DE2816263A1

DE2816263A1 - Earth fault monitoring system for cable networks - uses fifth harmonic current detector with heavy fundamental suppression

Info

Publication number: DE2816263A1
Application number: DE19782816263
Authority: DE
Inventors: Karl Wolfgang Dr Techn Ripka
Original assignee: Andritz Hydro GmbH Austria
Current assignee: Andritz Hydro GmbH Austria
Priority date: 1977-04-27
Filing date: 1978-04-14
Publication date: 1978-11-02
Also published as: ATA294977A; AT351095B

Abstract

It is well established that an earth fault in a cable network leads to a marked increase in fifth harmonic current. The detection of this current, through a current transformer (T), is made more sensitive by heavy damping of the fundamental frequency. The required damping is achieved by adding a series capacitor (C2) between the parallel tuned filter (L, C1) and a bridge rectifier (G) which passes a fifth harmonic dependant signal to a trigger circuit (MT). The addition of the series capacitor increases the damping of the fundamental of the power supply frequency. The inductive elements (L) of the parallel filter can be combined with the inductance of the transformer winding.

Description

Mit Wechselstrom gespeiste Schutzschaltung,Protective circuit supplied with alternating current,

insbesonders zur Erfassung von Erdschlüssen in Kabelnetzen Die Erfindung betrifft eine mit Wechselstrom gespeiste Schutzschaltung, insbesonders zur Erfassung von Erdschlüssen in Kabelnetzen unter Verwendung eines Stromwandlers, eines Frequenzfilters und eines Meßtriggers. Bei dieser wird aus einem Frequenzgemisch eine Oberwelle, insbes. die 5. Harmonische des Stromes herausgefiltert und mit Hilfe eines eßtriggers in ein Schaltsignal übergeführt. Die Schaltung findet insbesonders zur Erdschluß erfassung in Kabelnetzen Amfendungß da bekanntlich im Falle eines Erdschlusses die 5. Oberwelle in ganz charakteristischer Form hervortritt und somit ein deutliches Kriterium für einen Erdschluß darstellt.especially for the detection of earth faults in cable networks the The invention relates to a protective circuit fed with alternating current, in particular for the detection of earth faults in cable networks using a current transformer, a frequency filter and a measurement trigger. This is a mixture of frequencies a harmonic, especially the 5th harmonic of the current filtered out and with the help of an output trigger converted into a switching signal. The circuit takes place in particular for earth fault detection in cable networks Amfendungß as is well known in the case of a Earth fault, the 5th harmonic emerges in a very characteristic form and thus represents a clear criterion for an earth fault.

Die bisher bekannt gewordenen Schaltungen wiesen die Vemuendung eines einzigen Resonanzkreises auf und verzeichneten den Nachteil einer relativ geringen Unterdrückung der Grundwelle sowie einer sich daraus ergebenden geringen Empfindlichkeit. Daraus folgt, daß nur relativ große Oberwellenströne eindeutig erfaßt werden konnten.The circuits known so far showed the use of a single resonance circuit and recorded the disadvantage of a relatively low Suppression of the fundamental wave and a resulting low sensitivity. It follows that only relatively large harmonic waves could be clearly detected.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Empfindlichkeit der Schaltung mit geringstem Aufwand durch bessere Ileraussiebung der Oberwellen zu erhöhen.The object of the invention is to increase the sensitivity of the circuit to increase the minimum effort through better filtering out of the harmonics.

Erfindungsgemäß besteht in der eingangs erwähnten Schutzschaltung das Frequenzfilter aus der Hintereinanderschaltung eines Parallelresonanzkreises, eines Serienkondensators und eines Brückengleichrichters.According to the invention, there is the protective circuit mentioned at the beginning the frequency filter from the series connection of a parallel resonance circuit, a series capacitor and a bridge rectifier.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Hochpaßfilters liegt in einer starken Unterdrückung der Grundwelle mit einem Faktor 3 bis 4, hauptsächlich durch den Einsatz eines einzigen zusätzlichen in Serie geschalteten Kondensators. Wollte man eine Unterdrückung der Grundwelle im gleichen Ausmaß nur mit Hilfe eines einzigen Resonanzkreises allein erzielen, müßte dieser extrem hohe Güte haben, wobei der Nachteil zu berücksichtigen ist, daß mit steigender Güte bezüglich der Filterungsfähigkeit des Resonanzkreises die Herstilungskosten exponentiell steigen. Als weiterer Nachteil muß die extrem hohe Selektivität genannt werden, die bei auch geringfügigen Schwankungen der Netzfrequenz und damit auch der herausgesiebten Oberwelle zu einer Herabsetzung der Empfindlichkeit führt.The advantage of the high-pass filter according to the invention is a strong one Suppression of the fundamental wave by a factor of 3 to 4, mainly through the use a single additional capacitor connected in series. If you wanted one Suppression of the fundamental wave to the same extent only with the help of a single resonance circuit achieve alone, this would have to have an extremely high quality, taking into account the disadvantage is that with increasing quality with respect to the filtering ability of the resonance circuit the manufacturing costs rise exponentially. Another disadvantage is the extreme high selectivity can be mentioned, even with slight fluctuations in the mains frequency and thus also the filtered out harmonic to a reduction of the sensitivity leads.

Die oben genannten Nachteile ließen sich durch die Hintereinanderschaltung zweier Resonanzkreise zwar beheben, jedoch ist die Realisierung überaus aufwendig.The above-mentioned disadvantages could be avoided by connecting them in series To fix two resonance circles, however, the implementation is extremely complex.

In einer weiteren Ausgestaltung des Brfindungsgedankens kann die induktive Komponente es Parallelschwingkreises in den Stromwandler einbezogen sein. In diesem Fall wird der Kern des im Eingangskreis befindlichen Stromwandlers mit einem Luftspalt versehen. (Resonanzwandler).In a further embodiment of the concept of invention, the inductive Component of the parallel resonant circuit must be included in the current transformer. In this Case becomes the core of the current transformer located in the input circuit with an air gap Mistake. (Resonance converter).

Durch diese Mafinahme wird der normalerweise vom Resonanzkreis getrennte Stromwandler i n einem Bauelement vereinigt, d. h. die Induktivität des Resonanzkreises und der Stromwandler sind ein Bauteil. Dadurch wir eine Einsparung an Bauteilen, Platz, an Material- und tiontagearbeitskosten erzielt Die nähere Erläuterung der Erfindung erfolgt an Hand der nachstehenden Zeichnung, welche die erfindungsgemäße Schaltung in schematischer Weise darstellt.By taking this measure, the is normally separated from the resonance circuit Current transformers combined in one component, d. H. the inductance of the resonance circuit and the current transformer are one component. As a result, we save on components, Space, material and labor costs achieved The more detailed explanation of the Invention is based on the following drawing, which shows the invention Represents circuit in a schematic manner.

Der Eingangskreis besteht aus dem Stromwandler T, der einen Parallelresonanzkreis speist. Dieser besteht aus der Drossel L und dem Kondensator CI. Die an diesem Parallelresonanzkreis entstehende Wechselspannung gelangt über den aus dem Kondensator C2, dem Brückengleichrichter G mit Bünde B bestehenden Hochpaß auf den Meßtrigger MT.The input circuit consists of the current transformer T, which is a parallel resonance circuit feeds. This consists of the choke L and the capacitor CI. The one on this parallel resonance circuit The alternating voltage that arises comes from the capacitor C2, the bridge rectifier G with frets B existing high pass to the measurement trigger MT.

Durch den Kondensator C2 erfolgt die zusätzliche Unterdrückung der Grundwelle mit einem Faktor 3 bis 4. Nach erfolgter Gleichrichtung im Gleichrichter G erfolgt im Meßtrigger MT die Überführung in ein Schaltsignal.The additional suppression of the Fundamental wave with a factor of 3 to 4. After rectification in the rectifier G is converted into a switching signal in the measurement trigger MT.

Claims

Claims 1. Protective circuit fed with alternating current, in particular for the detection of earth faults in cable networks using a current transformer, a frequency filter and a measurement trigger, characterized in that the frequency filter from the series connection of a parallel resonance circuit (L, C1), a series capacitor (2) and a bridge rectifier (G).

2. Protection circuit according to claim 1, characterized in that the inductive components of the parallel resonant circuit included in the St roni converter is. (Resonance converter).