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"Einrichtung zur Erfassung von Fehlerströmen"
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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erfassung von Fehlerströmen
einer beliebigen Stromart, z.B. Gleich-, Wechsel- und Impuls-Gleichstrom-Fehlerströmen
mit mindestens einem Summenstromwandler, dessen Primärwicklungen durch die Leiter
einer Netzleitung gebildet sind und der mindestens eine Vormagnetisierungswicklung
und mindestens eine Sekundärwicklung aufweist, wobei der Ausgang der Sekundärwicklung
gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer Verstärker- oder Auswerteeinrichtung
mit einem Auslöser verbunden ist, welch letzterer auf einSialtschloß zur Betätigung
von in den Netz leitern liegenden Kontaktstellen einwirkt.
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Nach den heutigen Vorschriften wird bei vielen elektrischen Installationen
gefordert, daß die Ströme, die von einem Verbraucher direkt zur Erde abfließen oder
einen anderen Rückweg als über einen Außen- oder Mittelpunktsleiter nehmen, eine
bestimmte Schwelle nicht überschreiten dürfen, da sonst ein Mensch oder Tier gefährdet
werden kann. Diese Schwelle liegt im Bereich von einigen Milliampere.
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Zur Erfassung solcher Fehlerströme ist es im Falle von Fehlerwechselströmen
bekanntgeworden, die Außenleiter und den Mittelpunktsleiter durch einen Summenstromwandler
hindurchzuführen.
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Da in jedem Augenblick die Summe aller Ströme gleich Null ist, die
den Summenstromwandler durchsetzen, wird im Kern des Wandlers kein magnetischer
Fluß induziert, so daß an der Sekundärwicklung des Wandler auch keine Spannung induziert
werden kann.
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Tritt nun ein Fehlerstrom auf, so ist die Summe aller Ströme, die
den Wandler durchsetzen, ungleich Null und es tritt in der Sekundärwicklung des
Wandlers eine Spannung bzw. ein Strom auf, mit dem, eventuell nach entsprechender
Verstärkung, ein Auslöser für einen Schutzschalter betätigt werden kann (DAS 1 082
3372 In diesem Falle arbeitet der Summenstromwandler als Transformator. Für die
Erfassung von Fehlergleichströmen sind solche Systeme nur wenig geeignet.
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Es ist weiterhin eine Fehlerstromschutzschaltung bekanntgeworden (DAS
1 904 394), mit der zusätzlich auch Gleichfehlerströme erfaßt werden können. Dabei
wird auf einen Summenstromwandler eine Vormagnetisierungswicklung angebracht, welche
aus einer Hilfsspannung gespeist ist. Am Summenstromwandler wird über eine Sekundärspannung
eine Sekundärwicklung abgenommen und deren Änderung infolge von Fehlerströmen durch
ein Auswertegerät ausgewertet. Dabei befindet sich parallel zu der Sekundärwicklung,
an welcher die Sekundärspannung abgenommen werden kann, ein Gleichrichter, dessen
Gleichstromausgang auf das Auswertegerät geschaltet ist. Es ist allerdings festzustellen,
daß die angegebene Schaltung bei verschiedenen Fehlerstromarten verschiedene Arten
von Signalen abgibt, nämlich bei Fehlergleichstrom eine kleinere, bei Fehlerwechselstrom
eine höhere Ausgangsspannung. Das angeschlossene Auswertegerät wurde daher kompliziert,
weil es zwei Schwellwerte erhalten mußte. Wegen dieses besonderen Auswertegerätes
ist die Fehlerstromschutzschaltung gemäß der DAS 1 904 394 nicht realisiert worden.
Der Vormagnetisierungsstrom schwingt offensichtlich mit einer Frequenz von 50 Hz,
da der Vormagnetisierungsstrom direkt dem Netz entnommen ist. Ein weiterer Nachteil
ergibt sich dadurch, daß eine Wechselstrom-Fehlerstrom-Erfassung nur in einer ganz
bestimmten Phasenlage korrekt erfolgt. Für Mehrphasenstrom ist diese Einrichtung
nicht geeignet.
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In der zu der genannten DAS 1 904 394 zugehörigen Zusatzanmeldung
(DT-OS 21 06 878) ist vorgeschlagen worden,
zwei Summenstromwandler
mit je einer Meßwicklung und je einer Vormagnetisierungswicklung vorzusehen, wobei
die beiden Vormagnetisierungswicklungen der beiden Wandler gegensinnig und die Meßwicklungen
der beiden Wandler gleichsinnig in Reihe geschaltet sind und der Auslöser von beiden
Meßwicklungen angesteuert ist. Eine ähnliche Schaltung ist durch die DAS 1 905 505
bekanntgeworden, bei welcher auch eine Vormagnetisierung mit einem besonderen Generator
und einer von der Netzfrequenz abweichenden Frequenz vorgeschlagen wird. Dabei ist
die Vormagnetisierungsfrequenz beispielsweise mehrere Male so hoch wie die Netzfrequenz.
Allerdings wird gemäß der daß1905505 und der OS 2 106 878 offensichtlich bereits
durch die Vormagnetisierung die für den Auslöser benötigte Energie geliefert. Daher
läßt sich die angegebene Schaltung auch nicht für verschiedene Arten von Fehlerströmen
mit annähernd gleicher Empfindlichkeit verwirklichen.
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Es ist weiterhin eine Einrichtung zur Stromdurchflutungserfassung
mit einem stromdurchflossenen Summenstromwandler und mindestens einer mit dem Summenstromwandler
verketteten Stromschleife vorgeschlagen worden (Patent-Anmeldung P 25 13 653.2).
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Dabei ist der Summenstromwandler in einen Oszillator integriert, der
mit gegen 50 Hz sehr großer Frequenz schwingt und dessen Frequenz durch Fehlerströme
gesteuert wird, wobei die Frequenzänderung über Bandfilter zur Auslösung benutzt
wird.
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Zunächst muß bei dieser Einrichtung dafür gesorgt werden, daß die
Konstanz des Oszillators sehr hoch ist, da jede unbeabsichtigte Frequenzänderung
die Empfindlichkeitsgrenze verändert. Diese Konstanthaltung des Oszillators ist
mit verhältnismäßig großem Aufwand verbunden. Darüber hinaus müssen infolge der
gespeicherten Energie immer gewisse Schaltzeiten in Kauf genommen werden, so daß
die Erfassung von Fehlerstromimpulsen mit z.B. nur einer Millisekunde Dauer mit
Schwierigkeiten verbunden ist. Insgesamt erscheint der Aufwand verhältnlsmäßig hoch.
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Es ist weiterhin eine Fchl erstrornschutzschaltung vorgeschlagen worden,
mit welcher nicht nur Wechselfehlerströme, sondern auch Gleichfehlerströme jeder
Art, auch Impuls-Gleichfehlerströme ohne weiteres erfaßt werden können.
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Diese Ausführung ist nun dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz
der Wechselstrom-Vormagnetisierung groß ist gegenüber der Netzfrequenz, daß parallel
zu dem Gleichrichter ein iR-C-Glied, dessen Zeitkonstante etwa der Periodendauer
der Vormagnetisierungsschwingung entspricht, angeordnet ist, und daß parallel zu
dem R-C-Glied eine Diskriminatorschaltung angeschlossen ist, welche bei Absinken
der Spannung am R-C-Glied unter- einen Grenzwert, d.h. bei Auftreten eines Gleich-,
Vlechsel- bzw. Stoßfehlerstromes einen Auslöseimpuls abgibt.
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Nun ist bei dieser Anordnung das Problem gegeben, daß der Summenstromwandler
durch große Stromstöße, die die Magnetisierurg des Summenstromwandlers weit in die
Sättigung treiben, eine Remanenz-Magnetislerung erhält, so daß der Arbeitspunkt
nicht wieder genau zmm Nullpunkt der Magnetisierungskurve zurückkehrt.
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Um dieses Problem zu beseitigen ist vorgeschlagen worden, daß der
Fehlerstrom vom Auswertegerät als Kurvenformänderung des Meßsignals an der Sekundärwicklung
erfaßt wird, wobei das Aus-;wertegerät im fehlerstromfreien Zustand abgeglichen
ist, so daß der Auslöser nicht von einem Auslöseimpuls beaufschlagt wird.
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Alle diese Schaltungsanordnungen sind zum Teil aufwendig und darum
nicht in sehr kleinen Schaltgeräten unterzubringen und zum Teil verhältnismäßig
teuer. Darüber hinaus sind Prinzipien verwirklicht, bei denen Temperatur- oder Alterungseinflüsse
vergleichsweise große Änderungen der Ansprechwerte ergeben.
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Fehlerstromerfassungseinrichtungen für kleine Fehlerströme, z.B.
5 mA stellen ein besonderes Problem dar. Die Erfassung dieser Fehlerströme muß,
da sie als Differenz von verschieden großen Strömen auftreten, mittels Summenstromwandlern
erfolgen; die besten bekannten weichmagnetischen Werkstoffe besitzen noch immer
Koerzitivfeldstrken von mehr als 5 mA/cm. Da die
Summenstromwandler
mit Rücksicht auf die stromführenden Leitungen eines Niederspannungsschalters Bohrungen
von mindestens 10 mm Durchmesser besitzen müssen, ergeben sich für die Summenstromwandler
Eisenwege von mindestens 4 cm. Die der Koerzitivfeldstärke entsprechende Durchflutung
beträgt demnach mehr als 20 mA, d.h. ein mehrfaches der Fehler-Nennströme, die man
eigentlich erfassen möchte.
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Aus dieser Tatsache ergibt sich bei vielen Erfassungseinrichtungen
bereits ein gewisser Nachteil dadurch, daß der Wandlerkern nach Stromstößen, die
beispielsweise bei Schaltvorgängen oder Kurzschlüssen auftreten, nicht in den Nullpunkt,
d.h. den entmagnetisierten Zustand zurückgeht. Infolge der Restmagnetisierung bleibt
der Wandlerkern in einem Arbeitspunkt, der andere übertragungsverhältnisse ergibt.
Die Reproduzierbarkeit einer solchen Einrichtung ist dann- bei sehr kleinen Fehlr-Nennströmen
- zumeist nicht genügend.
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Zur Einstellung des richtigen Arbeitspunktes ist schon vorgeschlagen
worden, den Wandlerkern nach einer Auslösung wieder durch eine besondere Vorrichtung
zu entmagnetisieren.
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Eine solche vorgeschlagene Ausführung ist jedoch ebenfalls verhältnismäßig
aufwendig.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zur Erfassung von
Fehlerströmen verschiedener Stromarten, z.B.
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Wechselstrom, Gleichstrom oder Strömen beliebiger Kurvenform, z.B.
Phasenanschnittsteuerung für sehr kleine Fehlerströme, beispielsweise 5 mA, der
eingangs genannten Art mit einfachem Aufbau zu schaffen, wobei auch gute Konstanz
und etwa gleiche Ansprechempfindlichkeit erzielt werden sollen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die durch die
Vormagnetisierungswicklung erzeugte Vormagnetisierung eine Wechselstrom- und eine
Gleichstromkomponente aufweist.
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Der wesentliche Inhalt der Erfindung besteht darin, daß die steilste
Flanke der Magnetisierungskennlinie zur Erzeugung eines Signals bei Auftreten eines
Fehlerstromes ausgenutzt wird.
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Dieser steilste Teil der Kennlinie wird jeweils durchlaufen, wenn
nach der Umpolung der Durchflutung die Koerzitivfeldstärke erreicht wird. Daher
wird die Vormagnetisierung so eingestellt, daß im fehlerstromfreien Zustand die
Magnetisierung oder der Kraftfluß nur zwischen einem Sättigungswert und einem Wert
pendelt, der etwas unterhalb der Remanenz-Induktion liegt und eine große Steilheit
zwischen Induktion und Feldstärke aufweist. Ein Gleichstrom-Fehlerstrom, der einen
Summenstrom wandler in entgegengesetzter Richtung wie der Gleichstrom-Vormagnetisierungsstrom
durchfließt, ergibt für die Magnetisierung dieses Summenstromwandlers bei Durchlaufen
des Wechselstromvormagnetisierungshöchstwertes eine starke Veränderung, so daß die
Sekundärspannung in der Meßwicklung eine erhebliche Steigerung erfährt, die von
dem nachgeschalteten Verstärker ausgewertet werden kann. Genauere Messungen zeigen
allerdings, daß die größte relative Spannungsänderung dann erreicht wird, wenn die
kombinierte Vormagnetisierungsfeldstärke ungefähr zwischen einem Sättigungswert
und einem Wert etwa der Koerzitivfeldstärke wechselt.
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Zwei Summenstromwandler sind dann zu verwenden, wenn die Fehlerstromerfassung
für Gleichströme beliebiger Polarität ausgeführt werden soll, wobei die Gleichstrom-Vormagnetisierung
jeweils eine andensPolung aufweist.Dadurch wird sichergestellt, daß bei einem Gleichstrom-Fehlerstrom
je nach Stromrichtung der eine oder der andere Summenstromwandler in seiner Sekundärwicklung
eine Spannungserhöhung erfährt. Vorteilhaft ist es, wenn die Spannung jeder Meßwicklung
oder Sekundärwicklung in einem gesonderten Verstärker ausgewertet und bei Überschreiten
der normalen Meßspannung (ohne Fehlerstrom) die Auslösung eines gemeinsamen Auslösemagneten
veranlasst wird. Selbstverständlich kann ein solcher Auslösemagnet entweder als
Arbeitsstromauslöser oder Ruhestromauslöser ausgebildet sein. Ein
Ruhestromauslöser
hat dabei den Vorteil, daß auch bei Störung der Verstärkereinrichtung oder einem
sonstigen Unwirksamwerden der Erfassungsvorrichtung der Fehlerstromschutzschalter
auslöst, so daß eine Gefährdung von Personen in Jedem Falle ausgeschlossen ist.
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Die Erfindung besitzt den Vorteil, daß keine sogenannte "Vorgeschichten-Abhängigkeit"
der Summenstromwandler vorhanden ist, weil jeder Summenstromwandler dauernd einseitig
in den Sättigungsbereich gesteuert wird.
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Bei der erfindungsgemäßen Anordnung ist außerdem der Temperatureinfluß
auf die magnetischen Eigenschaften des Wandlerwerkstoffes sehr gering, da die Höhe
der magnetischen Indurctionswerte keine besonders große Rolle spielt, wenn sich
die Magnetisierungswerte bei Nichtvorhandensein eines Fehlerstromes nur in einem
Teilbereich der Nagnetisierungskurve bewegen.
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Bei Auftreten eines Fehlerstroines wird infolge Durchfahren des mittleren
Bereiches der Magnetisierungskurve stets eine Zunahme der Sekundärspannung in den
Meßwicklungen auftreten, die zum Ansprechen des Verstärkers bzw. des Fehlerstromauslösers
führt.
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Bei Wechselstrom-Fehlerströmen ist die Wirkungsweise sehr einfach,
sofern die Wechselstrom-Fehlerströme ungefähr die gleiche Phasenlage haben wie der
Vormagnetisierungs-Wechselstrom. In diesem Fall addiert sich der Fehlerstrom zum
Vormagnetisierungs-Wechselstrom und bewirkt im Wandler eine Erhöhung der Sekundär-Meßspannung.
Eine solche Wirkungsweise ist bei einpoligen Geräten sehr günstig zu verwenden.
Sie besitzt außerdem den Vorteil, daß gegenüber kapazitiven Ableitströmen die Empfindlichkeit
der Einrichtung verringert ist. Anderenfalls, wenn unterschiedliche Phasenlage erwartet
wird, muß die Vormagnetisierungsfrequenz anders als die Netzfrequenz sein.
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Bei mehrphasigen Fehlerstromschutz schaltern (Drehstrom) darf deshalb
die Vormagnetisierung nicht in dieser Weise aus dem Wechselstromnetz entnommen werden,
da bei entgegengesetzter Phasenlage des Fehlerstromes zur Vormagnetisierung die
Sekundär-Meßspannung lediglich verkleinert werden würde. Für solche Schalter muf3
deshalb eine andere Frequenz für den Vormagnetisierungsstrom gewählt werden, wie
dies an sich schon bekannt ist. Diese Frequenz kann, wie vorn genannt, entweder
nur wenig über 50 Hz liegen, aus praktischen Gründen aus der dritten Oberwelle der
Netzfrequenz gebildet werden,oder auch zur Erfassung sehr kurzer Fehlerstromimpulse
ein mehrfaches der Netzfrequenz, z.B. 1000 Hz betragen.
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Anhand der Zeichnung soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher
erläutert werden. Es zeigt: Fig. 1 eine erfindungsgemäße Anordnung im Prinzip, Fig.
2 die Magnetisierungskurven der beiden Summenstromwandler und 3 sowie den Kurvenverlauf
der Vormagnetisierungs-Durchflutung (ohne und mit Fehlerstrom) und den Verlauf des
Kraft flusses, Fig. 4 den Spannungsverlauf an den beiden Sekundär-Meßwicklungen
der Wandler (ohne Fehlerstrom), Fig. 5 den entsprechenden Spannungsverlauf bei Auftreten
eines Gleichstrom-Fehlerstromes in positiver Richtung, Fig, 6 die Meßspannungen
bei einem Gleichstrom-Fehlerstrom in entgegengesetzter Richtung, Fig. 7 den Verlauf
der Meßspannungen bei einer Anordnung mit einer Vormagnetisierungsfrequenz von 70
Hz und einem Wechselstrom-Fehlerstrom von 50 Hz und Fig. 8 eine-Anordnung für nur
eine Gleichstrom-Fehlerstromrichtung.
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Die Figur 1 zeigt die Fehlerstrom-Erfassungseinrichtung gemäß der
Erfindung. Sie besitzt zwei Summenstromwandler 1 und 2, durch welche die Leiter
3 und 4 einer Netzleitung als Primärwicklungen
hindurchgeführt
sind. In den Leitern 3 und 4 sind Trennkontakte 5 vorgesehen, welche von einem Schaltschloß
6 betätigt werden; auf das Schaltschloß 6 wirkt ein elektromagnetischer Auslöser
7 ein.
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Auf die Summenstromwandler 1 und 2 sind Vormagnetisierungswicklungen
9 und 10 bzw. 11 und 12 aufgebracht, wobei die Wicklungen 9 und 11 und die Wicklungen
10 und 12 jeweils mit einem Generator .13 verbunden sind, dessen Ausgangsklemmen
14 einen Gleichstrom und dessen Ausgangsklemmen 15 einen Wechselstrom erzeugen.
Damit wird der Summenstromwandler 1 über die Wicklung 9 mit Wechselstrom und über
die Wicklung 10 mit Gleichstrom vormagnetisiert; gleiches gilt für den Summenstromwandler
2. Darüber hinaus besitzt der Summenstromwandler 1 eine Meß- oder Sekundärwicklung
16, und der Summenstromwandler 2 eine Meß- oder Sekundärwicklung 17. Die Sekundärwicklungen
16 und 17 sind an einen Verstärker 18 geschaltet, der die Auswertung der in den
Meßwicklungen 16 und 17 induzierten Spannungen übernimmt, d.h. bei Erhöhung der
Spannung über den Normalwert den Auslöser 7 zum Ansprechen bringt.
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Dabei wird der Versterker 18 iiber Leitungen 19 ebenso wie der Generator
13 über Leitungen 20 aus dem Wechselstromnetz gespeist.
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Die Wechselstromwicklungen 9 und 11 liegen - als Wicklungen -in Reihe
und sind dabei auch gleichsinnig um die Summenstromwandler 1 bzw. 2 gewickelt. Die
Gleichstrom-Magnetisierungswicklungen 10 und 12 liegen insoweit ebenfalls in Reihe,
sind aber-gegensinnig gewickelt. Dabei ist die Wicklungsrichtung der Wechselstrom-Vormagnetisierungswicklungen
9 und 11 gleichsinnig mit der "Wicklun'-Richtung der Netzleitungen 3 und 4.
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Die Wechselstrom-Vormagnetisierung ist bei beiden Wicklungen gleich,
während die Gleichstrom-Vormagnetisierung gegensinnig ist.
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Die Wirkungsweise der Anordnung wird anhand der Figuren 2 bis 7 erleiutert.
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Die Figur 2 zeigt ebenso wie die Figur 3 Magnetisierungskurven, d.h.
Kurven, bei denen der Magnetfluß p 1 bzw. 4 2 über der Feldstärke fI aufgetragen
ist4 Es handelt sich um magnetisch weiche Materialien mit einer sehr schmalen Schleife.
Weiterhin zeigen die Figuren 2 und 3 unterhalb der Magnetisierungskurven-Darstellung
den Verlauf einer Vormagnetisierung-Durchflutung v über der Zeit t (Ablauf nach
unten) und zwar bei der Figur 2 # V1 und bei der Figur 3#v2. Zusätzlich ist außerdem
noch der Verlauf der Magnetflüsse aufgetragen; die folgenden Bezugsziffern bezeichnen
die entsprechenden Kurven: t1 = die Magnetisierungakurve des Summenstromwandlers
1, A2 = die des Summenstromwandlers 2; die A ezogellen Linien werden ohne Vorhandensein
von Fehlerstrom durchlaufen.
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B1 = der Verlauf der Magnetisierungs-Durchflutung bzw. der Feldstärke
des Summenstromwandlers 1 über der Zeit und B2 = der Verlauf der Magnetisierungs-Durchflutung
bzw. der Feldstärke für den Summenstromwandler 2.
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C1 = der durch Projektion an der Magnetisierungskurve ermittelte Magnetfluß-Verlauf
im Summenstromwandler 1 und C2 = der durch Projektion an der Magnetisierungskurve
ermittelte Magnetfluß-Verlauf im Summenstromwandler 2.
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Wie man aus den Figuren 2 und 3 erkennt, ist die Vormagnetisierung
so eingestellt, daß sie im Bereich zwischen Sättigung und entgegengesetzter Koerzitivfeldstärke
schwingt: Der Summenstromwandler 1 hat eine Vormagnetisierung zwischen dem Wert
D1 und E1, während der Summenstromwandler 2 zwischen D2 und E2 schwingt. Die Magnetflüsse
haben einen zeitlichen Verlauf nach den Kurven Ci und C2.
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Tritt nun beispielsweise ein Gleichfehlerstrom auf, so ergibt sich
der gestrichelte Verlauf. Dann verlagert sich die Mittellinie der Kurve B1 um den
Wert F, so daß die Durchflutung nunmehr in dem Bereich zwischen D11 und E11 schwingt.
Der Kurvenverlauf der Durchflutung im Summenstromwandler ist nun nicht mehr B1,
sondern B11. Man erkennt, daß hierbei der Magnetfluß im Bereich E, d.h. an der steilsten
Flnie der Kurve A1 eine
erhebliche Spitze aufweist, die durch die
Kurve Cii dargestellt ist. Im Summenstromwandler 2 verschiebt sich die Durchflutungs-Kurve
B2 auf die gestrichelte Kurve B21; der Punkt E2 verschiebt sich zu einen Punkt E21,
was, wie man erkennt, auf den Magnetfluß nach Kurve C2 praktisch keinen Einfluß
hat. Der Ausschlag der Kurve C beträgt G.
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Tritt ein Gleichstrorn-Fehlers-trom in entgegengesetzter Polarität
auf, dann tritt das Phänomen, das vorher am Summenstromlsandler 1 beobachtet wird,
am Summenstromwandler 2 auf, wobei dann die Kurve C2 (nicht dargestellt) eine nach
unten verlaufende Spitze aufweist. Aus den verschiedenen Magnetflußkurven ergeben
sich in den Meßwicklungen 16 und 17 entsprechende Induktionsspannungen. Diese sind
bei Auftreten eines Fehlerstromes, z.B. im Betrag von F, infolge der größeren Magnetflu3«nderung
nach Kurve C11 erheblich großer und reichen dann jeweils zur Auslösung aus, indem
die Spannungsspitzen innerhalb des Verstärkers 15 soweit verstärkt werden, daß der
Auslösemagnet 7 anspricht.
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Die Figuren 4,5 und 6 zeigen dies noch einmal ausführlicher: Figur
4 zeigt den aus den Nagnetflußkurven C1 und C2 durch Induktion entstehenden Spannungsverlauf
im fehlerstromfreien Zustand; die Figur 5 zeigt die entsprechenden Kurven bei Gleichstrom-Fehlerstrom
in einer Polarität gemäß C11 und die Figur 6 die Kurven bei einen Gleichstrom-Fehlerstrom
anderer Polarität. Diese Spannungserhöhungen ergeben sich auch bei kurzen Fehlerstromimpulsen,
sofern diese nur etwa die Dauer einer Vormagnetisierungshalbwelle haben. Bei einer
Vormagnetisierüngsfrequenz von 500 Hz ist dies 1 ms. Für die Erfassung eines Wechselfehlerstromes
mit beliebiger Phasenlage ist grundt satzlich nötig, daß die Wechselstrom-Vormagnetisierung
eine von der Netzfrequenz verschiedene Frequenz aufweist. Sofern sich die Vormagnetisierungsfrequenz
nur in geringem Maß von der Netzfrequenz unterscheidet, treten Schwebungskurven
auf, wie sie in der Figur 7 dargeste]lt sind. Dabei zeigt die obere, dick ausgezogene
Kurve G1 den Verlauf der Spannung in der
Netzwicklung des Sumlaenstro.rnwandlers
1 und die untere Kurve G2 den Verlauf der Spannung der Sekundärwicklung am Summenstromwandler
2. Die Hüllkurve OH1 und C112 liegen so, daß bei einer Ausbauchung am Summenstromwandler
1 eine Verengung am Summenstromwandler 2 auftritt.
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Die Forin der Hüllkurve ist dabei im wesentlichen abhängig von der
Höhe des Fehlerstroms und von dem Frequenzunterschied von Netzfrequenz und Fehlerstromfrequenz.
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Es hat sich herausgestellt, daß mittels der erfindungsgemäßen Vormagnetisierung,
welche zwei voneinander unabhängige Summenstromwandler sowohl mit einer Wechsel-
als auch rnit einer Gleichstrom-Vormagnetisterung beaufschlagt, eine ausreichende
Empfindlichkeit erzielt wird, wobei Wechselfehlerströme bis herunter auf 5 mA ohne
weiteres gemessen werden können. Die Anordnung ist, wie sich ebenfalls herausgestellt
hat, nicht "vorgeschichten--abhängig"; dies ist auf die Art der Vormagnetisierung
zurückzuführen.
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Fig. 8 zeigt eine vereinfachte Ausführung mit nur einem Summenstromwandler,
die ausreicht, sofern nur eine bestimmte Gleichstrom-Polung eines Fehlerstromes
zu erwarten ist. Es gelten die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1; die magnetischen
Verhältnisse entsprechen denen von Fig. 2.