Claims (1)
1 538 6911,538,691
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur selbsttätigen Anzeige des Durchschlages einer Durchschlagsicherung,
die zwischen betriebsmäßig an sich potentialfreien Anlageteilen angeordnet ist und die
bei durch auftretende Störströme verursachten Potentialdifferenzen der Anlagestelle anspricht und die Anlageteile
miteinander verbindet. |i.-.The invention relates to an arrangement for the automatic display of the breakdown of a breakdown fuse,
which is arranged between operationally potential-free system parts and the
responds to potential differences caused by interference currents of the system point and the system parts
connects with each other. | i.-.
Man verwendet Durchschlagsicherungen dort, wo unzulässig hohe Potentialdifferenzen zwischen betriebsmäßig
nicht leitend verbundenen Anlageteilen vermieden werden sollen, z. B. zur Vermeidung einer
unzulässig hohen Berührungsspannung zwischen geerdeten und nicht geerdeten Anlageteilen. Hat eine
Durchschlagsicherung ausgelöst, so sind die entsprechenden
Anlageteile leitend miteinander verbunden, und es fließen Ausgleichsströme.Breakdown fuses are used where there are inadmissibly high potential differences between operationally
non-conductive parts of the system should be avoided, z. B. to avoid a
Inadmissibly high contact voltage between earthed and non-earthed system parts. Has a
If the fuse is triggered, the corresponding
System parts are conductively connected to one another, and equalizing currents flow.
Da herkömmliche Durchschlagsicherungen keine Anzeigevorrichtung besitzen, kann man das Ansprechen
nur an den Folgeerscheinungen feststellen.Since conventional breakdown fuses do not have a display device, the response can be heard
only determine from the sequelae.
Bei Anlageteilen, die in der Erde verlegt sind, z. B.
Fahrleitungsmasten oder Stromrückleitungsschienen von elektrischen Eisenbahnen tritt keine merkliche
Störung des Betriebes auf. Es entstehen aber für die
Anlage nachteilige Erscheinungen, wie Kriechströme im Erdreich, die durch Korrosion an Rohrleitungen
und sonstigen in der Erde verlegten Metallteilen, besonders bei Gleichstrom, erheblichen Schaden anrichten.
Diese Schäden werden erst bei einer späteren Überprüfung der Anlage festgestellt.For system parts that are laid in the ground, z. B.
Catenary masts or power return rails from electric railways do not noticeably occur
Operation disruption. But it arises for them
System disadvantageous phenomena, such as leakage currents in the ground, caused by corrosion on pipelines
and other metal parts laid in the ground, especially with direct current, cause considerable damage.
This damage will only be determined when the system is checked at a later date.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Ansprechen der-Durchschlagsicherung sofort anzuzeigen.The invention is based on the object of immediately indicating the response of the breakdown fuse.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß ein von der vor demDurchschlag ansteigendenSpannung an der Sicherung aufgeladener Energiespeicher
zwischen den Anlageteilen angeordnet ist; daß an den Energiespeicher ein Relais und ein steuerbares
elektronisches Schaltglied in Reihe geschaltet sind und daß vom beim Durchschlag der Sicherung auftretenden
Strom mittels, eines Übertragers ein das elektronische Schaltglied öffnender Steuerimpuls abgeleitet
wird.According to the invention, this object is achieved by
that an energy storage device charged by the voltage at the fuse that rises before the breakdown
is arranged between the system parts; that a relay and a controllable relay to the energy store
electronic switching element are connected in series and that occurs when the fuse breaks down
Current by means of a transmitter, a control pulse that opens the electronic switching element is derived
will.
Durch die deutsche Auslegeschrift 1 057 683 ist
eine Auslöseeinrichtung für elektrische Schutzschalter bekannt geworden, bei welcher die Auslösung der
Schutzschalter ohne Benutzung einer Fremdspannung lediglich durch die im Auslösekreis (Sekundärkreis
eines Summenstromwandler oder Anpassungstransformators) in elektromagnetischer oder elektrostatischer
Form gespeicherte Energie erfolgt. Diese Ausbildung ist nicht geeignet, das der Erfindung zugrundeliegende
Problem zu lösen. Bei der Erfindung ist die Energie bereits vor Eintritt des Störungsfalles
gespeichert, während bei der bekannten Anordnung erst bei Eintritt des Störungsfalles Energie gespeichert
wird. Ferner hat die Einrichtung nur eine geringe Empfindlichkeit. Im Gegensatz hierzu zeichnet sich die
erfindungsgemäße Anordnung durch hohe Empfindlichkeit und schnelles Ansprechen im Störungsfall aus.By the German Auslegeschrift 1 057 683 is
a tripping device for electrical circuit breakers become known, in which the tripping of the
Circuit breaker without the use of an external voltage only through the in the tripping circuit (secondary circuit
a summation current transformer or matching transformer) in electromagnetic or electrostatic
Form stored energy takes place. This training is not suitable for that underlying the invention
Solve a problem. In the case of the invention, the energy is already present before the occurrence of the fault
stored, while in the known arrangement energy is only stored when a fault occurs
will. Furthermore, the device has only a low sensitivity. In contrast, the
The arrangement according to the invention is characterized by high sensitivity and rapid response in the event of a fault.
Die Erfindung wird an Hand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher
erläutert.The invention is explained in more detail with reference to the exemplary embodiments shown schematically in the drawing
explained.
In Fig. 1 wird ein nicht geerdetes Anlageieil 1
mittels einer Durchschlagsicherung 2 über einen Übertrager 3 an eine Erde 4 gelegt. Die Erde ist beispielsweise
als Rohrerde ausgelegt. Der Übertrager 3 setzt sich aus einem weichmagnetischen, sättigbaren Ringkern,
der über die Anschlußleitung der Überschlagsicherung 2 geschoben wird und einer Sekundärwicklung,
die auf den Ringkern gewickelt ist, zusammen. Ein Anschluß der Sekundärwicklung des Übertragers
ist nach Fig. 1 an eine Diode5, an eine
Zenerdiode 6 und an die Steuerelektrode eines Thyristors 7 gelegt. Der andere Anschluß der Sekundärwicklung
liegt an der Erde 4, an der Zenerdiode 6, an der Kathode des Thyristors 7 und an einem Kondensator
8. Die Reihenschaltung aus Durchschlagsicherung 2 und Übertrager 3 ist über eine Diode 9In Fig. 1, a non-grounded plant part 1
connected to earth 4 by means of a breakdown fuse 2 via a transformer 3. The earth is for example
designed as pipe earth. The transformer 3 consists of a soft magnetic, saturable toroidal core,
which is pushed over the connection line of the flashover safety device 2 and a secondary winding,
which is wound on the toroidal core. A connection to the secondary winding of the transformer
is according to Fig. 1 to a diode5, to a
Zener diode 6 and applied to the control electrode of a thyristor 7. The other terminal of the secondary winding
is connected to earth 4, to the Zener diode 6, to the cathode of the thyristor 7 and to a capacitor
8. The series connection of breakdown fuse 2 and transformer 3 is via a diode 9
ίο und die Parallelschaltung des Kondensators 8 mit der
Reihenschaltung eines Relais 10 und des Thyristors 7 . gegen Erde überbrückt. Das Relais 10 kann vorzugsweise
ein Fallklapprelais sein.
Wird im Störungsfall das Potential des Anlageteils 1 gegenüber dem Erder 4 angehoben, so lädt sich der
Kondensator 8 über die Diode 9 auf die Spannung auf, die gleichzeitig auch an der Durchschlagsicherung
2 liegt. Steigt die Spannung auf den Wert der Durchschlagspannung der Durchschlagsicherung 2 an,
so wird diese kurzgeschlossen, und es fließt ein Ausgleichstrom vom Anlageteil 1 über die Primärwicklung
des Übertragers 3 zum Erder 4. Hierbei wird auf die Sekundärseite des Übertragers 3 eine Spannung induziert,
die über die Diode 5 der Steuerelektrode des Thyristors 7 und der Zenerdiode 6 zugeführt wird.
Die Zenerdiode 6 begrenzt die Spannung an der
Steuerelektrode des Thyristors 7. Durch diese Spannung wird der Thyristor 7 gezündet und leitend, so
daß der aufgeladene Kondensator 8 an das Relais 10 geschaltet wird und dieses zum Ansprechen bringt,
wodurch der Durchschlag der Durchschlagsicherung 2 angezeigt wird. Eine Entladung des Kondensators 8
vor Zündung des Thyristors? ist nicht möglich, da die Diode 9 für den Entladestrom des Kondensators 8
in Sperrichtung gepolt ist. Eine Begrenzung der auf die Sekundärseite des Übertragers 3 induzierten Spannung
geschieht außerdem dadurch, daß als Material des Übertragers weichmagnetisches, sättigbares Eisen
verwendet wird, wodurch der Übertrager 3 nur bis zur Sättigungsfeldstärke wirksam ist. Die Sättigung
kann schon während der ersten Mikrosekunden des Stromanstieges eintreten, da der Thyristor 7 zum Zünden
nur einen Impuls von einigen Mikrosekunden Dauer, von etwa 3 Volt Spannung und einer Stromstärke
von 10 Milliampere benötigt. Die Spannungsbegrenzung hat den Vorteil, daß die Bauelemente auf
der Sekundärseite des Übertragers 3 vor Zerstörung geschützt und nur kurzzeitig durch kleine Ströme beansprucht
werden. ,ίο and the parallel connection of the capacitor 8 with the series connection of a relay 10 and the thyristor 7. bridged to earth. The relay 10 can preferably be a drop-flap relay.
If, in the event of a malfunction, the potential of the system part 1 is raised with respect to the earth electrode 4, then the capacitor 8 is charged via the diode 9 to the voltage that is also applied to the breakdown fuse 2 at the same time. If the voltage rises to the value of the breakdown voltage of the breakdown fuse 2, it is short-circuited, and an equalizing current flows from the system part 1 via the primary winding of the transformer 3 to the earth electrode 4 the diode 5 of the control electrode of the thyristor 7 and the Zener diode 6 is fed. The Zener diode 6 limits the voltage on the control electrode of the thyristor 7. This voltage ignites the thyristor 7 and conducts it, so that the charged capacitor 8 is connected to the relay 10 and makes it respond, whereby the breakdown of the breakdown fuse 2 is indicated . A discharge of the capacitor 8 before the thyristor fires? is not possible because the diode 9 for the discharge current of the capacitor 8 is polarized in the reverse direction. The voltage induced on the secondary side of the transformer 3 is also limited in that soft magnetic, saturable iron is used as the material of the transformer, whereby the transformer 3 is only effective up to the saturation field strength. Saturation can already occur during the first microseconds of the rise in current, since the thyristor 7 only requires a pulse of a few microseconds duration, of about 3 volts and a current of 10 milliamperes to ignite. The voltage limitation has the advantage that the components on the secondary side of the transformer 3 are protected from destruction and are only briefly stressed by small currents. ,
An Stelle des Thyristors 7 kann auch ein anderes elektronisches Schaltmittel, beispielsweise ein Transistor
oder ein Kaltkathodenthyratrom verwendet werden.Instead of the thyristor 7, another electronic switching means, for example a transistor
or a cold cathode thyrate can be used.
Bei der in F i g. 1 gezeigten Anordnung ist ein Ansprechen der Ansprechanzeige nur möglich, wenn
die Durchschlagsicherung durch positives Potential gegenüber Erde ausgelöst wird. Durch geeignete Wahl
der Gleichrichterschaltung der Steuerspannung des Thyristors 7 kann man die Schaltung in etwas abge-In the case of the in FIG. 1 the response indicator is only possible if
the fuse is triggered by a positive potential to earth. By appropriate choice
the rectifier circuit of the control voltage of the thyristor 7, the circuit can be somewhat
wandelter Form auch dann verwenden, wenn die Durchschlagsicherung durch negative Spannungen gegenüber
Erde ausgelöst wurde.Use changed form even if the breakdown fuse is opposed by negative voltages
Earth was thrown.
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform der Ansprechanzeige, die sowohl bei positiver wie auch bei negativer
Potentialverschiebung des zu schützenden Anlageteils anspricht. Es liegt anstelle der Diode 9 der
F i g. 1 eine Brückenschaltung vor, bestehend aus den Dioden 11, 12, 13 und 14 gegen Erde, die den Kon-Fig. 2 shows an embodiment of the response indicator, both positive and negative
The potential shift of the part of the plant to be protected responds. It is instead of the diode 9 of the
F i g. 1 a bridge circuit, consisting of diodes 11, 12, 13 and 14 to earth, which connect the