DE1463610A1

DE1463610A1 - Unearthed alternating current network with earth fault monitoring

Info

Publication number: DE1463610A1
Application number: DE19641463610
Authority: DE
Inventors: Streich Dipl-Ing Rudolf
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1964-07-10
Filing date: 1964-07-10
Publication date: 1969-10-23
Also published as: BE665383A; GB1119291A; DE1463610B2

Description

Es ist allgemein üblich, ungeerdeten elektrischen Wechselstromnetzen zur Isolationsüberwachung eine Gleichspannung aufzudrücken und den im Pail des Auftretens eines Erdschlusses fließenden Gleichstrom als Maß für den Isolationswert zu nehmen. Überschreitet dieser Strom eine gewisse Höhe, so kann eine Fehlermeldung veranlaßt oder die Abschaltung des Netzes durch den Hauptschalter veranlaßt werden· Der Nachteil dieser bekannten Anordnung besteht darin', daß in einem galvanisch gekoppelten Netz nur an einer einzigen Stelle ein solches Überwachungsgerät angewendet werden kann, da eine Parallelschaltung mehrerer Spannungsquellen auf denselben Fehlerwiderstand zu Fehlmessungen führen würden. Infolgedessen ermöglicht es die bekannte Anordnung nur, im Fehlerfall das ganze Netz abzuschalten. Es werden daher auch solche Verbraucher abgeschaltet, die trotz des Erdschlusses noch im Betrieb bleiben könnten, weil ein Erdschluß für sie bzw. ihre Umgebung keine Gefahr darstellt.It is common practice to use ungrounded AC electrical networks to apply a DC voltage for insulation monitoring and those flowing in the pail of the occurrence of an earth fault Take direct current as a measure of the insulation value. If this current exceeds a certain level, an error message can be triggered or the disconnection of the network can be caused by the main switch · The disadvantage of this known arrangement is present in 'that such a monitoring device is used in a galvanically coupled network only at a single point because connecting several voltage sources in parallel to the same fault resistance would lead to incorrect measurements. Consequently The known arrangement only enables the entire network to be switched off in the event of a fault. There will therefore also be such consumers switched off, which could remain in operation in spite of the earth fault, because an earth fault for them or their surroundings poses no danger.

Es sind bereits Vorschläge für eine selektive Abschaltung fehlerhafter Abzweige des Netzes gemacht worden. Selektiv bedeutet hierbei, daß nur fehlerbehaftete Abzweige abgeschaltet werden. Jedoch sind derartige Erdachlußüberwachungseinrichtungen im allgemeinen sehr aufwendig.There are already proposals for a selective shutdown more faulty Branches of the network have been made. In this context, selective means that only faulty branches are switched off. However are such earth leakage monitoring devices in general very expensive.

Sie Erfindung befaßt sich mit einem ungeerdeten elektrischen Wechselstromnetz, z.B. für Bergbaubetriebe unter Tage, dem zur Überwachung auf Erdschlüsse mit Hilfe einer Gleichspannungsquelle ein Gleichspannungspotential gegen Erde aufgedrückt ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zu schaffen, die bei geringem Aufwand gestattet, Alweige des Netzes bzw. Verbraucher entsprechend der durch Erdschlüsse hervorgerufenen Gefährdung abzuschalten.You invention deals with an ungrounded electrical Alternating current network, e.g. for underground mining operations, the monitoring for earth faults with the help of a direct voltage source a DC voltage potential is pressed against earth. The invention The underlying task is to create an arrangement that allows, with little effort, to divide the network and / or consumers switch off according to the hazard caused by earth faults.

Neu· UnterfadenNew · bobbin thread

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Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß 'jedem Abzweig des Wechselstromnetzes eine Schaltungsanordnung zugeordnet ist, die das Gleichspannungspotential erfaßt und beim Unterschreiten eines bestimmten Wertes die Abschaltung des betreffenden Abzweiges veranlaßt.According to the invention, this object is achieved in that 'each A circuit arrangement is assigned to the branch of the alternating current network, which detects the direct voltage potential and if it is undershot a certain value triggers the shutdown of the relevant feeder.

Im Rahmen der Erfindung können die Schaltungsanordnungen so ausgebildet sein, daß sie die Höhe des Gleichspannungspotentials ohne oder ohne wesentlichen Leistungsentzug aus der Gleichspannungsquelle erfassen, die dem Wechselstrom das Gleichspannüngspotential aufdrückt. Dadurch wird die Möglichkeit geschaffen, dem Hetz das Gleichspannungspotential durch eine übliche Isolationsüberwachungseinrichtung aufzudrücken. Die Isolationsüberwachungseinrichtung kann daher das ganze Metz beim Auftreten starker Erdschlüsse abschalten, während die den Abzweigen zugeordneten Schaltungsanordnungen in ihren Ansprechwerten gestaffelt sein können, so daß sie die Abzweige entsprechend der vorhandenen Gefährdung durch Erdschlüsse abschalten.In the context of the invention, the circuit arrangements can be designed in this way be that they determine the level of the DC voltage potential without or without significant power withdrawal from the DC voltage source detect the direct voltage potential of the alternating current pushes on. This creates the possibility of controlling the DC voltage potential using a conventional insulation monitoring device to push open. The insulation monitoring device can therefore protect the entire Metz in the event of severe earth faults switch off, while the switching arrangements assigned to the feeders can be graded in their response values, so that they switch off the branches according to the existing risk of earth faults.

Die annähernd leistungslose Arbeitsweise der Schaltungsanordnungen kann dadurch erzielt werden, daß die Schaltungsanordnungen die Höhe des Gleichspannungspotentials nicht ständig, sondern z.B. periodisch erfassen.The almost powerless mode of operation of the circuit arrangements can be achieved in that the circuit arrangement does not constantly increase the level of the DC voltage potential, but e.g. record periodically.

Eine andere vorteilhafte Möglichkeit zur Erfassung des Gleichspannungspotentials besteht darin, jede der Schaltungsanordnungen auf die Differenz zwischen dem Gleichspannungspotential des Wechselstromnetzes und dem von einer Vergleichsspanungsquelle erzeugten Gleichspannungspotential ansprechen zu lassen. Beispielsweise kann hierzu ein derartig geschaltetes Ventil vorgesehen sein, daß erst beim Unterschreiten eines bestimmten Wertes des Gleichspannungspotentials des Wechselstromnetzes ein Strom über die Schaltungsanordnung fließen kann.Another advantageous possibility for detecting the DC voltage potential consists in each of the circuit arrangements on the difference between the direct voltage potential of the alternating current network and that of a reference voltage source to respond to generated DC voltage potential. For example, such a switched valve can be provided for this purpose be that only when the DC voltage potential of the AC network falls below a certain value a current can flow through the circuit arrangement.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert. In Pig. 1 ist das Schaltbild einer Erdschlußüberwachungs-The invention is explained in more detail below with reference to the drawing. In Pig. 1 is the circuit diagram of a ground fault monitoring

909843/0423 - 3 -909843/0423 - 3 -

einrichtung .dargestellt· fig» 2 me±.gb ©in Ausführuagsibeiafiiel eil· eine Einriehtunj; aar ifacility .shown · fig » 2 me ± .gb © in execution form · a facility; aar i

Bei dem Beispiel nach Fig» 1 siiwl am -ti© über den von dem %an§"£ ©mater 2 gespeisste S^ptleitung 3 beispielsweise drei Abzweige I,, II jmi III aber je «imen Schalter 4, 5 fcsw.. 6 angeschlossen* Dem Hauptschalter 1 ist eine übliche Iso]La4i©iLsl3li»«jr ■wachungseinrieiitiULng 7 zuueardmet,, ^aar-ck die dea letn iaa belmm&ter Weise ii"ber einen 3sSaa©tIie&ea Stenapsarnktb eima Sleielispanpising Erde tizw, den geerideteaa B'ßimtaleiteiF ©tstCgedruckt wird neben einem Isoliationsanzeigieinsibriömiieait ein auf den wirkendes Eelais entMlt. Bern Alajswieigem I, II and III siaaid Setoaltungsanordnungsen B₃ 9 tund I© Zaageoistoiet, durch die das die» Metz durch das Iscilatloasiülb'erwmaitajagagerät ? amfgedrückte &leie&- spannungspotentiial er£aSt wirsd» Bi«sen Imordnungen ist ein ^etizverk 11 voargeselaÄltet, uwcch Aas «der Weeiaselstrofflantell äen Wbev die Schaltungsanordnmng flieiemdem Stromes auagesiefet wiri· Pen SchaltmiigsanorJAUigeii ist eine ¥>er^eicfcsa|)aaanungsfuelle 12 wigfiordnet, uii das Sleielispajmungspotenliial des betreff enden ifetzpunktes duretL eine Kum^eumatlommmsmmmg f estzuateilen« Die© ermöglicht eine leistangslose 4rbeits»eise der Sehaltungsanördnungen* ·In the example according to FIG. 1 siiwl am -ti © via the branch line 3 fed by the an§ "£ © mater 2, for example, three branches I, II and III but each switch 4, 5 fcsw .. 6 connected * The main switch 1 is a standard Iso] La4i © iLsl3li »« jr ■ wachungseinrieiitiULng 7 zuueardmet ,, ^ aar-ck the dea letn iaa belmm & ter way ii "over a 3sSaa © tIie & ea Stenapsarnktb eima sleielispanpßer earth tizw, the ge © tstCprinted, in addition to an insulation display inscription, an Eelais that acts on the active relay is displayed. Bern Alajswieigem I, II and III siaaid Setoaltungsanordnungsen B ₃ 9 tund I © Zaageoistoiet, through which the »Metz through the Iscilatloasiülb'erwmaitajagagerät? amfgedrückte & leie & - voltage potential er £ aSt wirsd "Bi" sen orders is a ^ etizverk 11 voargeselaÄltet, uwcch carrion "the Weeiaselstrofflantell äen Wbev the circuit arrangement flows with the current, wei · Pen switching device is arranged a warning uii the sleielispajmungspotenliial of the respective end point should be part of a cumulative measure «The © enables an effortless 4work»

Wie Pig* 2 zeigt, ist für diese leiBtungslose Messung eine Diode 13 vorgesehen, die aus der VergleiclasspanjsBangsquelle einen Ctleiehstrom nur dann ä&er die Schaltungsamordnung flieSen läSt» wemn. dessen Gleiehspannungspiotential eimern entapreohenden Sehwellwert unterschreitet, der Isolatlons2ustaitd des Wechselstroainetaes also einen bestimmten kritischen Wert annimmt. In umgekehrter liehtung, d.h. bei einwandfreiem Hetzzustand, sperrt die Diode 13 dagegen den Stromfluß, so daß die Gleichspajanungsquelle des leölationsuberwaehungs
/gerätes 7 im normalen Betrieb unbelastet let·As Pig * 2 shows, a diode 13 is provided for this no-lead measurement, which only allows a low current to flow from the comparative panel source when the circuit arrangement is in place. the equi-voltage potential of which falls below the corresponding visual threshold value, i.e. the isolation level of the alternating current assumes a certain critical value. In the opposite direction, that is, when the agitation is in good condition, the diode 13 blocks the flow of current, so that the source of the same voltage as the leölationsüberwaehungs
/ device 7 without load during normal operation let ·

Durch Einstellung der Tergleiehsspaniiung kann eine Anzeige oderBy setting the Tergleiehsspaniiung a display or

BAD ORl^NALBAD ORl ^ NAL

Abschaltung des "betreffenden Netzabzweiges feel verschiedentn Warten des IsolationszUstandes "bewirkt- werden. Es ist daher ©ög·* lioh_t die Anspreciiwerte/Schalttuigsanordimngen» die den. einzelnen. JÜjEweigen zugeordnet sind, je naen der Bedeutung der Abzweige sm staffeln» cUiu eine Abschaltung der Abzweige bei versöniede.nen ϊ·ΐ Qlat i onswert en Tor zu s ehen ^Shutdown of the "relevant network branch feel different waiting for the isolation state" can be effected. It is therefore © ög · * _t LiOH the Anspreciiwerte / Schalttuigsanordimngen "the the. individual. JÜjEweigen are assigned, depending on the importance of the branches sm stagger »cUiu a shutdown of the branches at different ϊ · ΐ Qlationwerten gate to see ^

2. Figuren
5 Ansprüche2. Figures
5 claims

909843/0423909843/0423

OMGlNAL INSPECTEDOMGlNAL INSPECTED

Claims

Patentans£rücl|e_Patent application

1· Ungeerdetes elektrisches Wechselstromnetz mit Abzweigen zur Speisung von Verbrauchern, z.B. für Bergbaubetriebe unter Tage, dem zur Überwachung auf Erdschlüsse mit Hilfe einer Gleichapannungβquelle ein Gleichspannungspotential gegen Erde aufgedrückt ist, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Abzweig des Wechselstromnetzes eine Schaltungsanordnung zugeordnet ist, die das Gleichspannungspotential erfaßt und beim Unterschreiten eines bestimmten Wertes die Abschaltung des betreffenden Abzweiges veranlaßt·1 · Unearthed electrical alternating current network with branches to Supply of consumers, e.g. for underground mining operations, to which a direct voltage potential to earth is pressed to monitor for earth faults with the help of a direct voltage source, characterized in that each branch of the AC network is assigned a circuit arrangement which detects the DC voltage potential and when it falls below it a certain value triggers the shutdown of the relevant branch

2. Wechselstromnetzes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnungen die Höhe des Gleichspannungspotentials ohne oder ohne wesentlichen Leistungsentzug aus der Gleichepannungsquelle erfassen, die dem Wechselstromnetz das Gleichepannungspotential aufdrückt.2. AC power system according to claim 1, characterized in that the circuit arrangements determine the level of the DC voltage potential without or without significant power withdrawal from the Detect the source of the same voltage that is connected to the alternating current network Imprints the same voltage potential.

3· Wechselstromnetz nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnungen die Höhe des Gleichspannungepotentials nicht ständig, sondern z.B. periodisch erAssen·3 AC network according to Claim 3, characterized in that that the circuit arrangements do not measure the level of the direct voltage potential continuously but, for example, periodically

4· Wechselstromnetz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Schaltungsanordnungen auf die Differenz zwischen des Gleichspannungspotential des Wechselstromnetzes und den von einer Yergleichsspannungsquelle erzeugten Gleichspannungspotential gtgen Srde anspricht·4 AC network according to Claim 2, characterized in that that each of the circuit arrangements is based on the difference between the DC voltage potential of the AC network and the DC voltage potential generated by a DC voltage source gtgen Srde responds

5· Wechielttro«netB nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dmB j«d· Schaltungsanordnung ein derart geschaltetes Ventil enthält, daS trat beim Unterschreiten «in·« bestimmten Wertes des Gleichspannungspotentials des Wtcheelrfcromnetzea ein Strom über die Schaltungsanordnung fließen kann·5 · Wechielttro «netB according to claim 4, characterized in that dmB j «d · circuit arrangement contains a valve switched in such a way that when the value fell below« in · «the certain value of the DC voltage potential of the Wtcheelrfcromnetzea a current over the circuit arrangement can flow

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