DE2824230A1

DE2824230A1 - Schaltungsanordnung zur belastung einer wechselspannungsquelle mit einem einstellbaren pruefstrom

Info

Publication number: DE2824230A1
Application number: DE19782824230
Authority: DE
Inventors: Armin Ing Grad Zimmermann
Original assignee: Hartmann and Braun AG
Current assignee: ABB Training Center GmbH and Co KG
Priority date: 1978-06-02
Filing date: 1978-06-02
Publication date: 1979-12-06

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungs-
anordnung nach der Gattung des Anspruches 1.
Bei der Prüfung und Überwachung von Fehl erstromschutzschaltern in Niederspannungsnetzen werden die Schutzschalter in der Regel durch einen allmählich ansteigenden Prüfstrom ausgelöst. Im Fehlerfall ist die Höhe des Stromes zu ermitteln, bei dem der Schutzschalter gerade ausgelöst hat. Der Prüfvorgang muß in möglichst kurzer Zeit durchgeführt werden, um die im Prüfgerät in Wärme umgesetzte elektrische Energie niedrig zu halten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zu finden, die selbsttätig den geforderten Prüfstrom einstellt und die den Prüfvorgang auf einen kurzen Zeitraum von wenigen Sekungen beschränkt. Die Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist anhand von Fig. 1 und Fig. 2 der Zeichnung erläutert. Fig. 1 zeigt die neue Schaltungsanordnung mit 5 Belastungswiderständen und Fig. 2 zeigt den zeitlichen Ablauf eines Prüfvorganges anhand von Spannungsdiagrammen sowie den zeitlichen Verlauf des Prüfstromes.
In Fig. 1 ist mit 6 eine Wechselspannungsquelle bezeichnet, die durch einen Prüfstrom belastet werden soll. Die neue Prüfschaltung ist über Kontaktklemmen 17 und 18 mit der Spannungsquelle verbunden. 5 Belastungswiderstände R 1 - R 5 liegen in Reihe mit einem Thyristor Th 1 - Th 5, die über eine aus 4 Halbleiterdioden G 1 - G 4 bestehende Gleichrichterbrücke mit der gleichgerichteten Wechselspannung u gespeist sind. Die Steuerelektroden dieser Thyristoren sind mit den Ausgängen eines 5-stufigen Binärzählers 7 verbunden.
Ein Nullspannungsschalter 8 liefert bei jedem Spannungs-Nulldurchgang der Wechselspannung einen Impuls, der durch ein Und-Gatter 12 auf den Zähleingang 9 des Binärzählers gelangt. Die Zählimpulse werden aus der gleichgerichteten Wechselspannung u abgeleitet. Gestartet wird der Zählvorgang, sobald eine Vollzählung erreicht ist. Bei einem 5-stufigen Binärzähler ist der Zählvorgang nach Aus zählung von 32 Impulsen beendet. Während des Zählvorganges werden die Thyristoren entsprechend dem äeweiligen Zählerausgangssignal im Nulldurchgang der Wechselspannung gezündet. Die Wechselspannungsquelle wird mit einem Prüfstrom 1ges belastet, der sich aus den über die Belastungswiderstände R 1 - R 5 fließenden Einschaltströme I, 2 1. 4 I, 8 I und 16 I zusammensetzt.
In Fig. 2 zeigt der Kurvenzug 13 den zeitlichen Verlauf der gleichgerichteten Wechselspannung u, die an der Thyristor-Widerstandskette Th 1 - R 1 -Th 5 - R 5 und an dem Eingang des Nullspannungsschalters ansteht. Die aus den Nulldurchgängen der Wechselspannung geleiteten Zählimpulse zeigt der Kurvenzug 14. Es sei angenommen, die Starttaste wird zu Beginn des 1. Zählimpulses oder während einer Zeit zwischen dem vorhergehenden und dem 1. Zählimpuls betätigt. Der Zeitschalter 10 gibt das Tor 12 frei. Sein Freigabesignal stellt der Kurvenzug 15 dar. Die im zeitlichen Abstand einer halben Wechselspannungsperiode aufeinanderfolgenden Zählimpulse 14 bis zum 32. Impuls werden im Binärzähler 7 ausgezählt. Da die Zählerausgangssignalde während einer Halbperiode dauernd anliegen, bleiben die jeweils angesteuerten Thyristoren während einer Halbperiode leitend.
Der sich dabei einstellende Prüfstrom Iges zeigt der Kurvenzug 16. Der Prüfstrom wächst bis zum Ablauf der 32. Halbperiode der Wechselspannung u schrittweise um den gleichen Betrag an. Werden die Belastungswiderstände R 1 - R 5 in ihren Ohmwerten nach Potenzen von 2n abgestuft, so bestimmt der von der niedrigsten Zählstufe eingeschaltete Widerstand R 1 die Zählweite, um die sich der Prüfstrom erhöhen soll.
Durch Hinzufügung weiterer Zählstufen und entsprechend vieler Belastungswiderstände kann der Prüfstrom den geforderten Prüfbedingungen ohne weiteres angepaßt werden. Ferner bietet sich die Möglichkeit, mit Hilfe einer oder mehrerer Zählstufen, die der eigentlichen Impulszählschaltung 7 vorzuschalten sind, das schrittweise Ansteigen des Prüfstromes auf 2, 3 oder noch mehr Wechselspannungsperioden auszudehnen.
In der Praxis ist es wichtig zu wissen, wie hoch der Prüfstrom ist, der im Zeitpunkt der Auslösung des Fehlerstromschutzschalters durch den überprüften Stromkreis geflossen ist. Der Wert des Auslösestromes läßt sich bei der neuen Schaltungsanordnung unmittelbar aus dem Zählerstand des Impulszählers ermitteln. Es ist lediglich dafür zu sorgen, daß nach Wegfall der Wechselspannung - die Spannungsquelle wird äa mit der Auslösung des Fehlerstromschutzschalters abgeschaltet - der erreichte Zählstand erhalten bleibt. Der Nullspannungschalter liefert mit der Abschaltung der Spannungsquelle keine Zählimpulse mehr an den Zählereingang - der Zählstand wird von diesem Zeitpunkt an also nicht mehr verändert.
Der Prüfstrom kann aber auch über einen Meßnebenwiderstand mit nachgeschaltetem Meßverstärker und akkubetriebener Speicherschaltung gemessen werden, wenn es auf sehr genaue Meßergebnisse ankommt.
L e e r s e i t e

Claims

Schaltungsanordnung zur Belastung einer Wechselspannungsquelle mit einem einstellbaren Prüfstrom Patentansprüche i.» Schaltungsanordnung zur Belastung einer Wechselspannungsquelle mit einem einstellbaren Prüfstrom, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselspannungsquelle (6) mit n in ihren Widerstandswerten abgestuftenBelastungswiderständen (R 1 - R 5) belastet wird, die von n steuerbaren Schaltern in zeitlicher Abfolge der Quelle parallel geschaltet werden, derart, daß die Steuereingänge der Schalter mit den Zählausgängen einer n-stufigen Impuls zählschaltung (7) verbunden sind und daß eine Nullspannungsschaltung (8) vorgesehen ist, die beim Spannungsnulldurchgang der Quelle einen Impuls an den Eingang (9) der Zählschaltung abgibt.
2.) Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulszählschaltung ein n-stufiger Binärzähler ist und daß die Widerstandswerte der Belastungswiderstände in Potenzen von 2n abgestuft sind.
3.) Schaltungsanordnungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Schalter Thyristoren (Th 1 - Th 5) verwendet werden, die über eine Gleichrichterbriicke (G 1 - G 5) mit einer gleichgerichteten Wechselspannung (u) gespeist sind.