DD257528A1

DD257528A1 - Schutzeinrichtung fuer anlagen mit hohem gleichstrom

Info

Publication number: DD257528A1
Application number: DD29971587A
Authority: DD
Inventors: Klaus Boehme
Original assignee: Inst Prueffeld Elekt
Priority date: 1987-02-04
Filing date: 1987-02-04
Publication date: 1988-06-15

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schutzeinrichtung fuer Anlagen mit hohem Gleichstrom. Sie hat die Erhoehung der Sicherheit zum Ziel. Ihre Aufgabe besteht in der Schaffung einer schnell und sicher arbeitenden Einrichtung. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass je ein Hall-Schaltkreis, die im magnetischen Neben- bzw. Hauptkreis eines Magnetsystems angeordnet sind, zusammen mit je einem Optokoppler, einer Speicherbaugruppe und einer Luminizenzanzeige sowie einem Aequivalenzglied und einem Stellglied als- Ueberstromschutz- Rueckstromschutz und- Versorgungsspannungsueberwachungwirken.

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Schutzeinrichtung für Anlagen mit hohem Gleichstrom.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bekannt ist ein Primärrelais (DD-WP 63180), bei dem eine Schaltröhre mit magnetischem Material innerhalb einer Wicklung untergebracht ist, die vom Magnetfeld gesteuert wird, wobei aber Schaltröhre und Wicklung unter gleichem oder nur wenig unterschiedlichem Potential stehen. Der Ansprechwert ist durch einen im magnetischen Nebenschluß liegenden Eisenkern einstellbar. Diese Anordnung hat den Nachteil, daß sie nur allein als Überstromschutz einsetzbar ist; zum Zwecke der Einstellung und Prüfung muß es aus der Anlage ausgebaut werden. Außerdem erlauben die mechanischen Kontakte nicht eine elektronische Signalverarbeitung.

Bekannt ist weiterhin ein kontaktloses Relais (DD-AP 85113), welches aus einem elektromagnetischen Steuerkreis und einem oder mehreren Schaltkreisen zusammengesetzt ist. Es besteht im wesentlichen darin, daß im Bereich des Magnetfeldes einer Relaisspule eines elektromagnetischen Steuerkreises eine durch das Magnetfeld steuerbare kontaktlose Einrichtung angeordnet ist, die mit einem oder mehreren steuerbaren Halbleiteranordnungen in Verbindung steht. Die durch das Magnet steuerbare kontaktlose Einrichtung ist ein magnetfeldabhängiger Widerstand, der durch einen Vorwiderstand mit einer Spannungsquelle verbunden ist. Dieser magnetfeldabhängige Widerstand steht mit einer Transistorschaltung in Verbindung, welche je nach den gegebenen Spannungs- und Magnetfeldverhältnissen den Schaltvorgang auslöst.

Der Nachteil des kontaktlosen Relais ist es, daß es in seiner Ausführungsform nicht als Schutzeinrichtung für Anlagen mit hohem Gleichstrom verwendbar ist. Bei beiden bekannten Lösungenj ist die Sicherheit für Gleichspannungsanlagen nicht gegeben.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die Sicherheit in Gleichspannungsanlagen vor allem mit hohen Strömen zu erhöhen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Schutzeinrichtung für Anlagen mit hohem Gleichstrom, die schnell und sicher arbeitet.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein erster Hall-Schaltkreis, der im Luftspalt eines magnetischen Hauptkreises des Magnetsystems angeordnet ist, über einen ersten Optokoppler mit dem negierten Setzeingang einer ersten Speichergruppe verbunden ist und so den Kern einer Rückstromschutzeinrichtung darstellt. Ein zweiter Hall-Schaltkreis, der im Luftspalt zum magnetischen Nebenkreis des Magnetsystems angeordnet ist, ist über einen zweiten Optokoppler mit dem negierten Setzeingang einer zweiten Speicherbaugruppe verbunden und bildet so den Kern einer Überstromschutzeinrichtung.

DerT-Eingang beider Speicherbaugruppen liegt direkt an Versorgungsspannung, der Rücksetzeingang dagegen über einen Schalter. Beide Speicherbaugruppen übernehmen damit die Funktion einer Versorgungsspannungsüberwachung.

Der Ausgang der ersten Speicherbaugruppe ist sowohl an einer ersten Luminizenzanzeige als auch am ersten negierten Eingang eines Äquivalenzgliedes angeschlossen. Der Ausgang der zweiten Speicherbaugruppe ist ebenfalls sowohl an einer zweiten Luminizenzdiode als auch am zweiten negierten Eingang des Äquilvalenzgliedes angeordnet, dessen Ausgang mit einem Stellglied verbunden ist.

Am Magnetsystem ist eine Einstellvorrichtung angeordnet.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: Einordnung der Hall-Schaltkreise im Magnetsystem im Schnitt quer zum Stromleiter,

Fig. 2: Anordnung des Magnetsystems mit Meß-und Eichspule längs zum Stromleiter,

Fig.3: Aufbau des Hall-Schaltkreises,

Fig.4: Aufbau der Schutzeinrichtung.

In Fig. 1 und 2 umfaßt das Magnetsystem 2 einen Stromleiter 1. Im magnetischen Hauptkreis 2.1 ist ein Luftspalt 3.1 eingefügten welchem ein unmittelbar vom magnetischen Fluß gesteuerter Hall-Schaltkreis für die Erfassung des Rückstromes befestigt ist. Im magnetischen Nebenkreis 2.2 befindet sich im Luftspalt 3.2 der Hall-Schaltkreis 8.2 für den Überstrom, für den der Überstrom mittels Einstellvorrichtung veränderbar ist. Mit den Anschlußklemmen 6 ist der Hall-Schaltkreis 8.1 und 8.2 elektrisch leitend verbunden. Der Isolierkörper 5, bestehend aus Grundplatte 5.1 und Deckplatte 5.2, sorgt für eine isolierende Trennung zwischen Hoch- und Niederspannungsteil. Mittels Spule 7 erfolgt die Eichung bzw. Prüfung der Anordnung. Fig.3 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines Hall-Schaltkreises, bestehend aus Referenzspannungsquelle 9, Hallsonde 10, Differenzverstärker 11, Trigger 12 und Ausgangstransistor 13. An den Anschlüssen bedeuten U₃ Betriebsspannung, Massepotential, U₃ Betriebsspannung für die Erzeugung einertemperatur- und spannungsstabilen Spannung für die Konstantstromversorgung, U2 Ausgangsspannung.

Wird beim Hall-Schaltkreis 8.1 bei einem auftretenden Rückstrom ein bestimmter Wert der Flußdichte im magnetischen Hauptkreis überschritten, spricht er an — Fig. 4 — und regt den Optokoppler 14.1 an. Der Optokoppler 14.1 dient zugleich als Trennstelle und Trennstrecke und aktiviert den Setzeingang der Speicherbaugruppe 15.1. Liegt die Versorgungsspannung U₁ an, wird die Speicherbaugruppe 15.1 gesetzt und zeigt über die Luminizenzanzeige 16.1 das Vorhandensein eines Rückstromes an. Gleichzeitig wird das Äquivalenzglied 17 angeregt und durch das Stellglied 18 eine Signalisierung möglich. Überschreitet der Strom im Stromleiter 1 einen bestimmten Wert, nimmt damit die Flußdichte im magnetischen Nebenkreis 2.2 zu. Bei Überschreiten dieses bestimmten Wertes, der durch Einstellung eines bestimmten Ansprechwertes für den Überstrom durch Verstellen des magnetischen Nebenkreises 2.2 mittels Einstellvorrichtung 4 erreicht wird, spricht der Hall-Schaltkreis 8.2 an und regt damit den Optokoppler 14.2 an. Dadruch wird bei anliegender Versorgungsspannung U₁ die Speicherbaugruppe 15.2 gesetzt. Die Luminizenzanzeige 16.2 zeigt das Vorhandensein eines Überstromes an, der mittels des Äquivalenzgliedes durch das Stellglied 18 signalisiert werden kann.

ZurVervollkommnung der Schutzeinrichtung wird das NichtVorhandensein der Versorgungsspannung U₁ durch das Aufleuchten der Luminizenzdioden 16.1 und 16.2 angezeigt, da beide Speicherbaugruppen 15.1 und 15.2 gesetzt sind. Damit ist über das Äquivalenzglied 17 eine Signalisierung durch das Stellglied 18 ebenfalls möglich. Alle drei Zustände der Schutzeinrichtung

— Rückstromschutz

— Überstromschutz

— Versorgungsspannungsüberwachung,

die sehr zur Erhöhung der Sicherheit in Gleichspannungsanlagen beitragen, können nach ihrer Auslösung nur durch Betätigung des Schalters 19 zurückgesetzt werden. _

Claims

1. Schutzeinrichtung für Anlagen mit hohem Gleichstrom unter Verwendung eines Magnetsystems, gekennzeichnet dadurch, daß ein erster Hall-Schaitkreis (8.1), der im Luftspalt (3.1) eines magnetischen Hauptkreises (2.1) angeordnet ist, über einen ersten Optokoppler (14.1) mit negiertem Setzeingang einer ersten Speicherbaugruppe (15.1) und ein zweiter Hall-Schaltkreis (8.2), der im Luftspalt (3.2) zu einem magnetischen Nebenkreis (2.2) des Magnetsystems (2) hin angeordnet ist, über einen zweiten Optokoppler (14.2) mit dem negierten Setzeingang einer zweiten Speicherbaugruppe (15.2) verbunden ist, wobei derT-Eingang beider Speicherbaugruppen (15.1; 15.2) direkt an Versorgungsspannung (U₁), der Rücksetzeingang über einen Schalter (19) an Versorgungsspannung (U₁) liegt und der Ausgang der ersten Speicherbaugruppe (15.1) sowohl an einer ersten Luminizenzanzeige (16.1) als auch am ersten negierten Eingang eines Äquivalenzgliedes (17) und der Ausgang der zweiten Speicherbaugruppe (15.2) ebenfalls an einer zweiten Luminizenzdiode (16.2) als auch am zweiten negierten Eingang des Äquivalenzgliedes (17) angeschlossen ist, dessen Ausgang mit einem Stellglied (18) verbunden ist.

2. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß am Magnetsystem (2) eine Einstellvorrichtung (4) angeordnet ist.