DE3823099C2 - Einrichtung zum Schutz vor Fehlerströmen - Google Patents
Einrichtung zum Schutz vor FehlerströmenInfo
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- H02H3/32—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at corresponding points in different conductors of a single system, e.g. of currents in go and return conductors
- H02H3/33—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at corresponding points in different conductors of a single system, e.g. of currents in go and return conductors using summation current transformers
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Schutz
vor Fehlerströmen
nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bei einer derartigen bekannten Einrichtung (DE-OS 25 55 302)
übernimmt die erste Untereinrichtung den Notbetrieb, wenn
die zweite Untereinrichtung, die mit einer elektronischen
Auswertungsschaltung arbeitet und eine eigene Netzversorgung
bzw. Hilfsspannung benötigt, infolge einer Störung nicht
arbeiten kann. Darüber hinaus wird durch die intakte Kombi
nation eine hohe Empfindlichkeit für Fehlerströme und Zuver
lässigkeit erreicht. Weiter kann jede Untereinrichtung auf das
Ansprechen bei einer bestimmten Gattung von Fehlerströmen spe
zialisiert sein, wobei sich das Auslöseverhalten der Unterein
richtungen ergänzt. Ein derartig ergänztes Auslöseverhalten ist
allgemein bekannt (DE-PS 23 48 881). So ist es geläufig, eine
zweite Untereinrichtung, die mit einem eigenen
Summenstromwandler und einem Auslöserelais auf ein gemein
sames Schaltschloß arbeitet, mit einem Frequenzgenerator zu
versehen, der im Magnetkern des Summenstromwandlers eine
Wechselmagnetisierung erzeugt. Die Frequenz liegt zweckmäßi
gerweise oberhalb der Netzfrequenz. Eine derartige Unterein
richtung, die für den Frequenzgenerator eine zusätzliche
eigene Spannungsversorgung erfordert, ermöglicht es, bei Feh
lerströmen aus glattem Gleichstrom oder langsam ansteigendem
Gleichstrom das Schaltschloß auszulösen. Die erste Unterein
richtung kann dann auf Wechselfehlerströme und pulsierende
Fehlerströme abgestimmt werden.
Einrichtungen zum Schutz vor Fehlerströmen, die mit einer
eigenen Spannungsversorgung arbeiten und deshalb
netzspannungs
unabhängige Fehlerstromschutzschalter sind, werden üblicher
weise als Differenzstromschalter bezeichnet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung
zum Schutz vor Fehlerströmen zu entwickeln, die aus zwei
Untereinrichtungen kombiniert aufgebaut ist, die durch eine
einfache Schaltung verwirklicht und elektrisch gekoppelt sind.
Die Lösung der geschilderten Aufgabe besteht nach der Erfindung
in einer Einrichtung nach Patentanspruch 1.
Eine derartige Einrichtung arbeitet mit einem einzigen Auslöse
relais und einem Schaltschloß und ermöglicht bei zwei Summen
stromwandlern viel Raum für die Sekundärwicklung bzw. sie kann
mit zwei kleinen günstig unterzubringenden Summenstromwandlern
auskommen. Diese Einrichtung zum Schutz vor Fehlerströmen
kann auf Fehlerströme jeglicher Art ansprechen, wenn die
zweite Untereinrichtung darauf abgestimmt ist, außer auf
Gleichströme auch auf Wechselfehlerströme und pulsierende
Fehlerströme anzusprechen. Man erzielt dann zugleich Redundanz
im Auslösegrundverhalten bei Wechselfehlerströmen und bei
pulsierenden Fehlerströmen. Hierauf kann die erste Unterein
richtung in bekannter Weise abgestimmt sein. Andererseits
wird durch die zweite Untereinrichtung, die ein Auslösever
halten als Differenzstromschalter bewirkt, das Auslösen bei
Fehlerströmen aus glattem Gleichstrom oder aus langsam an
steigendem Gleichstrom ermöglicht und bei anderen Fehlerströmen
mit Gleichstromüberlagerung die Auslöseempfindlichkeit der Ge
samteinrichtung gewährleistet.
Der zweite Anschluß der Sekundärwicklung der zweiten Unterein
richtung kann in die Schaltung für die Wechselmagnetisierung
dadurch eingekoppelt werden, daß er jeweils über einen Wider
stand mit den zwei Anschlüssen der Schaltung für die Wechsel
magnetisierung verbunden ist.
Die Erfindung soll nun anhand eines in der Zeichnung grob sche
matisch wiedergegebenen Ausführungsbeispiels näher erläutert
werden:
Die Einrichtung zum Schutz vor Fehlerströmen nach der Zeich
nung weist eine erste Untereinrichtung 1 auf, mit der eine
zweite Untereinrichtung durch eine Ankoppelschaltung 2 elek
trisch gekoppelt ist. Die erste Untereinrichtung 1 weist einen
Summenstromwandler 3 auf, in dessen Sekundärkreis mit der Se
kundärwicklung 4 ein Auslöserelais 5, das als Haltemagnet
oder Sperrmagnet ausgeführt sein kann, eine Entstöreinrichtung
6 und ein Kondensator 7 angeordnet sind. Durch den Kondensa
tor 7 kann in bekannter Weise die Auslösung bei pulsierenden
Fehlerströmen erzielt werden (DE-PS 20 36 497). Falls eine
solche Auslösung nicht erforderlich sein sollte, kann der
Kondensator 7 entfallen. Das Auslöserelais 5 kann über eine
Wirkverbindung 8 das Schaltschloß 9 entklinken, wodurch
Schaltkontakte 10 in zu schützende Netzleitern geöffnet
werden. Im Ausführungsbeispiel sind lediglich ein Außenlei
ter L und ein Mittelpunkt- bzw. Neutralleiter N vorgesehen,
die anhand der Zeichnung orientiert nach unten zu einem an
zuschließenden Verbraucher, der zu schützen ist, geführt
sind.
Die Ankoppelschaltung 2 zum Ankoppeln der zweiten Unterein
richtung weist eine Brückengleichrichterschaltung 12 auf,
an deren einer Diagonale das Auslöserelais 5 angeschlossen
ist. In der anderen Brückendiagonale liegt einerseits ein An
schluß 13 einer Schaltung 14 für Wechselmagnetisierung. In
den Leitern vor dem anderen Brückeneck 15 ist jeweils ein
steuerbares Ventil 16 angeordnet. Dieses Brückeneck 15 ist mit
dem zweiten Anschluß der Schaltung für die Wechselmagneti
sierung verbunden. Das Brückeneck 15 ist über einen Widerstand
17 mit einem ersten Anschluß der Sekundärwicklung 18 eines
zweiten Summenstromwandlers 19, nämlich der zweiten Unterein
richtung, verbunden. Die elektrisch eingekoppelte zweite Un
tereinrichtung wirkt als Differenzstromschalter. Hinter dem
Widerstand 17 besteht eine Verbindung zum Steueranschluß 20 der
Ventile 16. Der zweite Anschluß der Sekundärwicklung 18 ist in
die Schaltung für die Wechselmagnetisierung eingekoppelt.
Die steuerbaren Ventile 16 und der Widerstand 17 bilden zu
sammen mit der zugehörigen Schaltung die Auswertungselektronik
21. Parallel zur Sekundärwicklung 18 der zweiten Untereinrich
tung ist im Ausführungsbeispiel eine Entstöreinrichtung 22
eingeschaltet.
Der zweite Anschluß der Sekundärwicklung 18 der zweiten Unter
einrichtung ist in die Schaltung 14 für die Wechselmagneti
sierung im Ausführungsbeispiel dadurch eingekoppelt, daß er
jeweils über einen Widerstand 23 mit den zwei Anschlüssen
der Schaltung 14 für die Wechselmagnetisierung verbunden ist.
Für die externe Spannungsversorgung der Schaltung 14 für die
Wechselmagnetisierung dienen die Versorgungsleiter 24, die
im Ausführungsbeispiel über einen Vorschaltwiderstand 25 und
einen Übertragungswiderstand 26 an die Netzleiter, im Bei
spiel der Außenleiter L und der Mittelpunkt- bzw. Neutral
leiter N, angeschlossen sind. Die Schaltung 14 für die Wechsel
magnetisierung wird im wesentlichen durch gegensinnig ge
schaltete Ventile 27 mit Schwellwertverhalten gebildet.
Je nach Polarität eines Fehlerstroms aus glattem Gleichstrom
wird von den steuerbaren Ventilen 16 entweder das linke oder
das rechte leitend. In beiden Fällen fließt zum Auslöserelais
5 ein Strom in Richtung des Pfeils 28, wodurch das Auslöse
relais zur Auslösung gebracht werden kann. Wenn das linke
der steuerbaren Ventile 16 leitend wird, fließt ein Strom
vom Ventil 27 über das Ventil 34 des Brückengleichrichters 12
in Pfeilrichtung 28 durch das Auslöserelais 5 über das linke
der steuerbaren Ventile 16. Wenn das rechte der steuerbaren
Ventile 16 leitend wird, fließt ein Strom vom Ventil 37 über
das rechte der steuerbaren Ventile 16 und das Ventil 36 des
Brückengleichrichters 12 in Pfeilrichtung 28 durch das Aus
löserelais 5 und daß Ventil 33 des Brückengleichrichters 12
und das Ventil 27.
Die geschilderte Einrichtung weist den besonderen Vorteil auf,
mit wenigen Bauteilen auszukommen, was zugleich die Zuver
lässigkeit der zweiten Untereinrichtung fördert, die nach
dem Prinzip des Differenzstromauslösers arbeitet und die
Auslösung bei Fehlerstrom aus glattem Gleichstrom sicherstellt.
Derartige Einrichtungen sind in intelligenten Verteilungen
besonders vorteilhaft.
Claims (2)
1. Einrichtung zum Schutz vor Fehlerströmen, bei der eine er
ste Untereinrichtung (1), die all Fehlerstromschutzschalter
wirkt, zum Schutz vor Fehlerströmen einer ersten Gattung, mit
einer zweiten Untereinrichtung, die als Differenzstromschal
ter wirkt, zum Schutz vor Fehlerströmen einer zweiten Gattung
kombiniert ist, wobei beide auf ein gemeinsames Auslöserelais
(5) arbeiten, wozu im Sekundärkreis eines zur ersten Unter
einrichtung gehörenden Summenstromwandlers (3) das Auslöse
relais (5) angeordnet ist, an welches parallel die zweite Un
tereinrichtung angekoppelt ist, die eine Schaltung (14) für
Wechselmagnetisierung, eine Auswertungselektronik (38) und
einen weiteren Summenstromwandler (19) aufweist,
gekennzeichnet durch die Merkmale:
- - zum Ankoppeln dient ein Diodennetz ähnlich einer Brücken gleichrichterschaltung (12);
- - an dessen einer Diagonale ist das Auslöserelais (5) ange schlossen und an dessen anderer Diagonale liegt einerseits ein Anschluß (13) der Schaltung (14) für die Wechselmagne tisierung und in den Leitern vor dem anderen Brückeneck (15) ist jeweils ein steuerbares Ventil (16) angeordnet;
- - dieses Brückeneck (15) ist einerseits mit dem zweiten An schluß der Schaltung (14) für die Wechselmagnetisierung und andererseits über einen Widerstand (17) mit einem ersten Anschluß der Sekundärwicklung (18) des Summenstromwandlers (19) für die zweite Untereinrichtung verbunden;
- - vom Verbindungspunkt des Widerstandes (17) und der Sekun därwicklung (18) besteht eine Verbindung zum Steueranschluß (20) für die Ventile (16);
- - der zweite Anschluß der Sekundärwicklung (18) ist in die Schaltung (14) für die Wechselmagnetisierung eingekoppelt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der zweite Anschluß der Sekundärwicklung (18) der zweiten
Untereinrichtung in die Schaltung (14) für die Wechselmagne
tisierung dadurch eingekoppelt ist, daß er jeweils über einen
Widerstand (23) mit den zwei Anschlüssen der Schaltung (14)
für die Wechselmagnetisierung verbunden ist.
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- 1988-07-07 DE DE19883823099 patent/DE3823099C2/de not_active Expired - Fee Related
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