DD207443A1

DD207443A1 - Schaltungsanordnung zum fehlerstromschutz

Info

Publication number: DD207443A1
Application number: DD24006782A
Authority: DD
Inventors: Werner Schumann; Eberhard Rink; Hubert Havemeister; Guenter Seidel; Arno Schimmel; Werner Heidel; Konrad Geissler; Manfred Meyer
Original assignee: Werner Schumann; Eberhard Rink; Hubert Havemeister; Guenter Seidel; Arno Schimmel; Werner Heidel; Konrad Geissler; Manfred Meyer
Priority date: 1982-05-21
Filing date: 1982-05-21
Publication date: 1984-02-29

Abstract

Die Schaltungsanordnung zum Fehlerstromschutz gehoert in das Gebiet der Schutzschaltungen. Waehrend das Ziel der Erfindung in der hoeheren Elektrosicherheit und gemindertem Aufwand im Fehlerfalle besteht, ist die Aufgabe zu loesen, den erdschlussbehafteten Verbraucher selektiv aus dem Netz abzuschalten. Erfindungsgemaess wird das indizierte Signal der Sekundaerspule eines Fehlerstromindikators druch einen Schaltverstaerker verarbeitet und einem Abschaltorgan zugeleitet. Der Fehlerstromindikator und das Abschaltorgan liegen im Netz vor dem Verbraucher. Mit Vorteil ist der Vorschlag im untertaegigen Bergbau anwendbar.

Description

Jitei der Eriinaung

Schaltungsanordnung zum Fehlerstromschutz

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung gehört in das Gebiet der Schutzschaltungsanordnungen. !,lit Vorteil wird die Erfindung im untertägigen Bergbau eingesetzt, wc bekanntermaßen die elektrischen 27etze mit der Schutzmaßnahme "Schutzleitungssystem und Abschaltung bei Isolationsminderung" betrieben werden.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

"0 Hinsichtlich des Zusammenwirkens von Summenstromwandler und Auslosespule des Schaltschlosses sind einige Jrundschaltungen der fehlerstromschutzschalter allgemein bekannt. Bei der direkten Schaltung ist die Sekundärspule des Summenstromwandlers direkt mit der Auslösespule des Schaltschlosses

"5 verbunden. Diese Lösung hat den Vorteil der einfachen, robusten Schaltung. Nachteilig tritt in Erscheinung, daß die Auslöseschwelle nicht einstellbar ist. Dadurch ist die Kombination mit anderen Überwachungsgeräten nicht möglich. Da der Schalter nicht strombegrenzend ist, werden die zulässigen Körperströme für den !.Ienschen nicht eingehalten.

Bei der indirekten Schaltung wird die Energie des Summenstromwandlers benutzt, ein hochempfindliches Relais zu betätigen, welches dann mit Hilfe der Jletzenergie die Auslösung des Schaltschlosses bewirkt. Vorteilhaft ist bei dieser Schaltungsanordnung die höhere Auslöseenergie aus dem Hetz gegenüber dem Summenstromwandler. Auch bei dieser Lösung ist die Auslöseschwelle nicht einstellbar, die Kombination mit anderen Überwachungsgeräten nur beiingt möglich und die zu-

lässigen Körperströme für den I.ienschen v/erden nicht eingehalten.

Eine weitere diesbezügliche Schaltungsanordnung stellt die Impulsauslösung dar. Hierbei wird die Energie des Summenstromwandler s im Kondensator gespeichert. Nachdem die erforderliche Auslöseenergie erreicht ist, zündet z. B. ein Gasentladungsrohr und das Schaltschloß wird durch einen Stromstoß entklinkt. Diese Lösung ist unabhängig von der Netzspannung und -energie und gewährleistet eine große Auslöseenergie. Diese Schaltungsanordnung besitzt jedoch die gleichen Nachteile wie die vorgenannten.

Schließlich sei noch die Schaltungsanordnung des Fehlerstromsteuerschalters genannt. Bei dieser erfolgt vorteilhaft die Trennung von Summenstromwandler und Fehlerstromsteuerschalter. Die Empfindlichkeit ist nicht ausreichend und die Eigenzeit zu hoch, um die Kombination mit anderen Überwachungseinrichtungen herzustellen. Darüber hinaus beinhaltet die Anzahl der möglichen Schaltspiele eine geringe Lebensdauer. Ferner ist die Ansprechschwelle nicht einstellbar und damit keine Kombination mit anderen Schutzeinrichtungen im Netz möglich.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, insbesondere im unxertägigen Bergbau die Elektrosicherheit zu erhöhen. "fobei diese elektrischen Netze bekanntlich verzweigte IT-Netze mir Isolationsüberwachung und Abschaltung bei Isolationsminderung sind. Der Zeitaufwand für die Fehlersuche im Erdschlußfall bei den genannten elektrischen Hetzen soll gesenkt v/erden.

Darlegung des 7esens der Erfindung

Die Erfindung hat die Aufgabe, eine Schaltungsanordnung zu entwickeln, die den erdschlußbehafteten Verbraucher lokalisiert und die ermöglicht, diesen ohne Abschaltung des gesamten elektrischen Netzes von der Energiezuführung zu trennen. Des v/eiteren soll die Schaltungsanordnung mit vorhandenen überwachungseinrichtungen staffelbar sein.

Elektrische Verbraucher werden bekanntlich vorwiegend über Schalteinrichtungen an das Netz angeschlossen. Erfindungsgeßiäß ist zwischen dem elektrischen Verbraucher und der Schalt-

einrichtung ein Indikator angeordnet, der die betriebsmäßig spannungsführenden Leiter erfaßt. Dem Indikator ist ein üblicher einstellbarer Schaltverstärker nachgeschaltet. Das Ausgangssignal des Schaltverstärkers ist elektrisch mit der Schalteinrichtung verknüpft. Der Schaltverstärker ist cekannterweise durch integrierten Schaltkreis, Transistorschaltverstärker und Thyristor charakterisiert. Im Pehlerfalle v/ird in der Sekundärwicklung des Indikators ein elektrisches Signal indiziert. Dieses ist dem Fehlerwiderstand umgekehrt proportional. Der Schwellwert des SehaltVerstärkers ist mit den anderen im elektrischen ?Tetz befindlichen Schutzeinrichtungen gestaffelt. Des weiteren ist der Schaltverstärker so ausgelegt, daß die eingesetzten Schalteinrichtungen auf sein Ausgangssignal ansprechen. Darüber hinaus ist der Schaltverstärker dadurch charakterisiert, daß er beispielsweise bei Ausfall der 5Tetζspannung den nicht erdschlußbehafteten Verbraucher automatisch wieder an das elektrische 2Ieτζ schaltet. Das Signal des Indikators wird dem Schaltverstärker zugeleitet, dort verstärkt und so logisch verknüpft, daß der fehierbehaftete Verbraucher in der Sigenzeit der Sehalteinrichrong vom netz getrennt wir¹

~ie Schaltungsanordnung gewährleistet somit, daß auftretende Dehlerströme nach 3rde, die zwischen Indikator und Verbraucher entstehen, nur den betreffenden Verbraucher vom ZTetz ЭС trennen.

Ausführungsbeispiel

nachfolgend soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden· Die zugehörige Zeichnung zeigt eine Schaltungsanordnung zum Fehlerstromschutz in verzweigten IT-Hetzen mit Isolationsüberwachung und Abschaltung. Die Schaltungsanordnung ist in ihrem Schaltverhalten so dimensioniert, daß die physiologischen Zusammenhänge Körperstrom - Durchströmungsdauer berücksichtigt sind. Kennzeichnend dafür ist der kurze Gesamtausschaltverzug.

Als Schutzobjekt dient ein Abschnitt 5 einer Drehstromleitung mit den Phasenleitern Ы, L2, L3 und dem Schutzleiter РБ. Der Leitungsanfang ist durch den !-.ießwert I_n mit dem Pehlerstromindikator 1, der im zu schützenden Abschnitt 5 mon-

-A-

tiert ist, gegeben. Das nachgeschaltete Abschaltorgan 4 ist fic das Abtrennen des Abschnittes 5 der Drehstronleitung von einer nicht dargestellten Einspeisung im ?ehlerfalle vorgesehen. Der Pehlerstromindikator 1 trägt eine Sekundärwicklung 1, deren indiziertes Signal an einen elektronischen Verstärker 3 anliegt· Der elektronische Verstärker 3 besteht aus integrierten Schaltkreisen 3.1, Transistorschaltverstärker 3.2, Opto-Xcppler 3.3, Triac 3.4 und Stromversorgung 3.5. Das Aus^angssignal des elektronischen Verstärkers 3 ist auf das Abschaltorgan 4 geschaltet, llittels des j'ehlerstromindikators 1 wird der ?ehlerstrora des geschlossenen Dreiieiters eingemessen. Das in der Sekundärwicklung 2 erzeugte Signal ist abhängig von der Unsymmetrie im Isolationsniveau, das heißt, abhängig vom Pehlerwiderstand. Zwischen Signalpegel und Größe des FehlerwiderStandes besteht eine funktionelle Abhängigkeit. Diese wird geanutzt, um eine Staffelung der Ansprechschwellen der erfinderischen Schaltungsanordnung mit anderen im elektrischen Hetz vorhandenen überv/achungseinrichtungen zu schaffen und somit erdschlußbehaitete Leitungsabschnitte oder Verbraucher selektiv abzuschalten. Darüber hinaus ist es möglich, die notwendigen und erforderlichen Überwachungseinrichtungen hinsichtlieh ihrer Auslösezeit su staffeln. Die vorgeschlagene Lösung arbeitet daher mit einer mindestens zweifachen Staffelungsmöglichkeit. Die Schaltungsanordnung erfaßt alle Unsymmetrien im Isolationsniveau, die nach dem !,leßort auftreten und schaltet den erdschlußbehafteten Leitungsabschnitt entsprechend der Staffelmöglichkeiten selektiv aus dem elektrischen Hetz heraus, jährend bei Auslösung durch Uns:/mmetrien im Isolationsniveau eine Jiedereinsehaltsperre wirksam wird, erfolgt bei Hetzspannungsausfall und -r/iederkehr die Tiederzuschaltung.

Claims

240067 7 Brfindungsansprüche

1. Schaltungsanordnung zum Fehlerstromschutz, insbesondere in verzweigten IT-Iietzen mit Isolationsüberwachung und Abschaltung, wobei in dem zu schützendem Abschnitt des Netzes ein Fehlerstromindikator mit Sekundärspule installiert und ein Abschaltorgan nachgeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das in der Sekundärspule (2) indizierte Signal am Eingang eines Schaltverstärkers (3) anliegt und daß dess·=^ Ausgang auf das Abschaltorgan (4) geschaltet ist.

2, Schaltungsanordnung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltverstärker (3) aus integrierten Schaltkreisen (3.1)> einem nachfolgenden Transistorschaltverstärker (3.2) sowie einem Opto-Koppler (3.3) und einem Triac (3.4) besteht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnung