DE2639168A1

DE2639168A1 - Earth resistance monitor for telephone lines - has two potential difference detectors between pairs of isolating capacitors

Info

Publication number: DE2639168A1
Application number: DE19762639168
Authority: DE
Inventors: Karl Ing Formanek
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1976-03-01
Filing date: 1976-08-31
Publication date: 1977-09-08
Also published as: ATA151276A; AT344255B

Abstract

The differential current, earth resistance monitor circuit for telephone lines can be constructed using integrated circuits. The components are protected by being electrically isolated from the lines being monitored. The power supply input terminals of the circuit and the output connected to line are bridged by series-connected pairs of equal capacitors (11, 12, 9, 10). Input and output terminals are connected via equal resistors (7, 8) in each leg. The input pair of capacitors are connected to the output pair via opto-couplers (15, 16) - one in each leg, which act as polarity indicators. One is connected to the set input and the other to the reset input of a bistable (17). The output of the bistable can be used to operate an indicator to show which leg of the monitored line (4, 5) has a change of earth resistance.

Description

Di fferentiaistromauswerteeinrichtungDi fferentiaistromevalwerteinrichtung

Die Erfindung betrifft eine Differentialstromauswerteeinrichtung für Leitungen, insbesondere für auf Erden von Fernsprechleitungen beruhende Signalisierungsverfahren und zur Erdschlußüberwachung von Fernsprechleitungen.The invention relates to a differential current evaluation device for Lines, in particular for signaling methods based on the grounding of telephone lines and for earth fault monitoring of telephone lines.

Es ist in der Schutztechmik bekannt, den Erdschluß von Leitungen mit Hilfe von Differentialschutzrelais anzuzeigen, die den in die Leitung auf der einen Ader einfließenden Strom mit dem auf der anderen Ader zurückfließenden Strom vergleichen und aus einer allfälligen Differenz der Stärken beider Ströme eine Aussage über den Verluststrom und dadurch über die Größe des Erdwiderstandes ermöglichen. Beim Einsatz von elektronischen Bauteilen, beispielsweise in der Fernsprechtechnik, bereitet das unmittelbare Erfassen der beiden Ströme Schwierigkeiten, weil zwischen den beiden Adern der zu überwachenden Leitung oft eine erhebliche Spannungsdifferenz herrscht, die elektronische 3auteile gefährden würde.It is known in the protection technology, the earth fault of lines with Using differential protection relays to indicate the in the line on one Compare the incoming current with the current flowing back on the other core and a statement about a possible difference in the strengths of the two streams allow the leakage current and thereby the size of the earth resistance. At the Use of electronic components, for example in telephone technology, prepares the immediate apprehension of the two currents difficulties because between the two There is often a considerable voltage difference between the cores of the line to be monitored, which would endanger electronic components.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, diese Gefährdung durch galvanische Trennung der elektronischen Bauteile von-der zu überwachenden Leitung zu vermeiden und erzielt dies dadurch, daß die in Bezug auf die Stromflußrichtungen verkehrt gepolten Enden zweier gleich großer, in je eine Ader der zu überwachenden Leitung eingeschalteten Widerstände durch je ein Paar gleich großer, in Serie geschalteter Kondensatoren miteinander verbun- den sind, und daß zwischen die Verbindungsstellen der Kondensatoren beider Kondensatorpaare eine Spannungsdifferenzauswerteeinrichtung eingeschaltet ist.The invention has set itself the task of eliminating this risk galvanic separation of the electronic components from the line to be monitored to avoid and this is achieved by the fact that in relation to the current flow directions Reverse polarity of two ends of the same size, each in one wire of the one to be monitored Line switched on resistors by a pair of equal sized, connected in series Capacitors connected to each other den are, and that between the Connection points of the capacitors of both capacitor pairs a voltage difference evaluation device is switched on.

Als Spannungsdi'Serenzauswerteeinrichtungen eignen sich vorzugsweise zwei gepolte, antiparallel geschaltete Spannungsindikatoren, insbesondere Optokoppler, bei denen Je nach Spannungsrichtung einer der beiden, dessen Polung der auftretenden Polarität der Spannungsdifferenz entspricht, anspricht, wobei der Ausgang des einen an den Setzeingang und der Ausgang des anderen an den Rücksetzeingang einer bistabilen Kippstufe angeschlossen ist.The voltage differential evaluation devices are preferably suitable two polarized, anti-parallel connected voltage indicators, in particular optocouplers, in which, depending on the direction of voltage, one of the two, its polarity is the one that occurs Polarity corresponds to the voltage difference, responds, the output of one to the set input and the output of the other to the reset input of a bistable Flip-flop is connected.

Vorteilhaft ist, daß Jeweils einer der Spannungsindikatoren ein von der Spannungsdifferenz abhängiges Ausgangssignal liefert, da Beginn und Ende eines Erdschlusses bedingt durch die Umladevorgänge an den Kondensatoren als Impulsinformation gekennzeichnet sind, wodurch Störspannungen bzw. Potentialanhebungen die Funtstionsweise nicht beeinträchtigen. Von Vorteil ist auch, daß, dadurch daß der Ausgang des einen Spannungsindikators an den Setzeingang und der Ausgang des anderen Spannungsindikators an den Rücksetzeingang der bistabilen Kippstufe angeschlossen ist, eine Aussage über den Zustand der Leitung bezüglich Erdschluß gegeben ist und somit als digitales Signal bzw. Dauerkennzeichen zur weiteren oft benötigten Informationsverarbeitung zur Verfügung steht.It is advantageous that in each case one of the voltage indicators is one of the voltage difference dependent output signal, since the beginning and end of a Ground fault caused by the recharging processes on the capacitors as pulse information are marked, whereby interference voltages or potential increases the way of functioning not affect. It is also advantageous that, in that the output of the one Voltage indicator to the set input and the output of the other voltage indicator is connected to the reset input of the bistable multivibrator, a statement is given about the state of the line with respect to earth fault and thus as digital Signal or permanent identifier for further information processing that is often required is available.

Ein Ausfüiwungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing.

Uber die Adern 1, 2 einer Speiseleitung wird ein Verbraucher 3 von einer Spannungsquelle (+ , -) gespeist. Zur Anzeige eines allfälligen Erdschlusses der Adern 1 oder 2, symbolisiert durch die strichliert eingezeichneten Widerstände 4 bzw. 5, dient ein vorzugsweise in integrierter Schaltkreistechnik ausgeführter Baustein 6, der einen in die Ader 1 eingeschalteten Widerstand 7 sowie einen in die Ader 2 eingeschalteten Widerstand 8 gleichen Widerstandswertes enthält.Via the wires 1, 2 of a feed line, a consumer 3 of fed by a voltage source (+, -). To display a possible earth fault of wires 1 or 2, symbolized by the resistances shown in dashed lines 4 or 5, a preferably implemented in integrated circuit technology is used Block 6, which has a resistor 7 connected to wire 1 and an in the wire 2 switched on resistor 8 equal Resistance value contains.

Die Richtungen der durch die Widerstände 7 und 8 fließenden Ströme sind durch Pfeile angedeutet. Die in Bezug auf die Stromflußrichtungen verkehrt gepolten Enden der Widerstände 7 und 8 sind durch je ein Panr gleich großer, in Serie geschalteter Kondensatoren 9 und 10 bzw. 11 und 12 miteinander verbunden. Die nicht mit den Widerständen 7, 8 verbundenen Enden der Kondensatoren 9 und 10 sind mittels einer Verbindungsleitung 13 miteinander verbunden und in analoger Weise verbindet eine weitere Verbindungsleitung 14 die Kondensatoren 11 und 12.The directions of the currents flowing through the resistors 7 and 8 are indicated by arrows. Which is reversed with regard to the directions of current flow polarized ends of the resistors 7 and 8 are each equal in size due to a panr, in Series of switched capacitors 9 and 10 or 11 and 12 connected to one another. The ends of the capacitors 9 and 10 not connected to the resistors 7, 8 are connected to one another by means of a connecting line 13 and in an analogous manner Another connecting line 14 connects the capacitors 11 and 12.

Beim Anlegen der Versorgungsspannung (+ , -), laden sich die Kondensatoren auf, wobei infolge gleicher Kapazitätswerte der je weils in Serie geschalteten Kondensatoren 9 und 10 bzw. 11 und 12 sowie gleicher Widerstandswerte der Widerstände 7 und 8, keine Potentialdifferenz zwischen den Leitungen 13 und 14 auftritt und somit kein Indikator ansprechen kann. Das Schließen des Speisestromkreises des Verbrauchers 3 hat auf die Potentialverhältnisse zwischen den Leitungen 13 und 14 keinen Einfluß.When the supply voltage (+, -) is applied, the capacitors are charged on, whereby due to the same capacitance values of the capacitors connected in series each Weil 9 and 10 or 11 and 12 as well as the same resistance values of resistors 7 and 8, no potential difference occurs between lines 13 and 14 and thus no Indicator can respond. Closing the supply circuit of the consumer 3 has no influence on the potential relationships between lines 13 and 14.

Durch einen Erdschluß an der zum Verbraucher 3 führendenLeitung 1, 2 verringert bzw. erhöht sich der durch die Widerstände 8 bzw. 7 fließende Strom, da jeder Erdschluß einen Nebenschluß zu Widerstand 8 bildet. Die damit verbundene Änderung der Spannungsabfälle an den Widerständen 7 und 8 erzwingt eine Ladungsänderung der Kondensatoren 9 und 10, wodurch die Leitung 13 bis zur Beendigung der Ladungsänderung positiver als Leitung 14 ist.Due to a ground fault on line 1 leading to consumer 3, 2 the current flowing through the resistors 8 or 7 increases or decreases, since every earth fault forms a shunt to resistor 8. The Associated Changing the voltage drops across resistors 7 and 8 forces a change in charge the capacitors 9 and 10, whereby the line 13 until the end of the charge change is more positive than line 14.

Indikator 15 beispielsweise erkennt die Potentialdifferenz und bewirkt zum Beispiel das Setzen der Kippstufe 17.Indicator 15, for example, recognizes the potential difference and causes it for example setting the flip-flop 17.

Beim Aufheben des Erdschlusses werden an den Widerständen 7 und 8 wieder jene Potentialverhältnisse die vor dem Erdschluß gehcrrscht haben, auftreten, wobei durch die damit verbundene Ladungsänderung der Kondensatoren 9 und 10 die Leitung 13 negativer als die Leitung 14 wird und Indikator 16 auf diese Potentialdifferenz ansprechend, das Rücksetzen der Kippstufe 17 bewirkt. Die logischen Zustände der Kippstufe 17 werden auf eine nicht näher dargestellte Weise signalisiert oder ausgewertet.When the earth fault is canceled, resistors 7 and 8 the potential conditions that prevailed before the earth fault occur again, whereby by the associated change in charge of the capacitors 9 and 10 the Line 13 becomes more negative than line 14, and indicator 16 shows this potential difference responsive, the resetting of the flip-flop 17 causes. The logical ones conditions the flip-flop 17 are signaled or in a manner not shown evaluated.

2 Patentansprüche 1 Figur L e e r s e i t e2 claims 1 figure L e r s e i t e

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Differential current display device for lines, in particular for signaling methods based on earthing telephone lines and for earth fault monitoring of telephone lines, d u r c h e k e n n n it is noted that the ends with the wrong polarity in relation to the directions of current flow two of the same size, each connected to one wire of the line to be monitored Resistances by a pair of capacitors of the same size connected in series are interconnected, and that between the connection points of the capacitors a voltage difference evaluation device switched on for both capacitor pairs is.

2. Device according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the voltage difference evaluation device has two polarized anti-parallel switched voltage indicators, in particular optocouplers, in which each according to voltage direction one of the two, its polarity the occurring polarity corresponds to the voltage difference, the output of the one to the Set input and the output of the other to the reset input of a bistable Flip-flop is connected.