NL1006294C2

NL1006294C2 - Protection system for long, relatively lightly loaded high current conduits or cables

Info

Publication number: NL1006294C2
Application number: NL1006294A
Authority: NL
Inventors: Henricus Cornelia Theodoru Vos
Original assignee: H A Hoeflake Electrotechniek B
Priority date: 1997-06-12
Filing date: 1997-06-12
Publication date: 1998-12-15

Abstract

The installation automat functions entirely automatically with greater short circuit currents, which can occur in the first part of the conduit to be protected. The provided magnetic part per phase comprises a measurement relay fed by a current transformer, which when a set value is exceeded is brought into action. The measurement relay is formed as a voltage measurement relay, which via a resistance bench with selective switches is fed from the current transformer. With the help of the selective switches, the protection can be matched to the dimensions of the outgoing conduit or cable, within loading and cabling variations.

Description

Beveiligingssysteem voor lange, relatief licht belaste sterkstroomleidingen of -kabelsProtection system for long, relatively light-duty high-voltage power lines or cables

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een beveiligingssysteem voor lange, relatief lichtbelaste sterkstroomleidingen of -kabels, bestaande uit een combinatie van een thermisch/magnetische en een vertraagd werkende magnetische karakteristiek, waarbij het thermisch/magnetische gedeelte per fase bestaat 5 uit een installatie-automaat, welke geheel zelfstandig functioneert bij grotere kortsluitstromen (zoals deze kunnen optreden in het eerste deel van de te beschermen leiding) en het toegevoegde magnetische deel dat per fase bestaat uit een via een stroomtransformator gevoed meetrelais, dat bij overschrijding van een ingestelde waarde wordt bekrachtigd, waarbij het aanspreken van dit meetrelais de bekrachti-10 ging van de magneetschakelaar naar de afgaande leiding onderbreekt.The present invention relates to a protection system for long, relatively light-loaded high-voltage lines or cables, consisting of a combination of a thermal / magnetic and a delayed-acting magnetic characteristic, wherein the thermal / magnetic part per phase consists of an automatic circuit breaker, which functions completely independently with larger short-circuit currents (such as these can occur in the first part of the line to be protected) and the added magnetic part, which consists per phase of a measuring relay fed by a current transformer, which is energized when a set value is exceeded, whereby the activation of this measuring relay interrupts the actuation from the contactor to the outgoing line.

Een dergelijk beveiligingssysteem is bekend uit het Nederlandse octrooi-schrift 19241 5.Such a security system is known from Dutch patent specification 19241 5.

Hoewel dit bekende beveiligingssysteem in de praktijk uitstekend voldoet, doen zich omstandigheden voor, waarin het afregelen van het systeem - wat 15 normaliter door twee elektrotechnisch geschoolde krachten dient te gebeuren - te tijdrovend en naar verhouding te kostbaar zou worden. Dit is met name het geval bij lange, licht belaste leidingen of kabels van niet-permanente en wisselende aard, zoals voor het voeden van zogenaamde werkvakverlichtingsinstallaties. Bij dergelijke installaties - welke doorgaans door een bovengrondse bekabeling worden 20 gevoed - doen zich namelijk veelvuldig wijzigingen voor in het aantal aangesloten lichtarmaturen op lichtmasten, terwijl verder tevens de kabellengte - al naar gelang het werk zulks vereist - regelmatig wordt vergroot of bekort. Beide factoren vereisen steeds weer aanpassing van de ingestelde beveiligingswaarden.Although this known protection system is very satisfactory in practice, circumstances arise in which the adjustment of the system - which normally has to be done by two electrotechnically trained forces - would become too time-consuming and relatively too expensive. This is particularly the case with long, lightly loaded pipes or cables of a non-permanent and variable nature, such as for supplying so-called work compartment lighting installations. In such installations - which are usually powered by overhead wiring - frequent changes occur in the number of connected light fixtures on light poles, while the cable length - depending on the work required - is also regularly increased or shortened. Both factors always require adjustment of the set security values.

De uitvinding beoogt, het uit het Nederlandse octrooischrift 192415 25 bekende beveiligingssysteem in dier voege te vereenvoudigen, dat het voor de hiervoor geschetste toepassing met snel wisselende belastingen, ook door niet-elektro-technisch geschoold personeel ter plaatse snel en betrouwbaar kan worden afgeregeld.The object of the invention is to simplify the safety system known from Dutch patent specification 192415 in that it can be adjusted quickly and reliably on site for non-electro-technically trained personnel for the above-described application with rapidly varying loads.

Dit wordt volgens de uitvinding daardoor gerealiseerd, dat het meet-30 relais is uitgevoerd als spanningsmeetrelais dat via een weerstandsbank met keuzeschakelaar uit de stroomtransformator gevoed wordt.According to the invention this is realized in that the measuring relay is designed as a voltage measuring relay which is fed from the current transformer via a resistance bank with selector switch.

Bij installatie wordt het beveiligingssysteem eenmaal op de dan geldende omstandigheid afgeregeld, terwijl bij wijziging daarin bijvoorbeeld aan de hand van een meegeleverde instructietabel met behulp van de stand van de keuze- 1006294 -2- schakelaar de beveiliging steeds op de juiste wijze aan die nieuwe omstandigheid wordt aangepast.During installation, the protection system is adjusted once to the then prevailing circumstance, while when changing it, for example, using the position of the selector 1006294 -2 switch, the protection is always correctly adjusted to that new circumstance, using the instruction table provided. is being adapted.

Met name kan het beveiligingssysteem met behulp van de stand van de 5 keuzeschakelaar van de weerstandsbank worden aangepast aan de actuele dimen-sionering van de afgaande te beveiligen leiding of -kabel, binnen vooraf aan te geven belastings- en bekabelingsvariaties.In particular, the protection system can be adapted to the current dimensioning of the outgoing cable or cable to be protected, using the position of the resistor bank selector switch, within load and cabling variations to be specified in advance.

Opgemerkt wordt dat uit het Amerikaanse octrooischrift 3 467 890, fig. 5 een beveiligingssysteem met fasebeveiliging tegen lekstromen naar aarde 10 bekend is, waarbij ten behoeve van het ijken parallel aan de secondaire wikkeling van de stroomtransformator een potentiometer is geschakeld, en voorts via een keuzeschakelaar een aantal weerstanden van de orde van duizend ohm kunnen worden parallel geschakeld. De tijdvertragingsschakeling is daarbij van het soort met een RC-keten, met dus een weerstand in de serie-tak en een condensator in 15 de paralleltak. In serie met de bekrachtigingsspoel voor de hoofdschakelaar is een drempeldiode geplaatst, waarbij de instelling op de spanningsdrempel ervan, alsmede op de lekstroom erdoor met behulp van genoemde potentiometer en weerstanden kunnen worden gevonden.It is to be noted that from U.S. Pat. a number of resistors of the order of one thousand ohms can be connected in parallel. The time delay circuit is of the RC circuit type, thus having a resistor in the series branch and a capacitor in the parallel branch. A threshold diode has been placed in series with the excitation coil for the main switch, the setting of which can be found on its voltage threshold, as well as on the leakage current through it using said potentiometer and resistors.

Ten opzichte van deze bekende schakeling heeft het beveiligings-20 systeem volgens onderhavige aanvrage enkele verschillen: - ruststroom-principe versus arbeidsstroom-principe bij de publicatie; - de tijdmeting wordt bij de schakeling volgens de uitvinding gerealiseerd op digitaal niveau met een aparte voedingsspanning, hetgeen veel stabieler is dan analoog; 25 - de tijdmeting kan bovendien niet worden beïnvloed door variaties in de belasting achter de meting, de tijdvertraging is namelijk niet afhankelijk meer van de toestand van het schakelende relais; - de potentiometer en keuzeschakelaar met weerstandsbank, uit het US-octrooi-schrift 3 467 890, is noodzakelijk om een variatie in, de in de schakeling gebruikte 30 componenten, te elimineren. De weerstandsbank in de onderhavige aanvrage daarentegen is noodzakelijk om het aanspreken van de beveiliging af te stemmen op wijzigingen in het achterliggende kabelnet. Een extra afregeling door specialisten kan dan achterwege blijven, zonder dat het functioneren van de beveiliging in gevaar komt.The protection system according to the present application has a few differences with respect to this known circuit: - quiescent current principle versus working current principle at publication; - in the circuit according to the invention, the time measurement is realized on a digital level with a separate supply voltage, which is much more stable than analog; 25 - the time measurement can moreover not be influenced by variations in the load behind the measurement, because the time delay no longer depends on the state of the switching relay; - the potentiometer and resistance bank selector switch, from US Patent 3,467,890, is necessary to eliminate a variation in the components used in the circuit. The resistance bank in the present application, on the other hand, is necessary to adapt the response of the protection to changes in the underlying cable network. An additional adjustment by specialists can then be omitted without jeopardizing the functioning of the protection.

35 De uitvinding zal in navolgende worden toegelicht onder verwijzing naar bijgaande tekening, waarin: 1006294 -3-The invention will be explained below with reference to the accompanying drawing, in which: 1006294 -3-

Fig. 1 is een schetsmatige weergave van het bekende beveiligingssysteem overeenkomstig het Nederlandse octrooischrift 192415, enFig. 1 is a schematic representation of the known security system in accordance with Dutch patent specification 192415, and

Fig. 2 een schetsmatige weergave is van de ten opzichte daarvan 5 gewijzigde schakeling van het beveiligingssysteem overeenkomstig onderhavige uitvinding.Fig. 2 is a schematic representation of the circuitry of the security system according to the present invention modified with respect thereto.

In beide figuren is de te beveiligen sterkstroomleiding of -kabel - in het navolgende als afgaande leiding aangeduid - via een installatie-automaat en een magneetschakelaar S op het voedingsnet (bijv. drie fasen met nulleider) aangeslo-10 ten. Tussen de magneetschakelaar S en de afgaande leiding bevindt zich een stroomtransformator T die de belastingstroom lb omzet in een meetstroom lm .In both figures, the high-current line or cable to be protected - hereinafter referred to as outgoing line - is connected to the supply network via an automatic circuit breaker and a magnetic switch S (eg three-phase with neutral conductor). Between the contactor S and the outgoing line there is a current transformer T which converts the load current lb into a measuring current lm.

In fig. 1 wordt de meetstroom lm gevoerd naar een stroommeetrelais, dat bij overschrijding van een ingestelde waarde wordt bekrachtigd, en bij aanspreken via een tijdrelais de bekrachtiging van de magneetschakelaar doet 15 onderbreken.In Fig. 1, the measuring current 1m is fed to a current measuring relay, which is energized when a set value is exceeded and, when activated via a time relay, causes the actuation of the magnetic switch to be interrupted.

Bij de schakeling volgens fig. 2 wordt de meetstroom lm gevoerd naar een weerstandsbank, bestaande uit een aantal in serie geschakelde, geijkte weerstanden. De punten tussen de afzonderlijke weerstanden zijn aangesloten op de contacten van een keuzeschakelaar. Tussen deze contacten en de retourleiding 20 heersen dus opklimmende spanningen.In the circuit according to Fig. 2, the measuring current 1m is fed to a resistance bank, consisting of a number of series-connected, calibrated resistors. The points between the individual resistors are connected to the contacts of a selector switch. Thus, rising voltages exist between these contacts and the return line 20.

De kruk van de keuzeschakelaar en de retourleiding zijn aangesloten op een spanningsmeetrelais, dat bij het overschrijden van een bepaalde ingestelde waarde aanspreekt. Het aanspreken van het relais doet via het tijdrelais de bekrachtiging van de magneetschakelaar S onderbreken, waardoor de afgaande 25 kabel wordt afgeschakeld.The lever of the selector switch and the return line are connected to a voltage measuring relay, which responds when a certain set value is exceeded. The activation of the relay interrupts the energization of the magnetic switch S via the time relay, whereby the outgoing cable is switched off.

Door de weerstandsbank met keuzeschakelaar kan nu snel en nauwkeurig het beveiligingssysteem aan de gewijzigde omstandigheid worden aangepast.Thanks to the resistance bank with selector switch, the protection system can now be quickly and accurately adapted to the changed circumstances.

Gebleken is, dat wanneer de keuzeschakelaar op de juiste weerstands-30 waarde is gezet overeenkomende met de aard van de belasting en kabellengte, de werkelijke meetwaarden van de spanning toegevoerd aan het spanningsmeetrelais overeenkomen met de stroomwaarden voor het afschakelen van de afgaande leiding.It has been found that when the selector switch is set to the correct resistance value corresponding to the nature of the load and cable length, the actual measured values of the voltage supplied to the voltage measuring relay correspond to the current values for disconnecting the downlink.

10062941006294

Claims

1. Protection system for long, relatively lightly loaded high-voltage lines or cables, consisting of a combination of a thermal / magnetic and a delayed-acting magnetic characteristic, wherein the thermal / magnetic part per phase consists of an automatic circuit breaker. functions independently with larger short-circuit currents (such as may occur in the first part of the line to be protected) and the added magnetic 10 part, which consists per phase of a measuring relay fed by a current transformer, which is energized when a set value is transferred, whereby the Triggering this measuring relay interrupts the actuation of the contactor to the downstream line, characterized in that the measuring relay is designed as a voltage measuring relay which is fed from the current transformer via a resistance bank with selector switch.

Protection system according to Claim 1, characterized in that the position of the resistance switch selector position allows the protection to be adapted to the current dimensioning of the outgoing pipe or cable to be protected, within load and cabling to be specified in advance. - 20 variations. 1006294