DE2605672A1 - Earth connection current or fault determination - in AC systems uses current transformer and current measuring instrument - Google Patents

Earth connection current or fault determination - in AC systems uses current transformer and current measuring instrument

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    • G01R27/18—Measuring resistance to earth, i.e. line to ground

Abstract

Faulty or earth connection current determination in AC systems uses current transformer and current measuring instrument. A resistance system dependent on voltage is arranged between the current transformer (1) and current measuring instrument. It consists of a rectifier bridge (2), a Zener diode (3), a limiting resistor (RB) and a smoothing circuit. The secondary voltage of the transformer (1) is across the first terminals (A, B). If the secondary voltage is caused by a low primary current after rectification in the rectifier bridge (2), voltage lower than the Zener voltage of the diode is across the second terminals (C, D). A voltage approx. proportional to the secondary voltage is connected across the third terminals (E, F).

Description

Vorrichtung zum Beststellen eines elektrischen StronesDevice for determining an electrical current

Die Erfindung betrifft eine gegen Uberspannung geschützte Vorrichtung zum Feststellen und gegebenenfalls Messen eines elektrischen Wechselstromes, ohne galvanisch leitende Verbindung mit dem stromführenden System und ihre Verwendung zur Ermittlung von Fehlerströmen und Erdschlüssen.The invention relates to a device protected against overvoltage for determining and, if necessary, measuring an electrical alternating current, without Galvanically conductive connection with the current-carrying system and its use for determining fault currents and earth faults.

Ein bekanntes Verfahren zur Messung elektrischer Wechselströme ist das Messen nach dem Stromwandlerprinzip. Bei diesem Verfahren umgibt man einen elektrischen Leiter, in dem ein Wechselstrom fließt mit einem Esenkern, auf den eine Spule gewickelt ist. In der Spule wird dann eine Spannung induziert, die einen Strom verursacht, der seinerseits ein Maß für den Strom im ersten leiter ist.A well-known method for measuring alternating electrical currents is measuring according to the current transformer principle. This procedure involves surrounding an electrical one Conductor in which an alternating current flows with a core on which a coil is wound is. A voltage is then induced in the coil, which causes a current which in turn is a measure of the current in the first conductor.

Dieses Verfahren funktioniert nur einwandfrei, wenn der in der Spule fließende Strom groß genug ist, um die magnetische Sättigung des Eisens zu verhindern. Praktisch bedeutet dies, daß man ein Meßinstrument mit geringem Innenwiderstand benutzen muß, so daß sich die Anordnung nur zum Messen großer Ströme eignet.This procedure only works properly when the in the coil the current flowing is large enough to prevent the iron from magnetic saturation. In practice this means that you have a measuring instrument with low internal resistance must use, so that the arrangement is only suitable for measuring large currents.

Praktisch benutzt man für diese Art der Messung eine Stromwandlerzange. Sie stellt letztlich einen Eisenkern mit Spule dar, der sich seitlich öffnen läßt, so daß er über einen stromführenden Leiter oder ein Leiterbündel geschoben werden kann.In practice, a current transformer clamp is used for this type of measurement. It ultimately represents an iron core with a coil that can be opened laterally, so that it can be pushed over a live conductor or a bundle of conductors can.

In einem einzelnen Leiter wird so der dort fließende Strom gemessen, in einem Leiterbündel die (geometrische) Summe der Ströme. The current flowing there is measured in a single conductor, the (geometric) sum of the currents in a conductor bundle.

Beispielsweise kann man in einem Dreileiterdrehstromsystem den Differenzstrom finden und in einem System aus Außenleiter und Innenleiter (ohne Schutzleiter) den Erdschlußstrom oder Fehlerstrom, der dem hier gemessenen Differenzstrom gleich sein muß. For example, you can use the differential current in a three-wire three-phase system and in a system of outer conductor and inner conductor (without protective conductor) the Earth fault current or fault current which is equal to the differential current measured here got to.

Aufgabe der Erfindung ist eine Meßvorrichtung unter Benutzung des Stromwandlerprinzips anzugeben, mit der sich kleine Ströme in We chs elstromsystemen, insbesondere kleine Fehlerströme zuverlässig feststellen lassen und das gleichzeitig große Fehl erströme ohne Beschädigung verträgt. Mit einer üblichen Meßvorrichtung nach dem Stromwandlerprinzip, z.B. einer Stromwandlerzange, ist dies nicht zu erreichen; denn zur Messung eines kleinen Stroms im primären Leiter ist auf der Sekundärseite ein Meßinstrument mit hohem Innenwiderstand erforderlich. Wird ein so beschaffenes Gerät aber mit einem hohen Primärstrom belastet, dann treten aufgrund der magnetischen Sättigung des Eisenkerns Spannungsspitzen auf, die das Gerät zerstören. The object of the invention is a measuring device using the Specify the current transformer principle with which small currents in alternating current systems, In particular, allow small fault currents to be reliably detected and that at the same time tolerates large fault currents without damage. With a conventional measuring device according to the current transformer principle, e.g. a current transformer clamp, this cannot be achieved; because to measure a small current in the primary conductor is on the secondary side a measuring instrument with high internal resistance is required. Will be one of those If the device is loaded with a high primary current, then it occurs due to the magnetic Saturation of the iron core. Voltage peaks that destroy the device.

Gegenstand der Erfindung ist somit eine Vorrichtung zum Feststellen von kleinen Strömen, insbesondere Fehlerströmen, oder Erdschlußströmen in elektrischen Wechselstromsystemen aus einem Stromwandler und einem Strommeßgerät, die gekennzeichnet ist durch die Anordnung eines spannungsabhängigen Widerstandssystems zwischen Stromwandler und Strommeßgerät, das aus einer Gleichrichterbrücke, einer Zehnerdiode, einem Begrenzungswiderstand undeiner Glättungsschaltung besteht. The invention therefore relates to a device for locking of small currents, especially fault currents, or earth fault currents in electrical AC systems consisting of a current transformer and an ammeter, which are marked is due to the arrangement of a voltage-dependent resistance system between the current transformer and ammeter consisting of a rectifier bridge, a Zener diode, and a limiting resistor and a smoothing circuit.

Der Stromwandler ist bevorzugt als Wandlerzange ausgebildet.The current transformer is preferably designed as a transformer clamp.

Als Strommeßinstrument kann im Prinzip jedes Meßgerät mit hohem Innenwiderstand benutzt werden, beispielsweise läßt sich ein besonders robustes Inzeigegerät mit dem integrierten Baustein "UAA 170g' der Siemens AG aufbauen. In diesem an sich bekannten gerät leuchten als Anzeigeeinrichtung eine Reihe von Leuchtdioden nacheinander auf. Das Gerät hat einen hohen Eingangswiderstand und ist unempfindlich, weil keine mechanisch bewegten Teile enthält. In principle, any measuring device with a high internal resistance can be used as a current measuring instrument can be used, for example, a particularly robust display device can be used the integrated module "UAA 170g 'of Siemens AG build. In This known device illuminates a number of light emitting diodes as a display device one after the other. The device has a high input resistance and is insensitive, because it does not contain any mechanically moving parts.

Das spannungsabhängige Widerstandssystem wird durch die Schaltung gemäß Figur (1) dargestellt. In der Figur bedeuten (1) einen Stromwandler (Wandlerzange), (RB) einen Begrenzungswiderstand, (2) eine Gleichrichterbrücke, (3) eine Zenerdiode, (4) einen Tiefpaß, (5) das Strommeßgerät, CA - F) sind Elemaen.The voltage dependent resistance system is created by the circuit shown in Figure (1). In the figure, (1) denotes a current transformer (transformer clamp), (RB) a limiting resistor, (2) a rectifier bridge, (3) a zener diode, (4) a low-pass filter, (5) the ammeter, CA - F) are elements.

An den klemmen (A) und (B) liegt die Sekundärspannung des Wandlers. Ist diese Sekundärspannung durch einen kleinen Primärstrom verursacht, dann liegt nach der Gleichrichtung in (2) an (C) und (D) eine kleinere Spannung als die Zenerspannung der Diode. An (E) und (F) findet sich eine Spannung, die etwa proportional der Spannung an (A) und (B) ist. Der entsprechende Strom kann in einem MeBinstrument mit hohen Innenwiderstand gemessen werden, da es sich um einen kleinen Strom handelt.The secondary voltage of the converter is applied to terminals (A) and (B). If this secondary voltage is caused by a small primary current, then it is after the rectification in (2) at (C) and (D) a lower voltage than the Zener voltage the diode. At (E) and (F) there is a voltage that is roughly proportional to the voltage at (A) and (B). The corresponding current can be measured in a measuring instrument with high Internal resistance can be measured because it is a small current.

Wird nun an die Klemmen (A) und (B) die Sekundärspannung eines Stronwandlers gelegt, die durch einen hohen Primärstrom verursacht wird, dann sind dieser Spannung Spannungsspitzen überlagert, die das Gerät zerstören würden, wenn nicht an (C) und (D) nun eine höhere Spannung als die Zenerspannungder Diode auftreten würde. Dadurch wird die Diode leitend, der gesamte Widerstand der Anordnung sinkt in der Folge, daß der Strom erhöht wird und daß die Spannungsspitzen der Sekundärspannung verschwinden.The secondary voltage of a current converter is now applied to terminals (A) and (B) placed, which is caused by a high primary current, then these are voltage Superimposed voltage peaks that would destroy the device if not at (C) and (D) a higher voltage than the Zener voltage of the diode would occur. Through this the diode becomes conductive, the total resistance of the arrangement decreases as a result, that the current is increased and that the voltage peaks of the secondary voltage disappear.

Im Effekt paßt also die Anordnung automatisch ihren Widerstand dem auf der Sekundärseite erforderlichen Strom an.In effect, the arrangement automatically adapts its resistance to this current required on the secondary side.

Claims (1)

Patentanspruch: Vorrichtung zum Feststellen von kleinen Strömen, insbesondere Fealerströmen, oder Erdschlußströmen in elektrischen Wechselstromsystemen aus einem Stromwandler und einem Strommeßgerät, gekennzeichnet durch die Anordnung eines spannungsabhängigen Widerstandsystems zwischen Stromwandler und Strommeßgerät, das aus einer Gleichrichterbrücke, einer Zenerdiode, einem Begrenzungswiderstand und einer Glättungsschaltung besteht.Claim: Device for determining small currents, in particular Fealer currents, or earth fault currents in electrical AC systems from one Current transformer and an ammeter, characterized by the arrangement of a voltage-dependent Resistance system between the current transformer and the ammeter, which consists of a rectifier bridge, a zener diode, a limiting resistor and a smoothing circuit.
DE19762605672 1976-02-13 1976-02-13 Earth connection current or fault determination - in AC systems uses current transformer and current measuring instrument Pending DE2605672A1 (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0825449A1 (en) * 1996-08-19 1998-02-25 Siemens Aktiengesellschaft Current measuring method and device
WO2014014545A1 (en) * 2012-07-20 2014-01-23 Eaton Corporation Method and apparatus of sensing and indicating an open current transformer secondary

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