch, daß für Erdschlußfehler beider Netzleiter P, N nur ein
optoelektronisches Koppelglied bzw. ein solches mit jeweils nur einem Eingangs-
und einem Ausgangselement verwendet wird Zwischen den Brückenbezugspunkten lo und
12 befindet sich eine Reihenschaltung aus dem bereits genannten Strombegrenzungswiderstand
R3 und einem Brückengleichrichter GL mit Gleichrichterdioden D1, D2, D3 sowie D4.
Während die Wechselstromanschlüsse des Brückengleichrichters GL mit den Schaltungspunkten
12, 30 des Brückennullzweiges verbunden sind, befindet sich das Eingangselement
bzw. die Lumineszenzdiode
OE1 des optoelektronischen Koppelgliedes
zwischen den Gleichstromanschlüssen 26, 28 des Brückengleichrichters GL.
-
Das Ausgangselement OA1 in Form einer Fototransistor-Darlington-Schaltung
ist einerseits über einen Widerstand an den positiven Netzleiter P und andererseits
an den Schaltungspunkt 14 angeschaltet. Das Signal am Schaltungspunkt 14 gelangt
wie bei der ersten Ausführungsform aus Figur 1 wiederum über ein Verzögerungsglied
R9, C3 an den invertierenden Eingang des Operationsverstärkers OP1, dessen nicht
invertierender Eingang über das Potentiometer Rll an einen geeigneten sowie einstellbaren
Auslöse- bzw. Schwellwertpegel angelegt wird. Auch der Operationsverstärker OP1
aus Figur 2 befindet sich in einer Schaltung 18 mit Schmitt-Trigger-Verhalten. Das
Ausgangssignal des Operationsverstärkers OPI gelangt ebenfalls über eine Widerstandsuntersetzung
an die Basis des Auslösetransistors T1, der seinerseits das Auslöserelais Rel ansteuert.
Im Unterschied zur Ausführungsform aus Figur 1 ist das Relais Rel über eine Spannungsverminderungsschaltung
mit einem Widerstand R8 und einer Zenerdiode Z an den positiven Netzleiter P angeschlossen.
-
Auch die Ausführungsform aus Figur 2 weist eine Selbsthalteschaltung
22 auf, die in nicht dargestellter Weise ebenfalls mit einer optischen Anzeige verbunden
werden kann. Im Unterschied zur Ausführungsform aus Figur 1 wird nach Figur 2 das
Kollektorsignal am Auslösetransistor T1 als Ansteuerung für die Selbsthalteschaltung
22 benutzt, wobei über das bereits aus Figur 1 bekannte Verzögerungsglied Rlo, C4
der Transistor T4 angesteuert wird, der einerseits über einen Widerstand am Ausgang
des Operationsverstärkers
OP1 und andererseits über die normalerweise
geschlossene Löschtaste L am negativen Netzleiter liegt.
-
Wenn bei der Ausführungsform aus Figur 2 ein Erdschlußfehler auftritt,
erfolgt durch die Brückenverstimmung ein Ansprechen der Lumineszenzdiode OE1 am
Ausgang des Brückengleichrichters GL. Dadurch wird das Ausgangselement OA1 des optoelektronischen
Koppelgliedes erregt, und der Schaltungspunkt 14 erhält wie bei der ersten Ausführungsform
einen positiven Spannungssprung, welcher dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers
OP zugeführt wird Ab einem bestimmten Zeitpunkt, bei dem das Bezugspotential am
nicht invertierenden Eingang überschritten wird, springt das Ausgangssignal des
Operationsverstärkers OP1 auf einen niedrigliegenden Pegel um, wodurch der Auslösetransistor
T1 und damit das Auslöserelais Rel in Betrieb gesetzt werden. Gleichzeitig erfolgt
ein Ansprechen des Transistors T4 und damit eine Selbsthaltung des Kreises selbst
dann, wenn der Erdschlußfehler bereits behoben ist.
-
Erst ein kurzzeitiges Öffnen der Löschtaste L setzt die Schaltung
in ihren Ausgangszustand zurück.
-
Während nach Figur 1 verschiedene Erdschlußfehler getrennt erfaßt
sowie angezeigt. und gemeinsam bezüglich der Auslösung ausgewertet werden, erfolgen
diese Vorgänge nach der Ausführungsform aus Figur 2 stets in gleichartiger Weise.
Eine Fehlerunterscheidung ist hier nur mit zusätzlichen Maßnahmen möglich. Zu diesem
Zweck kann beispielsweise eine der Gleichrichterdioden D1 bis D4 ebenfalls eine
Lumineszenzdiode sein, die dann bei einem der Erdschlußfehler anspricht und bei
dem anderen Erdschlußfehler nicht erregt wird. Zur Fehlerunterscheidung können auch
zwei Gleichrichterdioden in angrenzenden
Gleichrichterzweigen
als Lumineszenzdioden ausgebildet sein, die für Anzeigezwecke entsprechend getrennten
Ausgangselementen optoelektronischer Koppelglieder zugeordnet sein können.
-
Es lassen sich zahlreiche Änderungen und Abwandlungen bezüglich der
schaltungstechnischen Detailgestaltung im Rahmen der vorliegenden Erfindung vornehmen.
Auch lassen sich statt des optoelektronischen Koppelgliedes andere geeignete, wie
akustisch-elektronische Koppelglieder einsetzen, bei denen keine galvanisch gekoppelte
Signalübertragung erfolgt. Wichtig ist es jedoch, daß die erfindungsgemäße überwachungseinrichtung
ohne Verwendung eines teuren T-Relais sowie einer aufwendigen und vom Gleichstromnetz
völlig getrennten Hilfsspannungsquelle eine sichere sowie preiswerte Isolationsüberwachung
von nicht geerdeten Gleichstromnetzen ermöglicht.