NO800972L - Stroemforsynings-vernekobling med tyristor mellom gods og jord - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår strømforsynings-vernekoblinger. Slike omfatter i alminnelighet en lastbryter innskutt i minst én faseledning i strømtilførselen til et forbruksapparat som dessuten har en klemme på lokalt godspotensial. Lastbryteren er ofte av typen med et relé med bruddkontakter ikke bare i faseledningen eller -ledningene, men for det meste også i den nøytrale ledning i strømtilførselen til forbruksapparatet.

I alminnelighet skjer styringen av lastbryteren fra

en differensial-transformator med viklinger i faseledningen eller -ledningene og i den nøytrale ledning. Enhver feilstrøm frembringer da en spenning på differensialtransformatorens sekundærside, og denne spenning utnyttes til styring av lastbryteren.

Ulempen ved denne styring med differensialtransformatorer ligger i at det er vanskelig å gi disse en tilstrekkelig følsomhet, særlig om man ønsker å unngå at brukerne får farlig støt.

Forøvrig er det når det gjelder anvendelser hos det store publikum, nødvendig at vernekoblingen er meget enkel og kan fremstilles billig. Den foreliggende oppfinnelse gjør det mulig å forene disse krav.

Sagt generelt omfatter koblingen en styrt avbryter som er anordnet i serie med lastbryterens vikling i dens strømforsynings-krets. Den styrte avbryters strømforsyningskrets er anordnet i serie, mellom klemmen med lokalt godspotensial og et punkt som har potensial null i forhold til jord og fordelaktig ligger på jordledningen fra nettavsnittets transformatorstasjon.

Ifølge et annet viktige særtrekk ved oppfinnelsen er den

styrte avbryter en tyristor hvis styreelektrode via en motstand er forbundet med klemmen for lokalt godspotensial, mens dens katode er forbundet med punktet med nullpotensial og dens anode med viklingen hos lastbryterens relé eller elektromagnet.

Ved en spesiell utførelsesform er en diode innskutt med

motsatt strømretning mellom tyristorens katode og styreelektrode. Ved visse tyristorer og særlig ved slike som er meget følsomme,

er det ønskelig å parallellkoble en ytterligere motstand mellom tyristorens katode og styreelektrode.

Meget fordelaktig omfatter vernekoblingen dessuten et ledningsterskel-element innkoblet mellom enden av den første motstand på siden for lokalt godspotensial og tyristorens katode. Fortrinnsvis er terskelelementet en ikke-lineær motstand, f.eks.

en metalloksyd-baristor.

I praksis blir elektromagnetens spenningsførende pol tilknyttet faseledningen bak kontakten på lastbryteren. Som tidligere nevnt er det i alminnelighet ønskelig at lastbryteren også har en kontakt til åpning av den nøytrale ledning.

Ifølge enda et trekk ved oppfinnelsen er lastbryteren

av typen med åpningskommando-hukommelse, så den bare behøver en kort strømpuls fra tyristoren for å magnetisere elektromagneten. Vernekoblingen er da fordelaktig supplert med en anordning, fortrinnsvis av mekanisk type, til gjeninnkobling av lastbryteren.

Ytterligere trekk og fordeler ved oppfinnelsen vil fremgå av den følgende beskrivelse, som anføres for å anskueliggjøre en ikke-begrensende foretrukken utførelsesform for oppfinnelsen, og hvor der henvises til tegningen, som er et prinsippskjerna for en strømforsynings-vernekobi ing ifølge oppfinnelsen.

På tegningen ses til venstre en lokal transformatorstasjon hvorfra der fører minst én faseledning 1, en ledning 2 med nøytralt potensial såvel som en jordledning 6. Disse ledninger forløper gjennom fordelingsnettet frem til brukeren, hvor de sluttelig ender ved et forbruksapparat 9. Dreier det seg om et enfaset apparat, har dette en klemme 3 forbundet med faseledningen, en klemme 4 forbundet med nøytralledningen og en klemme 5 på lokalt godspotensial .

Et lastbryterrelé 20 styrer via en magnetkrets 21 to kontakter 211 og 212 anordnet i serie i henholdsvis fase- og nøytralledningen.

Søkeren har iakttatt at fprbruksapparatene til husbruk, i alminnelighet av typen større elektriske husholdningsapparater, ikke som følge av sin fysiske installasjon har særlig god jording av sitt lokale gods. Dette fører til en viss elektrisk motstand mellom klemmen 5 på lokalt godspotensial og jordpotensialet, som konvensjonelt antas som potensial 0. Denne iakttagelse er der tatt hensyn til ved verneanordning°n ifølge oppfinnelsen.

På tegningen ses den ene klemme på magnetviklingen 20 å

være forbundet med faseledningen bak kontakten 211, mens dens annen klemme er forbundet med anoden h/->s en tyristor 16 hvis katode er direkte forbundet med jordledningen 6. Tyristorens styreelektrode er dels via en motstand 14 forbundet med klemmen på lokalt godspotensial hos forbruksapparatet og dels via en motsatt koblet diode forbundet med den samme tyristors katode.

Dessuten er der mellom den frie. ende av motstanden 14 på siden for lokalt gods og katoden hos tyristoren 16 innskutt et element med ikke-lineær ledningsevne, f.eks. en metalloksyd-varistor. Dette ikke-lineære element har til oppgave å begrense den spenning som vil kunne opptre i den ene eller den annen retning mellom styreelektroden og katoden hos tyristoren, for å unngå skade på denne.

Sluttelig er det når det gjelder visse typer av tyristorer, spesielt slike av plan type med stor følsomhet, funnet ønskelig å skyte inn en motstand 18 mellom tyristorens styreelektrode og katode for å begrense uvedkommende utløsninger som forårsakes av variasjoner dV/dt (derivat av spenning med hensyn på tid),

og som kan ventes å opptre mellom disse to klemmer.

Virkemåten av den angitte kobling er som følger:

- Under normale forhold er der meget god isolasjon mellom faseklemmen og kapselen hos forbruksapparatet 9, og der blir derfor ikke påtrykt noen spenning på klemmen 5 med normalt godspotensial. - Hvis der derimot inntrer en isolasjonsfeil mellom faseklemmen og apparatkapselen i det indre av denne, eller hvis en bruker kommer til å berøre faseklemmen mens han samtidig er i fysisk kontakt med lokalt gods, f.eks. en eller annen tilgjengelig del i boligen, vil der gå en strøm mellom faseledningen 1 og lokalt gods. I betraktning av at motstanden mellom lokalt gods og jord ikke er null, vil der da inntre en potensial-forskjell mellom klemmen 5 og jordledningen 6. Denne potensialforskjell.vil via motstanden 14 med sine positive halvbølger utløse styreelektroden hos tyristoren 16. Tyristoren, som dermed øyeblikkelig blir ledende, utløser releet 20, 21, som åpner kontaktene 211 og 212, så feilstrømmen øyeblikkelig forsvinner.

Det ses således at.den viste kobling er egnet til å sikre

en ypperlig beskyttelse såvel mot tilfeldige feil i et apparat som mot farlige elektriske støt på brukerne, særlig i hus-installasjoner hvor der praktisk talt alltid finnes en motstand som riktignok er liten, men ikke absolutt null, mellom gods (i alminnelighet uriktig betegnet som "jord") og virkelig nullpotensial mot jord.

Ved en spesiell utførelsesform for oppfinnelsen har lastbryteren to kontakter som normalt er belastet mot åpning, men holdes lukket av en utløsningsinnretning utstyrt med slå som utløses av magnetkretsen 21 når viklingen 20 får strøm. Fornyet

sperring skjer manuelt.

Forøvrig kan koblingens komponenter være som følger:

- Tyristor modell C106D fra General Electric,

- Motstand 14 220 ohm,

- motstand 18 470 ohm,

- diode 12 av typen 1 ampere,

- varistor 19 av typen V 18Z A 3 fra General Electric.

Det sier seg selv at oppfinnelsen ikke er begrenset til den beskrevne utførelsesform, idet den dekker en hvilken som helst variant i samsvar med oppfinnelsestanken.

Claims (10)

1. Strømforsyningsvernekobling omfattende en lastbrytning anordnet i minst én faseledning til matning av et forbruksapparat som dessuten har en klemme på lokalt godspotensial, hvor lastbryteren omfatter et relé til kontaktåpning, karakterisert ved at koblingen omfatter i kombinasjon en styrt avbryter som er anordnet i serie med reléviklingen i dennes matningskrets, og hvis styrekrets er anordnet' i serie mellom klemmen med lokalt godspotensial og et punkt på jordpotensial null.

2. Kobling som angitt i krav 1, karakterisert ved at punktet på jordpotensial null ligger på en jordledning fra nettavsnittets transformatorstasjon.

3. Kobling som angitt i krav 1 og 2, karakterisert ved at den styrte avbryter er en tyristor hvis styreelektrode via en motstand er forbundet med klemmen med lokalt godspotensial, mens dens katode er forbundet med nullpotensialet og dens anode med reléviklingen.

4. Kobling som angitt i krav 3, karakterisert ved at den omfatter en diode koblet motsatt mellom tyristorens katode og styreelektrode.

5. Kobling som angitt i krav 3 eller 4, karakterisert ved en ytterligere motstand anordnet mellom tyristorens katode og styreelektrode.

6. Kobling som angitt i krav 3, 4 eller 5, karakterisert ved et ledningsterskelelement innkoblet mellom enden av den første motstand på siden for godsklemmen og tyristorens katode.

7. Kobling som angitt i krav 6, karakterisert ved at ledningsterskelelementet er en ikke-lineær motstand, f.eks. en metalloksyd-varistor.

8. Kobling som angitt i et av kravene 1-7, karakterisert ved at elektromagnetens spenningsførende pol ligger på faseledningen bak den kontakt som styres av lastbryteren .

9. Kobling som angitt i et av kravene 1-8, karakterisert ved at lastbryteren også har en kontakt til åpning av ledningen med nøytralt potensial.

10. Kobling som angitt i et av kravene 1-9, karakterisert ved at den omfatter anordninger til tilbake-stilling av lastbryteren, og at denne er av typen med åpningskommando-hukommelse.