DE2813115A1

DE2813115A1 - Overvoltage protection of phase and neutral lines - is for LV distribution system and operates with lamp indication of state

Info

Publication number: DE2813115A1
Application number: DE19782813115
Authority: DE
Inventors: Rudolf Schiesser
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-03-25
Filing date: 1978-03-25
Publication date: 1979-09-27

Abstract

Each phase (R, S, T) and the neutral(Mp) are connected to a common rail (28) through spark gaps (16, 18, 20, 56) and fuses (22, 24-26, 58). Should an over -voltage occur it is limited by the spark gaps and, dependant upon current, the associated fuse may operate. A system of indicating lamps (36, 38, 40, 52) shows the circuit state. All lamps ON indicates all circuits made and healthy. Loss of a lamp, when not due to lamp failure, indicates operation of a spark gap with power or loss of a main fuse (10, 12, 14). The neutral is also protected against over voltages.

Description

Schaltungsanordnung zum Schutz von Mehrphasennetzen Circuit arrangement for the protection of multi-phase networks

und Verbraucheranlagen gegen Ub er spannungen. and consumer systems against overvoltage.

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Schutz von Mehrphasennet zen und Verbraucheranlagen gegen tffberspannungen.The invention relates to a circuit arrangement for protecting polyphase networks zen and consumer systems against voltage surges.

Derartige Schaltung sanordnungen sollen Mehrphasennetze und Verbraucheranlagen sowie über spannungs empfindliche Geräte vor Ube r spannungen von äußeren Spannungsfeldern und vor Überspannungen von inneren Schaltvorgängen schützen. Äußere Überspannungen können durch Blitzschlag oder Wetterleuchten herrühren. Insbesondere sollen Geräte der Unterhaltungselektronik sowie der Industrieelektronik, dort insbesondere Elektronikschränke, komplizierte Heizungs- und Klimaanlagen oder elektronische Geräte im Haushalt geschlitzt werden. Ein besonderes Problem besteht besteht bei Rauch- oder Feuermeldeanlagen. Dort ist ein Schutz der Einrichtung gegen Überspannungen besonders notwendig, da bei Ausfallen einzelner Geräte im Schadens falle hohe Schäden im Anlagen system auftreten können.Such circuit arrangements are intended to be multi-phase networks and consumer systems as well as over voltage-sensitive devices against overvoltages from external stress fields and protect against overvoltages from internal switching processes. External surges can be caused by lightning strikes or flashes of weather. In particular, devices should consumer electronics as well as industrial electronics, especially electronic cabinets, slotted complicated heating and air conditioning systems or electronic devices in the household will. There is a particular problem with smoke or fire alarm systems. Protection of the device against overvoltages is particularly necessary there If individual devices fail in the event of damage, there is high damage to the plant system may occur.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der auf einfache Weise eine Uberwachung bzw. ein Schutz gegen Uberspannungen erzielt werden kann.The object of the invention is to provide a circuit arrangement of the initially mentioned to create mentioned type, with which in a simple way a monitoring or a Protection against overvoltages can be achieved.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an jeder Phasenleitung und gegebenenfalls in der Nulleitung je ein Uberspannungsableiter angeschlossen ist, deren Ausgangsseiten miteinander an die genullte Erdleitung (Schutzmaßnahme moderne oder klassische Nullung), der Erdleitung (Schutzmaßnahme Schutzerdung) oder direkt an Erde angeschlossen sind.This object is achieved according to the invention in that on each phase line and, if necessary, one surge arrester each connected in the neutral line whose output sides are connected to the zeroed earth line (protective measure modern or classic zeroing), the earth line (protective measure protective earthing) or are connected directly to earth.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung geht dahin, daß an jedem Phasenleiter eine Kontrollampe angeschlossen ist, wobei gegebenenfalls vor jeder Kontrollampe jeweils ein Vorwiderstand angeschlossen ist.A particularly advantageous embodiment of the invention is as follows: that a control lamp is connected to each phase conductor, where appropriate a series resistor is connected in front of each control lamp.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen einem der Phasenleiter und der Erde eine weitere Kontrollampe, ebenfalls wieder mit einem Vorwiderstand bestückt, vorgesehen.In a further embodiment of the invention is between one of the Phase conductor and earth another control lamp, also again with one Series resistor equipped, provided.

Als Uberspannungsableiter kann ein solcher Uberspannungsableiter verwendet werden, der in seinem Gehäuse neben der Funkenstrecke und den spannungsabhänigen Widerständen auch noch eine Sicherung aufweist, deren Ansprechen durch einen Signalknopf innerhalb einer Plexiglasabdeckung kenntlich gemacht wird. Ein derartiger Uberspannungsableiter kann im Handel erworben werden. Er wird beispielsweise von der Firma Dehn & Söhne 8500 Nürnberg, Rennweg 11 bis 15 (VA 280, Bestell-Nr. 900 280) vertrieben.Such a surge arrester can be used as a surge arrester in its housing next to the spark gap and the voltage-dependent Resistors also has a fuse whose response by a signal button is identified within a plexiglass cover. Such a surge arrester can be purchased in stores. It is used, for example, by the company Dehn & Sons 8500 Nuremberg, Rennweg 11 to 15 (VA 280, order no. 900 280).

Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung ist folgendermaßen: Im Normalzustand, d h., wenn keine Uberspannung ansteht, leuchten alle vier Kontrollampen und die Signalknöpfe an den Uberspanngsableitern befinden sich innerhalb der Plexiglasabdeckung in "ein" - Zustand. Wenn die Kontrollampen brennen, dann bedeutet dies, daß auf den einzelnen Phasenleitern Netz-Spannung ansteht. Erlischt eine der -Kontrollampen, dann kann entweder ein Lampendefekt vorhanden sein oder auf der Phasenleitung steht keine Spannung mehr an. Ist zusätzlich ein Signalknopf herausgesprungen, dann bedeutet dies, daß die Sicherung im Uberspannungsableiter angesprochen hat und daß nunmehr der Überspannungsableiter zu ersetzen ist. Ist die zwischen dem Außenleiter (Phase T) und der Erde vorgesehene Kontrolleuchte erloschen und ist gleichzeitig auch der Signalknopf des Uberspannungsableiters für den Nulleiter herausgesprungen, so wird damit signalisiert, daß bei der Schutzmaßnahme Schutzerdung sowohl die Erdungsleitung als auch die Erdungsleitung mit einem zusätzlichen Schutzleiter nicht mehr mit dem netzseitigen Mittelpunktleiter oder Nulleiter in Verbindung steht.The mode of operation of the circuit arrangement is as follows: In the normal state, i.e., if there is no overvoltage, all four control lamps and the light up Signal buttons on the surge arresters are located inside the plexiglass cover in "on" state. If the control lights are on, it means that they are on mains voltage is present in the individual phase conductors. If one of the indicator lamps goes out, then either a lamp defect may be present or on the There is no longer any voltage in the phase line. If a signal button has also popped out, then this means that the fuse in the surge arrester has responded and that now the surge arrester has to be replaced. Is that between the Outer conductor (phase T) and the control lamp provided for earth go out and is at the same time the signal button of the surge arrester for the neutral conductor popped out, in this way it is signaled that the protective earth and the earth wire as well as the grounding line with an additional protective conductor no longer with the network-side center conductor or neutral conductor is connected.

Ist die zwischen dem Außenleiter (Phase T) und der Erde vorgesehene Kontrolleuchte erloschen, so is\t jeweils der Nulleiter in der Zuleitung und in der Verbraucherleitung bei der SchutzmaßnahmeNullung unterbrochen. Ist wiederum die gleiche Kontrollampe erloschen und die drei Und bedingungen: Unterbrechung des Mp-Stranges in der Zuleitung, Unterbrechung in der Verbraucherleitung und Auslösung der Sicherung im tSberspannungsableiter, erfüllt, so wird dies zusätzlich durch den Signalknopf "aus" des dazugehörigen ttberspannung sableiters signalisiert. Dabei ist vorauszusetzen, daß bei keinem der angeschlossenen Verbraucher der Ubergangswiderstand mit dem Erdungswiderstand addiert Null bzw. kleiner oder gleich der Betriebsschutzerdung 2 n ist.Is the one provided between the outer conductor (phase T) and earth The control lamp goes out, so the neutral conductor is in the supply line and in the consumer line interrupted during the protective measure zero. Is in turn the same control lamp went out and the three And conditions: interruption of the Mp strand in the supply line, interruption in the consumer line and tripping the fuse in the surge arrester is fulfilled, this is additionally carried out by the signal button "off" of the associated overvoltage arrester signals. Included it is to be assumed that none of the connected consumers have the transition resistance with the earth resistance added zero or less than or equal to the operational protective earth 2 n is.

An Hand der einzigen in der Zeichnung dargestellten Figur soll ein Ausführung sbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung näher erläutert und beschrieben werden.On the basis of the only figure shown in the drawing, a Exemplary embodiment of the circuit arrangement according to the invention explained in more detail and to be discribed.

In der Figur ist ein Dreiphasennetz mit den einzelnen Phasenleitern R, S und T dargestellt. Zusätzlich ist der Nulleiter Mp eingezeichnet, Die drei Phasenleiter R, S und T sind mittels Hauptsicherungen 10, 12 und 14 abgesichert, welche auf einen Kurzschlußstrom ansprechen können.In the figure is a three-phase network with the individual phase conductors R, S and T shown. In addition, the neutral Mp is shown, the three Phase conductors R, S and T are protected by main fuses 10, 12 and 14, which can respond to a short-circuit current.

An die Phasenleiter R, S und T sind weiterhin Überspannungsableiter 16, 18 und 20 angebracht, wobei vor der Funkenstrecke und den spannungsabhängigen Widerständen der Überspannungsableite r ebenfalls Sicherungen 22, 24 und 26 vorgesehen sind. Als Uberspannungsableiter mit Sicherung werden vorteilhafterweise Überspannung sab -leiter (VA 280, Bestell-Nr. 900 280) nach VDE o675 für Verbraucheranlagen 380/220 Volt, 50 Hz der Firma Dehn & Söhne, 8500 Nürnberg, verwendet. Diese tSberspannungsableiter besitzen einen roten Signalknopf, der dann anspricht bzw. herausspringt, wenn die Sicherung angesprochen hat; dann ist der gesamte Überspannungsableiter zu ersetzen.Surge arresters are still attached to phase conductors R, S and T. 16, 18 and 20 attached, with in front of the spark gap and the voltage-dependent Resistors of the surge arrester r also fuses 22, 24 and 26 are provided are. Overvoltage are advantageously used as surge arresters with a fuse Sab conductor (VA 280, order no. 900 280) according to VDE o675 for consumer systems 380/220 Volt, 50 Hz from Dehn & Söhne, 8500 Nuremberg, is used. These surge arresters have a red signal button that responds or pops out when the Fuse has responded; then the entire surge arrester must be replaced.

Es ist noch festzuhalten, daß der tSberspannungsableiter 16 mit Sicherung 22 für den Phasenleiter R, der Überspannungsableiter 18, 24 für die Phase S und der tSberspannungsableiter 20, 26 für die Phase T vorgesehen sind.It should be noted that the surge arrester 16 with fuse 22 for the phase conductor R, the surge arrester 18, 24 for the phase S and the surge arresters 20, 26 for phase T are provided.

Abgangsseitig sind die tlberspannungsableiter 16, 18 und 20 auf eine 28 Sammelleitung aufgeschaltet.On the output side, the surge arresters 16, 18 and 20 are on one 28 Collective line connected.

In Abzweigleitungen 30, 32 und 34 sind Kontrollampen 36, 38 und 40 eingesetzt, welche ausgangsseitig zusammen geschaltet und über eine Leitung 42 mit dem Mittelpunktsleiter Mp oder Nulleiter verbunden sind.In branch lines 30, 32 and 34 there are indicator lights 36, 38 and 40 used, which are connected together on the output side and via a line 42 with are connected to the midpoint conductor Mp or the neutral conductor.

Wenn auf den einzelnen Phasenleitern Spannung ansteht, dann leuchten die Kontrollampen 36, 38 und 40. Zwischen den Anschlußklemmen bzw . den Anschlußpunkten der Leitungen 30, 32 und 34 an den einzelnen Phasenleitern R, S, T sind Vorwiderstände 44, 46 und 48 eingesetzt, damit einmal Kontrollampen nur geringer Spannungsaufnahme verwendet werden können und damit zum anderen die Gefahr einer unbefugten Stromentnahme an den Kontrollampen 36, 38 und 40 vermieden wird. In einem aufgeführten Beispiel steht an den Kontrollampen 130 Volt an, ausgehend von der Strangspannung 220 V.If there is voltage on the individual phase conductors, they light up the control lamps 36, 38 and 40. Between the terminals or. the connection points of lines 30, 32 and 34 on the individual phase conductors R, S, T are series resistors 44, 46 and 48 are used so that control lamps only have a low voltage consumption can be used and thus, on the other hand, the risk of unauthorized power consumption at the control lamps 36, 38 and 40 is avoided. In a given example is 130 volts on the control lights, starting from the line voltage 220 V.

An die Sammelleitung 28 und die Verbindungsleitung 34 ist eine weitere sen Kontrolleitung 50 angeschlos- Überspannungsableiter 56 und 58 sind in gleicher Weise ausgebildet wie die drei anderen Überspannungsableiter für die jeweiligen Phasenleiter. Die Sammelleitung 28 ist auf Erde geschaltet.To the collecting line 28 and the connecting line 34 is another sen control line 50 connected surge arresters 56 and 58 are in the same Designed like the other three surge arresters for the respective Phase conductor. The bus 28 is connected to ground.

Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung ist folgendermaßen: Bei Überspannungen unterscheidet man im wesentlichen solche Überspannungen, die eine Belastung hervorrufen, d. h. mit denen ein analoger und entsprechender Strom gekoppelt ist; derartige Überspannungen bringen die Sicherungsorgane 22, 24, 26 bzw. 58 im tßberspannungsableiter zum Ansprechen. Aus diesem Grunde ist die vorliegende Anordnung in der Hauptsache für solche Überspannungen gedacht, bei denen keine Belastung auftritt. Bei derartigen Spannungen schalten die Sicherungen im Ableiter nicht ab und der Ableiter selbst begrenzt die Spannung d. h., der Ableiter setzt die Spannung auf ein ungefährliches Maß herab.The operation of the circuit arrangement is as follows: At Overvoltages a distinction is essentially made between those overvoltages, the one Cause stress, d. H. with which an analog and corresponding current is coupled is; such overvoltages bring the safety devices 22, 24, 26 and 58 im surge arrester to respond. It is for this reason that the present arrangement Mainly intended for overvoltages where there is no load. At such voltages, the fuses in the arrester do not switch off and the The arrester itself limits the voltage d. i.e. the arrester applies the voltage down to a safe level.

Wenn an den Anschlußklemmen R, S, T Netzspannung ansteht, d. h. im Normalfalle, dann brennen die Lampen und die Signalknöpfe in den einzelnen Ableitern sind in der Stellung "ein", d. h. sie zeigen an, daß die Sicherungen in den tSberspannungsableitern noch nicht angesprochen haben. Wenn nun ein Impuls von beispielsweise 3000 Volt in einem der Dreiphasenleiter oder Mp auftritt, dann wird dieser, sofern er keinen Laststrom hervorruft, über den jeweiligen Überspannungsableiter abgeleitet, so daß die gefährliche Überspannung in der Leitung nicht mehr vorhanden ist. Dies ist für jeden Leitungsstrang gegeben.If mains voltage is present at the connection terminals R, S, T, i. H. in the Normal case, then the lamps and the signal buttons in the individual arresters burn are in the "on" position, i.e. H. they indicate that the fuses in the surge arresters have not yet addressed. If now a pulse of, for example, 3000 volts occurs in one of the three-phase conductors or Mp, then this will be if there is none Load current causes, derived via the respective surge arrester, so that the dangerous overvoltage in the line is no longer present. This is for given to each wiring harness.

Steht am Außenleiter keine Spannung an, dann kann man dies daran erkennen, daß die jeweilige Kontrollampe nicht leuchtet.If there is no voltage on the outer conductor, this can be recognized by that the respective control lamp does not light up.

Wenn die Erdleitung unterbrochen ist, dann wird der Schutz gegen Überspannungen durch Vorsehen von Überspannungsableitern nichts nutzen, da die Überspannung als solche nicht abgeleitet werden kann. Aus diesem Grunde ist die Kontrollampe 52 vorgesehen, welche der Überwachung des Erdleiters dient.If the earth line is interrupted, then the protection against overvoltages by providing surge arresters are of no use, since the surge voltage as such cannot be derived. For this reason the control lamp 52 is provided, which is used to monitor the earth conductor.

Kommt jedoch eine atmosphärische Entladung zur Wirkung, und entsteht hieraus eine Überspannung mit Last, dann wird die Überspannung zwar abgeleitet; die entsprechende Sicherung jedoch im Überspannungsableiter spricht an, so daß der Signalknopf des Überspannungsableiters in die 'taus"-Stellung geht.However, if an atmospheric discharge takes effect, it occurs from this an overvoltage with load, then the overvoltage is indeed derived; however, the corresponding fuse in the surge arrester responds, so that the The signal button of the surge arrester goes to the 'tau' position.

Ist zufällig auf der einen oder der anderen Phase dabei ein Ausfall, erlischt weiterhin auch'die betreffende Kontrolleuchte. Haben die Kontrolleuchte und der Ube r spannungs ableite r angesprochen, wobei beide verschiedene Bauteile jeweils dem gleichen Außenleiter zugeordnet sind, so spricht man von einer "diversitären" Signalisierung. Der genannte Ausfall eines Außenleiters signalisiert die Fehlerquelle, in dem a) die Kontrollampe erlischt und b) der Sicherungsknopf im Überspannungsableiter anspricht.If by chance there is a failure in one or the other phase, The relevant control lamp also goes out. Have the indicator light and the Ube r voltage arrester addressed, both being different components are assigned to the same outer conductor, one speaks of a "diverse" Signaling. The mentioned failure of an outer conductor signals the source of the error, in which a) the control lamp goes out and b) the safety button in the surge arrester appeals to.

Es ist nachzutragen, daß die Schaltung der Kontrollampen so ist, daß sie immer brennen und daß dann, wenn die eine oder die andere ausgeht, auf einen Fehler geschlossen werden kann: Es besteht entweder die Möglichkeit, daß die Lampe defekt ist, was einfach dadurch festgestellt werden kann, daß man die Lampe austauscht; oder es kann festgestellt y werden, daß auf der betreffenden Phase keine Spannung ansteht.It should be added that the control lamps are switched in such a way that they always burn and that when one or the other goes out, on one Error can be closed: There is either the possibility that the lamp is defective, which can be determined simply by replacing the lamp; or it can be determined that there is no voltage on the phase concerned pending.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims

Claims Qcircuit arrangement for the protection of multi-phase networks and Consumer systems against overvoltages, characterized in that on each phase line and, if necessary, one surge arrester connected to the neutral line whose output sides are connected to one another to the earth line or to earth are.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that a control lamp is connected to each phase conductor, where appropriate a series resistor is connected in front of each control lamp.

3 3. Circuit arrangement according to one of claims 1 and 2, characterized characterized that between one of the phase conductors and the earth another control lamp, also again equipped with a series resistor is provided.