DE2723019A1

DE2723019A1 - Schaltungsanordnung zur ueberwachung des isolationszustandes von gleichspannungsnetzen

Info

Publication number: DE2723019A1
Application number: DE19772723019
Authority: DE
Inventors: Heino Weutscheck
Original assignee: Hartmann and Braun AG
Current assignee: ABB Training Center GmbH and Co KG
Priority date: 1977-05-21
Filing date: 1977-05-21
Publication date: 1978-11-30

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Über-
wachung des Isolationszustandes von Gleichspannungsnetzen mit zwischen den Netz leitern und einem erdsymmetrischen Punkt eingeschalteten hochohmigen Ankoppelwiderständen, bei der eine im Fehlerfall auftretende Verlagerungsspannung ein Ansprechen von Melde- oder Abschalteinrichtungen herbeiführt.
Derartige Schaltungsanordnungen sind bekannt (AEG-Katalog GR-HGS 1.1/10.76, Seiten 3/6 - 3/9; ETZ-B 1977, Heft 4, Seiten 125 - 127 und 129 - 130). Bei den bekannten Schaltungsanordnungen erfolgt die Messung von Verlagerungsspannungen durch Spannungsrelais. Andererseits ist auch eine Messung des in einem einpoligen Fehler fall über einen der Ankoppelwiderstände fließenden Stromes möglich.
Bei den bekannten Schaltungsanordnungen ist als nachteilig anzusehen, daß das Meßergebnis von der Höhe der momentanen Netzgleichspannung abhängig ist, so daß ein Einsatz eigentlich nur in Netzen mit annähernd konstanter Spannung infrage kommt. Außerdem erfolgt in jedem Fall nur eine qualitative Meldung, obwohl auch eine selektive Anzeige des fehlerbehafteten Netzleiters wünschenswert wäre.
Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, eine einfache Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, deren Meßprinzip von der Höhe der Netzspannung unabhängig ist, die eine selektive Anzeige des fehlerbehafteten Leiters liefert und bei der eine Überprüfung der Betriebsbereitschaft auch bei Netzspannungsausfall durchführbar ist.
Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Ankoppelwiderstände als Spannungsteiler ausgeführt sind, deren Anzapfungen erste Eingänge von Triggerstufen belegen, daß zwischen den Netz leitern weitere Widerstände eingeschaltet sind, die den zweiten Eingängen der Triggerstufen die jeweils um einen Anteil verminderte Spannung der Netzleiter zuführen und daß jeder Triggerstufe ein Hilfsrelais nachgeschaltet ist.
Ein Ausführungsbeispiel ist im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Schaltbildes näher erläutert.
Es sind mit L +, L die Leiter eines Gleichspannungsnetzes bezeichnet. Mit R1, R1, R2, R2, R3, R3, R4, R4, Rist+, R. -lSO sind Widerstände bezeichnet. Die Schaltungsanordnung enthält ferner zwei als Triggerstufen arbeitende Differenzverstärker V, V', die ihrerseits mit Hilfsrelais H, H' verbunden sind; die Hilfsrelais weisen Umschaltkontakte h, ' auf. Ein erdsymmetrischer Punkt der Schaltungsanordnung trägt die Bezeichnung E.
Die aufgeführten Bauelemente sind wie folgt zusammengeschaltet: Zwischen den Leitern L+, L liegt die Reihenschaltung der Widerstände R1, R2, R1, R2, die jeweils zu Spannungsteilern zusammengeschaltet sind. Zwischen den Spannungsteilern R1, R2 und R1, R2 liegt der Punkt E.
Die Anzapfungen der Spannungsteiler R1, R2 und R;, R2 sind jeweils mit ersten Eingängen von Differenzverstärkern V, V' verbunden. In entsprechender Weise bilden die Widerstände R3, R4, R3, R4 Spannungsteiler, deren Anzapfungen mit den zweiten Eingängen der Differenzverstärker V, V' in Verbindung stehen.
Die Schaltungsanordnung zeichnet sich durch folgende Wirkungsweise aus: Im störungsfreien Betrieb fallen an den Spannungsteilern R1, R2 und R1 R2 gleich große Spannungen ab, so daß der Punkt E potentialmäßig in der Mitte zwischen den Leiter spannungen des zu überwachenden Gleichspannungsnetzes liegt. Die Spannungsteiler R1, R2 und R1, R2 sind nicht nur in ihrer absoluten Größe, sondern auch in ihrem Teilerverhältnis R1 : R2, R1 : R2 gleich.
An den Anzapfungen der Spannungsteiler R3, R4 und R3, R4, die ihrerseits bezüglich ihrer Größe und ihrer Teilerverhältnisse R3 : R4, R31 : R4 gleich sind, entstehen Spannungen, die um einen bestimmten Anteil (beispielsweise 5%) von den Spannungen der Netz leiter L+, L abweichen. Beide Differenzverstärker V,V' sind in diesem Betriebszustand invertierend belegt und liefern Ausgangssignale, die definierte Schaltzustände der Hilfsrelais H, H' herbeiführen.
Erfolgt nun durch einen Isolationsfehler eine Verkleinerung des Isolationswiderstandes Rist+, der parallel zum Spannungsteiler R1, R2 geschaltet ist, so sinkt die Spannung am Spannungsteiler R1, R2. Gleichzeitig steigt das Potential an der Anzapfung des Spannungsteilers R1, R2 an. Unterschreitet der Isolationswiderstand R. + einen 150 im wesentlichen durch das Teilerverhältnis R : R4 vorgegebenen Mindestwert, so invertiert das Ausgangssignal des Differenzverstärkers V. Das Hilfsrelais H schaltet nun um und steuert über seinen Umschaltkontakt h nachgeschaltete Melde- oder Abschalteinrichtungen an. Bei dieser Betrachtung ist vorausgesetzt, daß der Isolationswiderstand R. - seine 150 ursprüngliche Größe beibehält. Die Funktionsweise der Schaltungsanordnung bei einer Verkleinerung des Isolationswiderstandes R. - entspricht den vorstehenden Ausführungen.
150 Die beschriebene Schaltungsanordnung weist insbesondere den Vorteil auf, daß Schwankungen der Netzgleichspannung UN keinerlei Einfluß auf die Auslöseschwelle haben, da sich in einem solchen Fall alle Eingangssignale der Differenzverstärker V, V' gleichmäßig verändern.
Um die Funktionsfähigkeit der Schaltungsanordnung zu prüfen, sind den Widerständen R1, R1 Prüftaster b, b' parallelgeschaltet, die bei Betätigung einen unzulässig niedrigen Isolationswert (Erdschluß) simulieren. Da die Ausgangssignale der Differenzverstärker V, V' beim Ausfall der Netzgleichspannung UN unbestimmt sind, ist es zweckmäßig, einem Verstärkereingang ständig ein zusätzliches Gleichspannungssignal zuzuführen, das beim Netzspannungsausfall für definierte Ausgangssignale der Differenzverstärker V, V' sorgt und darüber hinaus noch eine Funktionsprüfung der Schaltungsanordnung in diesem Betriebszustand ermöglicht.
Ferner ist es als vorteilhaft zu bezeichnen, daß stets eine selektive Anzeige des fehlerbehafteten Netzleiters (L+, L ) erfolgt.
L e e r s e i t e

Claims

Schaltungsanordnung zur Überwachung des Isolationszustandes von Gleichspannungsnetzen Ansprüche: Schaltungsanordnung zur Überwachung des Isolationszustandes von Gleichspannungsnetzen mit zwischen den Netz leitern und einem erdsymmetrischen Punkt eingeschalteten hochohmigen Ankoppelwiderständen, bei der eine im Fehlerfall auftretende Verlagerungsspannung ein Ansprechen von Melde-oder Abschalteinrichtungen herbeiführt, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankoppelwiderstände als Spannungsteiler (R1, R2 und R1, R2) ausgeführt sind, deren Anzapfungen erste Eingänge von Triggerstufen (V, V') belegen, daß zwischen den Netz leitern (L+, L ) weitere Widerstände (R3, R4, R3, R4) eingeschaltet sind, die den zweiten Eingängen der Triggerstufen (V, V') die jeweils um einen Anteil verminderte Spannung der Netzleiter (L+, L ) zuführen und daß jeder Triggerstufe (V, V') ein Hilfsrelais (H, H') nachgeschaltet ist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den Spannungsteilern (R1, R2 und R1, R2) Prüftaster (b, b') parallelgeschaltet sind.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Triggerstufen (V, V') als Differenzverstärker ausgeführt sind und daß einem Eingang jedes Differenzverstärkers ein zusätzliches Gleichspannungssignal zugeführt ist.