DE1298610B

DE1298610B - Schaltanordnung zum UEberwachen der Phasen- und Nulleiter-Spannung von Drehstromleitungen

Info

Publication number: DE1298610B
Application number: DE1963B0074136
Authority: DE
Original assignee: BOTT ALOYS
Current assignee: BOTT ALOYS
Priority date: 1963-11-05
Filing date: 1963-11-05
Publication date: 1969-07-03

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltanordnung zum Überwachen der Phasen- und Nulleiterspannung von Drehstromleitungen, bei der von einem künstlichen Sternpunkt aus eine Anzeigeleitung über eine Anzeigevorrichtung zur Erde führt.
Schaltanordnungen zum Überwachen der Phasen-und Nulleiterspannung von Drehstromleitungen sind bekannt, bei denen außer der von einem künstlichen Sternpunkt aus über eine Anzeigevorrichtung zur Erde geführten Anzeigeleitung noch weitere mit Schaltelementen versehene Verbindungen von dem Sternpunkt zur Erde und zu einer Phase führen (deutsche Auslegeschrift 1096 472). Diese Schaltanordnungen haben den Nachteil, daß die Schaltelemente und deren Anpassung nicht nur Kosten verursachen, sondern daß im ungestörten Betrieb des Leitungsnetzes das zur Anzeigevorrichtung gehörende Thyratron dauernd gezündet ist, wodurch ein stetiger Verschleiß und Leistungsverbrauch entsteht. Auch läßt die Anzeigevorrichtung dieser Schaltanordnung nicht erkennen, ob nur einzelne Phasen oder das ganze Netz ausgefallen sind. Überdies bietet eine Überwachung mittels Relais bei Drehstromnetzen, die mit Transformatoren oder Motoren belastet sind, wegen der bei Ausfall einer Phase auftretenden Rückspannungen keinen ausreichenden Schutz.
Ferner ist eine Schaltanordnung bekanntgeworden, bei der von einem Sternpunkt aus eine Anzeigeleitung über eine Anzeigevorrichtung zur Erde führt (österreichische Patentschrift 170 207). Diese Anordnung benötigt zur Anzeige der Störung eine ins Gewicht fallende Stromstärke. Wenn diese Schaltanordnung nicht in jedem einzelnen Fall auf den jeweiligen Verbraucher abgestimmt ist, scann durch das Ansprechen der Anzeigevorrichtung ein so starker Spannungsabfall in der Anzeigeleitung entstehen, daß die Sicherheit der Anzeige gefährdet ist. Außerdem erfordert die Unterbringung zusätzlicher Schaltelemente, nämlich Sicherung und Widerstand, Raum und Kosten.
Die Erfindung hat sich demgegenüber zur Aufgabe gestellt, die Phasen- und Nulleiterspannung von Drehstromleitungen durch eine möglichst einfache und zuverlässige Schaltanordnung zu überwachen, die nicht auf den jeweiligen Verbraucher abgestimmt sein muß, auf normale Spannungsschwankungen des Netzes nicht anspricht, möglichst wenig Platz einnimmt und keinen praktisch ins Gewicht fallenden Leistungsbedarf aufweist. Gemäß der Erfindung findet bei der eingangs genannten Schaltanordnung als Anzeigevorrichtung ein Bauelement mit vernachläs- ; sigbar geringer Leistungsaufnahme und mit Schwellverhalten in Form einer Glimmlampe oder einer Kaltkathodenröhre Verwendung. Die vernachlässigbar geringe Leistungsaufnahme der Anzeigevorrichtung macht die Anpassung an den jeweiligen Verbraucher entbehrlich. Das Schwellverhalten der Anzeigevorrichtung bewirkt, daß die Anzeigevorrichtung bei den gewöhnlichen geringen Schwankungen der Netzspannung nicht anspricht, sondern erst dann zum Ansprechen kommt, wenn durch Ausfall einer Phase eine über das normale Maß hinausgehende Spannungsänderung entsteht.
In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung kann die Anzeigevorrichtung zusammen mit einem parallelgeschalteten Kondensator und einem vorgeschalteten Gleichrichter ein Blinklicht bilden. Wenn eine solche Anzeigevorrichtung auf einem Schaltbrett zwischen anderen Signallampen benutzt wird, hebt sich das Blinklicht besonders deutlich hervor. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann die Anzeigevorrichtung in der Verbindungsleitung einer Wheatstone'schen-Brücke angeordnet sein, wobei die Brückenglieder des Brückenzweiges aus Gleichrichter-Ventilen und aus Kondensatoren bestehen. Mittels dieser bekannten Spannungsverdopplerschaltung kann die erfindungsgemäße Schaltanordnung insbesondere für Motorstromkreise gebraucht werden, bei deren Leerlauf oder schwacher Belastung die Anzeigevorrichtung ohne die Spannungsverdoppelung nicht immer mit Sicherheit ansprechen würde.
Auch kann zwischen der Verbindungsleitung des künstlichen Sternpunktes und Erde ein Transformator geschaltet sein, dessen Sekundärwickelung mit der Anzeigevorrichtung verbunden ist. Dadurch ist es möglich, Anzeigevorrichtungen mit beliebigem Schwellverhalten zu benutzen.
Bei Verwendung einer Kaltkathodenröhre als Anzeigevorrichtung kann in deren Hauptstromkreis die Spule eines Schaltrelais angeordnet sein. Mit dieser Schaltanordnung kann bei Ausfall einer Phase die Abschaltung z. B. eines Motorstromkreises vorgenommen werden.
Je nach den besonderen Verhältnissen können die Elemente für den künstlichen Sternpunkt und die Anzeigevorrichtung zu einem Bauelement zusammengefaßt sein, wenn jedoch die Anzeige nicht in der Nähe des künstlichen Sternpunktes, sondern an einer von diesem entfernten Stelle vorgenommen werden soll, kann. die Anzeigevorrichtung von dem künstlichen Sternpunkt örtlich getrennt angeordnet sein.
In den Abbildungen sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt und nachstehend beschrieben.
F i g. 1 zeigt die erfindungsgemäße Schaltanordnung in ihrer Grundform, F i g. 2 mit einem Blinklicht als Anzeigevorrichtung, F i g. 3 mit Transformatorenanpassung der Anzeigevorrichtung, F i g. 4 mit Wheatstone'scher-Brücke und Spannungsverdoppelung, F i g. 5 in Zusammenarbeit mit einer Relaisschaltung.
Die Phasenleitungen R, S, T sind über die Widerstände R., R2, R3 zu einem künstlichen Sternpunkt 2 geführt. Die Widerstandswerte der drei Widerstände sind gleich. Die als Anzeigevorrichtung dienende Glimmlampe 1 leuchtet nur dann auf, wenn die Phasenspannungen stark unterschiedlich sind oder wenn eine bzw. zwei Phasenleitungen ausfallen und dadurch eine Spannung in dem künstlichen Sternpunkt 2 erzeugen, welche die Glimmlampe zum Zünden bringt.
Wenn nach F! g. 2 die Glimmlampe 1 mit einem Kondensator 3 parallel geschaltet ist, so entsteht in an sich bekannter Weise durch das periodische Auf-und Entladen des Kondensators in der Glimmröhre 1 ein Blinklicht, dessen Frequenz von der Größe des Kondensators 3 und von der Größe der Widerstände R1, R2, R3 abhängt, die den künstlichen Sternpunkt bilden.
Die Schaltanordnungen nach F i g. 1 und 2 eignen sich vorwiegend für Stromkreise, in denen keine Rückspannungen zu befürchten sind, wie z. B. bei Durchlauferhitzern, Elektroherden od. dgl.
Nach F i g. 3 wird die Glimmlampe 1 von der Sekundärwickelung 7 eines Transformators 6 gespeist, dessen Primärwickelung 5 in der mit dem Sternpunkt 2 verbundenen Erdleitung liegt. Durch die Wahl des Übersetzungsverhältnisses des Transformators ist es möglich, die im Sternpunkt auftretende Spannung dem Schwellwert der Glimmlampe in beliebiger Weise anzupassen. An Stelle des Transformators 6 kann auch ein an sich bekannter Spartransformator benutzt werden.
In F i g. 4 ist die Kombination der erfindungsgemäßen Schaltanordnung mit einer Wheatstone'schen-Brücke dargestellt, in deren Brückenzweigen 8 und 9 je ein Ventil 10 und ein Kondensator 11 geschaltet sind. In der Verbindungsleitung 12 liegt die Glimmlampe 1. Auch hier wird ein impulsartiges Aufleuchten der Glimmlampe 1 in Form eines Blinklichtes erreicht.
Die Schaltanordnungen nach F i g. 3 und 4 sind besonders für Stromkreise mit induktiven Belastungen, z. B. für Motoren od. dgl., geeignet. In beiden Fällen wird eine Heraufsetzung der Spannung zum sicheren Zünden der Glimmlampe ermöglicht.
Nach F i g. 5 ist an den künstlichen Sternpunkt 2 eine Kaltkathodenröhre 13 angeschlossen, bei der zwischen Gitter und Kathode ein Kondensator 14 geschaltet ist. Dieser ist jedoch nur dann erforderlich, wenn die im Sternpunkt auftretenden Spannungen voraussichtlich so gering sind, daß die Röhre nicht zündet. Im Hauptstromkreis der Röhre 13 liegt die Spule 15 eines Schaltrelais oder eines anderen Signalmittels, z. B. einer Klingel. Die Kontakte 16 öffnen oder schließen bei eingetretener Störung entweder ein optischer bzw. akustisches Signal oder sie schalten das zu schützende Gerät ab.
Der künstliche Sternpunkt 2 und die Anzeigevorrichtung 1 bzw. 13 können zu einer einzigen Baueinheit zusammengefaßt sein, wenn die Anzeige am künstlichen Sternpunkt selbst erfolgen soll. Wird jedoch die Anzeige an einer anderen Stelle als an der des künstlichen Sternpunktes gewünscht, so können diese beiden Teile getrennt sein, zu deren Verbindung genügt jedoch eine einzige elektrische Leitung.
Da die erfindungsgemäße Schaltanordnung nur wenig Raum und einfache Bauteile benötigt, kann sie auch in bereits vorhandene Schaltkästen nachträglich eingebaut werden.

Claims

Patentansprüche: 1. Schaltanordnung zum Überwachen der Phasen- und Nulleiterspannung von Drehstromleitungen, bei der von einem künstlichen Sternpunkt aus eine Anzeigeleitung über eine Anzeigevorrichtung zur Erde führt, dadurch g ek e n n z e i c h n e t , daß als Anzeigevorrichtung ein Bauelement mit vernachlässigbar geringer Leistungsaufnahme und mit Schwellverhalten in Form einer Glimmlampe (1) oder einer Kaltkathodenröhre (13) Verwendung findet.
2. Schaltanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung (1) zusammen mit einem parallelgeschalteten Kondensator (3) und einem vorgeschalteten Gleichrichter (4) ein Blinklicht bildet.
3. Schaltanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung (1) in der Verbindungsleitung einer Wheatstone'schen-Brücke angeordnet ist, in deren Brückenglieder der Brückenzweige (8, 9) Gleichrichter (10) und Kondensatoren (11) zur Spannungsverdoppelung geschaltet sind.
4. Schaltanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Verbindungsleitung des künstlichen Sternpunktes (2) und Erde (MP) ein Transformator (5, 7) geschaltet ist, dessen Sekundärwickelung (7) mit der Anzeigevorrichtung (1 oder 13) verbunden ist.
5. Schaltanordnung nach den Ansprüchen 1 und 4 unter Verwendung einer Kathodenröhre als Anzeigevorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Hauptstromkreis der Kaltkathodenröhre (13) die Spule (15) eines Schaltrelais angeordnet ist.
6. Schaltanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente für den künstlichen Sternpunkt (2) und die Anzeigevorrichtung (1 oder 13) zu einem Bauelement zusammengefaßt sind.
7. Schaltanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente für den künstlichen Sternpunkt (2) von der Anzeigevorrichtung (1 oder 13) örtlich getrennt angeordnet sind.