DE1079193B

DE1079193B - Device for measuring and monitoring the insulation status of an ungrounded three-phase system

Info

Publication number: DE1079193B
Application number: DEM23412A
Authority: DE
Inventors: Albert Oudard
Original assignee: Merlein & Gerin SA Ets
Current assignee: Merlein & Gerin SA Ets
Priority date: 1953-06-25
Filing date: 1954-06-14
Publication date: 1960-04-07

Description

Vorrichtung zum Messen und Uberwachen des Isolationszustandes eines ungeerdeten Drehstromsystems Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen und Überwachen indes Isolationszustandes eines ungeerdeten Drehstromsystems und bezweckt, durch die Vereinigung bekannter und neuer Mittel eine Einrichtung zu schaffen, welche einerseits sehr empfin;dlich ist und den Isolationszustand eines Netzes, unabhängig von seiner Länge, sehr genau zu messen gestattet und welche andererseits mit Mitteln ausgestattet werden kann, die es zulassen, die Meßeinrichtung zeitweise oder dauernd an das zu überwachende Netz anzuschließen und auf einfache Weise festzustellen, ob die vorgeschalteten Sicherungen im abgeschmolzenen Zustand nicht die ftlberwachungseinrichtung zur fälschlichen Anzeige eines Isolationsschadens veranlassen. Device for measuring and monitoring the insulation state of a ungrounded three-phase system The invention relates to a device for measuring and monitoring the insulation status of an ungrounded three-phase system and aims to create an institution through the amalgamation of known and new resources, which on the one hand is very sensitive and the insulation state of a network, regardless of its length, allows to measure very precisely and which on the other hand can be equipped with means that allow the measuring device at times or to be permanently connected to the network to be monitored and to determine in a simple manner whether the upstream fuses in the melted-down state are not the monitoring equipment cause a false report of insulation damage.

Es ist bereits bekannt, zur Überwachung des Isolationszustandes eines Drehstromsystems die einzelnen Phasen über Widerstände und Gleichrichter an einen gemeinsamen Punkt zu führen, der über einen die Meßanordnung enthaltenden Überwachungskreis an Erde gelegt ist. Diese bekannte Anordnung hat den Nachteil, daß die Fehlerstromanzeige von der Länge des Netzes beeinflußt wird, denn der Fehlerwechselstrom ist eine Funktiontder Kapazität, d. h. ,der Länge des Netzes. Somit ist auch der gemessene gleichgerichtete Fehler.strom von der Länge des Netzes abhängig. Die Folge hiervon ist, daß Idas Meßgerät bei gleichem Ohmschem Wert des Fehlers, also bei gleich fehlerhaftem Isolationszustand, für ein kurzes Netz und für ein langes Netz nicht die gleichen Werte anzeigt. Das Meßgerät wird daher bei einem sehr langen Netz unter Umständen einen ungünstigeren Isolationszustand anzeigen, als in Wirklichkeit vorhanden ist. It is already known to monitor the insulation state of a Three-phase system to connect the individual phases to one via resistors and rectifiers to lead common point, via a monitoring circuit containing the measuring arrangement is placed on earth. This known arrangement has the disadvantage that the fault current display is influenced by the length of the network, because the alternating fault current is a function of the Capacity, d. H. , the length of the network. Thus the measured one is also rectified Error current depends on the length of the network. The consequence of this is that Idas Measuring device with the same ohmic value of the error, i.e. with the same defective insulation condition, does not display the same values for a short network and a long network. That If the network is very long, the measuring device may therefore be a less favorable one Show the state of isolation as it actually exists.

Dieser Nachteil wird,durch die Erfindung behoben. This disadvantage is eliminated by the invention.

Bei der Vorrichtung nach der Erfindung, bei welcher ebenfalls die Phasen je über einen Widerstand und einen Gleichrichter zu einem gemeinsamen Leitungspunkt geführt sind, der über einen einen Strom- bzw.In the device according to the invention, in which also the Phases each via a resistor and a rectifier to a common line point are performed, which is connected to a current or

Wiiderstandsmesser enthaltenden Überwachungskreis an Erde gelegt ist, dienen erfindungsgemäß als Widerstände Schiebewiderstände, deren Schieber über die Gleichrichter mit dem gemeinsamen Leitungspunkt verbunden sind, und ist dieser P.unkt über einen Kondensator an die miteinander verbundenen Enden der Widerstände geführt, wobei zwischen dem Widerstandsmesser und dem Kondensator ein gegenüber ;den Schiebew.ifderständen hochohmiger Widerstand angeordnet ist. Der Kondensator hat die Aufgabe, als eine von dem Fehlerstrom unabhängige Gleichstromquelle zu dienen und zu bewirken, daß die Fehlerstromanzeige unabhängig von der Länge des Netzes erfolgt Er wird seinerseits vorzugsweise durch einen Schiebewiderstand überbrückt, dessen Schieber über den hochohmigen Widerstand un;dtden mit ihm in Reihe geschalteten Ohmmeter an Erde gelegt ist.The monitoring circuit containing the resistance meter is connected to earth, serve according to the invention as resistors slide resistors whose slide on the Rectifier are connected to the common line point, and is this point led via a capacitor to the connected ends of the resistors, whereby between the ohmmeter and the capacitor an opposite; the sliding resistors high resistance is arranged. The capacitor's job is as one to serve and cause the direct current source independent of the fault current the fault current display is independent of the length of the network preferably bridged by a sliding resistor, the slide of which via the high resistance Resistance and the ohmmeter connected in series with it is connected to earth.

Vorteilhaft sind in an sich bekannter Weise die drei Widerstände ;durch je eine Glimmlampe über brüekt, welche aufleuchtet, solange die Widerstände über die Druckknopfschalter an die Phasen gelegt und /die Sicherungen einwandfrei sind. Ein Nichtleuchten einer Glimmlampe zeigt an, daß in dem betreffenden Leitungszweig eine Sicherung a;bgeschmolzen ist, und läßt so erkennen, ob ;die Anzeige eines Isolationsschadens fälschlicherweise durch die abgeschmolzene Sicherung veranlaßt ist. The three resistors are advantageous in a manner known per se ; by a glow lamp over the bridge, which lights up as long as the resistors connected to the phases via the push-button switch and / the fuses are working properly are. A non-glowing glow lamp indicates that in the relevant branch a fuse a; b has blown and thus shows whether; the indication of insulation damage wrongly caused by the blown fuse.

Ein Ausführungsbeispiel Ider Erfindung ist unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben, ohne daß hierdurch wider Erfindungsgedanke auf das Ausführung,s;;beispiel o.der Einzelheiten des Aulsführ.ungsbeispieles beschränkt sein soll. An embodiment of the invention is described with reference to FIG Drawing described without thereby contradicting the idea of the invention on the execution, see ;; example o. the details of the example should be limited.

In der Zeichnung, welche das Ausführungsbeispiel schematisch wiedergibt, ist mit 1 das zu überwachende dreiphasige Netz und mit 2 die Überwachungsvorrichtung bezeichnet. Die Leitung wird sekundärseitig von einem Transformator 3 gespeist, Idessen Nullpunkt isoliert ist. In the drawing, which shows the exemplary embodiment schematically, 1 is the three-phase network to be monitored and 2 is the monitoring device designated. The line is fed on the secondary side by a transformer 3, Whose zero point is isolated.

Die Vorrichtung 2 ist an ,das Netz über Sicherungen 4 s, 4 b und 4 c und über Druckknopfschalter 5 angeschlossen, die von Hand oder dauernd geschlossen werden können, je nachdem wider zeitweilige oder dauernde Anschluß der Vorrichtung an das Netz gewünscht wird. The device 2 is on, the network via fuses 4 s, 4 b and 4 c and connected via push button switch 5, which is closed by hand or permanently can be, depending on the temporary or permanent connection of the device to the network is desired.

An die drei Phasen sind Schiebewiderstände Ra, Rb und Rc angeschlossen, die im Stern geschaltet sind und einen er-sten künstlichen Nullpunkt bilden. Jeder dieser drei Widerstände ist durch eine Glimmlampe überbrückt. Die Schieber sind mit drei Gleichrichtern Xa, Xb und Xc verbunden, welche ebenfalls im Stern geschaltet sind und einen zweiten Nullpunkt bilden. Shift resistors Ra, Rb and Rc are connected to the three phases, which are connected in a star and form a first artificial zero point. Everyone these three resistors are bridged by a glow lamp. The sliders are connected to three rectifiers Xa, Xb and Xc, which are also connected in star and form a second zero point.

Zwischen die beiden Nullpunkte ist ein Kondensatorf1 geschaltet, wider von den an den Schiebewiderständen abgenommenen Teilspannungen über die Gleichrichter aufgeladen wird, so daß der Kondensator Cl als Gleichstromquelle wirken kann. Der Kondensator Cl ist durch einen Schiebewi.derstand Rd überbrückt, dessen Schieber über einen hochohmigen Widerstand Rr und ein Ohmmeter (auf Ohm geeichtes Amperemeter) an Erde gelegt ist. Dieses Ohmmeter wird durch einen Schutzkondensator C2 überbrückt, so Idaß die Fehlerströme selbst (Erdschlußstrom) am Ohmmeter vorgeführt werden.A capacitor f1 is connected between the two zero points of the partial voltages taken from the sliding resistors via the rectifier is charged so that the capacitor Cl can act as a direct current source. Of the Capacitor Cl is bridged by a sliding resistor Rd, whose slide Via a high resistance Rr and an ohmmeter (ammeter calibrated to ohms) is placed on earth. This ohmmeter is bridged by a protective capacitor C2, So that the fault currents themselves (earth fault current) are demonstrated on the ohmmeter.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Beim Schließen des Druckknopfschalters 5 werden die Widerstän.de Ra, Rb und Rc ,unter Phasenspannung gesetzt. Die an den Widerständen abgegriffenen, sehr geringen Teil spannungen werden durch die Gleichrichter Xa, Xb und Xc gleichgerichtet und laden den Kondensator C 1 mit einer Gleichspannung auf, deren Höhe der abgegriffenen Teilspannung proportional ist. The operation of the device is as follows: When closing the Push-button switch 5, the resistances Ra, Rb and Rc, under phase voltage set. The very low partial voltages tapped at the resistors are rectified by the rectifiers Xa, Xb and Xc and charge the capacitor C 1 with a direct voltage, the level of which is proportional to the partial voltage tapped is.

Wenn die Isolation des Netzes sich in einwandfreiem Zustand befindet, d. h. der Isolationswiderstand fast oo ist, bleibt alles in Ruhe, und es fließt durch den Widerstand kein Strom Wenn aber ein Isolationsfehler auf der Leitung besteht, z. B. in A auf der Phase a, so entsteht ein Fehlerkreis, der sich über Erde schließt und in den die Gleichstromquelle C1 einen Gleichstrom (Fehlermeßstrom) sendet, Ider entsprechend den Pfeilen von + Cl über R«, Rb, Rc, die Phasen b und c der Leitung, die Wicklungen b und c und des Transformators einerseits und die Phasen der Leitung andererseits, den Fehlerpunkt A, Erde, Widerstandsmesser 0, Rr, Rd zurück nach - Cl fließt. Dieser Strom verursacht den Ausschlag des Zeigers des Ohmmeters. Dieser Ausschlag ist um so größer, je kleiner der Widerstand an der Fehlerquelle ist. Der Ausschlag läßt also die Feststellung des Bestehens eines Isolationsfehlers in der Größe des Isolationswiderstandes zu. Beim Anschluß der Vorrichtung an das Netz deutet das Nichtaufleuchten einer Glimmlampe an, daß die in ihrem Kreis liegende Sicherung durchgebrannt ist.If the insulation of the network is in perfect condition, d. H. the insulation resistance is almost oo, everything stays calm and it flows No current through the resistor If, however, there is an insulation fault on the line, z. B. in A on phase a, there is an error circle that closes over earth and into which the direct current source C1 sends a direct current (error measuring current), Ider according to the arrows from + Cl via R «, Rb, Rc, the phases b and c of the line, the windings b and c and the transformer on the one hand and the phases of the line on the other hand, the fault point A, earth, ohmmeter 0, Rr, Rd back to - Cl flows. This current causes the pointer of the ohmmeter to deflect. This The deflection is greater, the smaller the resistance at the source of the error. Of the So the decisive factor is the determination of the existence of an insulation fault in the The size of the insulation resistance. When connecting the device to the network indicates the non-lighting of a glow lamp indicates that the fuse in its circle has blown.

Wird nun der Wechselstrom fehl er betrachtet, der bei einem Erdschluß oder Isolationsfehler auftritt und vom Fehlerpunkt A über C2, Rr, Rd den künstlichen Nullpunkt der Widerstände in die Leitung zurünkfließt, so ist zu erkennen, Idaß der von diesem Fehlerstrom im Fehlerkreis erzeugte Spannungsabfall zum größten Teil auf den Widerstand Rr entfällt, der, wie erwähnt, sehr hoch im Vergleich zu den Widerständen Ra, Rb und Rc ist. Der Spannungsabfall, der in den Widerständen Ra, Rb, Rc selbst erzeugt ist, ist nur ein Bruchteil des gesamten Spannungsabfalles im Fehlerstrom und ein noch viel kleinerer Bruchteil desselben auf dem Teil der fdrei Widerstände, auf dem die Teilspannung zum Aufladen der Gleichstromquelle C 1 abgegriffen ist. Anders ausgedrückt, diese abgegriffene Teilspannung wird durch Xdie vom Fehlerwechselstrom erzeugte Fehlerspannung praktisch nicht beeinflußt. Sie ist somit konstant, wenn die Spannung an den Niederspannungsklemmen des Transformators 3 kon.stant ist. Wenn also die AufladespaIlnung der Gleichstromquelle Cl durch den Fehlerwechselstrom, welcher praktisch den kapazitiven Ladeströmen der Leitung gleichgesetzt werden kann, nicht beeinflußt wird, so kaml gesagt werden, daß die Aufladespannung des Kondensators Cl stets die gleiche bleibt, welches auch die Länge der zu überwachsenden Leitung ist. Die Angaíben des Ohmmeters über den Isolationszustand der Leitung sind somit richtig, welches auch die Länge der Leitungen sein mag. If the alternating current is now considered incorrectly, that in the event of an earth fault or insulation fault occurs and from fault point A via C2, Rr, Rd the artificial The zero point of the resistances flows back into the line, it can be seen that it is most of the voltage drop generated by this fault current in the fault circuit allotted to the resistance Rr, which, as mentioned, is very high compared to the Resistors Ra, Rb and Rc. The voltage drop that occurs in the resistors Ra, Rb, Rc itself is only a fraction of the total voltage drop in the Fault current and an even smaller fraction of it on the part of the fthree Resistors on which the partial voltage for charging the direct current source C 1 is tapped is. In other words, this tapped partial voltage is determined by Xdie from the alternating fault current generated error voltage practically not influenced. It is therefore constant if the voltage at the low voltage terminals of the transformer 3 is constant. if i.e. the charging voltage of the direct current source Cl due to the fault alternating current, which can practically be equated to the capacitive charging currents of the line, is not influenced, it can be said that the charging voltage of the capacitor Cl always remains the same, whatever the length of the line to be overgrown is. The information from the ohmmeter about the insulation status of the line is thus correct, whatever the length of the lines may be.

Wenn das Gerät ständig an das Netz angeseblossen bleiben soll, so kann es noch insofern vereinfacht werden, als der Druckknopfschalter 5 weggelassen werden kann. Es würde dann lediglich ein sehr schwacher, einige Milliampere nicht übersteigender Strom in dem Stromkreis des Kondensators Cl und des 5 chiebewiderstandes Rd fließen. If the device is to remain connected to the network at all times, so it can be further simplified in that the push-button switch 5 is omitted can be. It would just be a very weak one, not a few milliamps Excessive current in the circuit of the capacitor Cl and the 5 chiebewiderstandes Rd flow.

PATENTANSPROCHE: 1. Vorrichtung zum Messen und Überwachen des Isolationszustandes eines ungeerldeten Drehstromsystems, in der die Phasen je über einen Widerstand und einen Glèichrichter zu seinem gegemeinsamen Leitungspunkt geführt sind, der über einen Strom- bzw. Widerstandsmesser enthaltenden Überwachungskreis an Erde gelegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Widerstände Schiebewiderstünde (Ra, Rb, Rc) dienen, deren Schieber über die Gleichrichter (Xa, Xb, Xc) mit dem gemeinsamen Leitungspunkt verbunden sind, daß dieser Punkt über einen Kondensator (C1) an die miteinander verbundenen Endender Wilderstände geführt und daß zwischen dem Widerstandsmesser (0) und dem Kon,densator (C 1) ein gegenüber den Schiebewiderständen (Ra, Rb, Rc) hochohmiger Widerstand (Rr) angeordnet ist. PATENT CLAIM: 1. Device for measuring and monitoring the state of insulation an unexplained three-phase system, in which the phases each have a resistor and an adjudicator are led to his common line of command, who to earth via a monitoring circuit containing an ammeter or ohmmeter is placed, characterized in that the resistors would be sliding resistors (Ra, Rb, Rc) are used, whose slide is connected to the common via the rectifier (Xa, Xb, Xc) Line point are connected that this point via a capacitor (C1) to the interconnected ends of the game stands and that between the ohmmeter (0) and the capacitor (C 1) compared to the slide resistors (Ra, Rb, Rc) high resistance (Rr) is arranged.

Claims

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the Capacitor (C1) is bridged by a sliding resistor (Rd), whose slide is sen with, the high resistance (Rr) is connected.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the resistors (ore, Rb, Rc) are each bridged by a glow lamp.

Publications considered: German Patent No. 293 272; German patent application p 5156 VIII c / 21 e (published on March 8, 1951); Swiss Patent No. 219 285; British Patent No. 672 045.