DE2825881A1

DE2825881A1 - Speiseapparat und mit demselben zu einem ganzen vereinigte, funktionelle vorrichtung, wie eine erdleckdetektionsvorrichtung

Info

Publication number: DE2825881A1
Application number: DE19782825881
Authority: DE
Inventors: Nichtnennung Beantragt
Original assignee: Hazemeijer BV
Current assignee: Hazemeijer BV
Priority date: 1977-06-14
Filing date: 1978-06-13
Publication date: 1979-01-04
Also published as: ATA430578A; IT1096644B; DK150056C; NL176508B; AU3705778A; DE2825881C2; SE7806879A0; NO149405C; JPS5418051A; NO782058L; AU521159B2; JPS6149888B2; FR2394911A1; FR2394911B1; DK150056B; IT7824484A0; GB2000398A; NL176508C; AT360107B; DK261078A

Description

Hazemeyer B.V., Hengelo, Niederlande

"Speiseapparat und mit demselben zu einem Ganzen vereinigte, funktionelle Vorrichtung, wie eine
Erdleckdetektionsvorrichtung"

Die Erfindung betrifft einen Speiseapparat fur eine einer aus einem Phasenleiter und dem Nulleiter eines Wechselstromspeisenetzes zu speisenden Anlage anzuordnende, funktionelle Vorrichtung, insbesondere eine Schutzvorrichtung, wie eine Erdleckdetektionsvorrichtung, wobei der Anlage eine Erdelektrode zugeordnet ist, welcher Speiseapparat mit einer Gleichrichtschaltung mit einem zur Verbindung mit dem Phasenleiter und dem Nulleiter des Speisenetzes bezw. der Erdelektrode dienenden, ersten, zweiten und dritten Anschluss versehen ist, derart, dass mindestens bei einem Bruch in dem Nulleiter oder in einem, mit demselben mit der Gleichrichtschaltung verbindenden Leiter, Speisung der Gleichrichtschaltung über die Erdelektrode erfolgt. Im diesbezüglichen Falle wird der genannte Leiter nämlich an der Seite der Gleichrichtschaltung, d.h. am genannten zweiten Anschluss derselben, über die durch die zu speisende Anlage gebildete Belastungsimpedanz eine Spannung führen, die einen beliebigen Wert zwischen Null und der Phasenspannung annehmen kann. Hierdurch kommt zwischen dem, von dem Nulleiter des Netzes getrennten, zweiten Anschluss der Gleichrichtschaltung einerseits und dem mit der Erdelektrode verbundenen, dritten Anschluss der Gleichrichtschaltung andererseits eine Speisespannung zur Verfugung. Auch ist es möglich, dass der Nulleiter des Speisenetzes und der mit demselben verbundene, zweite Anschluss der Gleichrichtschaltung auf eine

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bestimmte Spannung kommen, durch einen Bruch im Phasenleiter des Speisenetzes, wobei der spannungsführende Teil des Phasenleiters mit dem Nulleiter in Berührung kommt. Auch in diesem Fall kommt eine Speisespannung zwischen dem mit dem Nulleiter verbundenen, zweiten Anschluss einerseits und dem mit der Erdelektrode verbundenen, dritten Anschluss der Gleichrichtschaltung andererseits zur Verfügung. Es wird einleuchten, dass in beiden Fällen die Wirkung des Speiseapparats kontinuiert werden kann. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung der genannten Art, die mit einem mit derselben zu einem Ganzen vereinigten, derartigen Speiseapparat, wie eine Erdleckdetektionsvorrichtung, ausgestattet ist.

Bei einem derartigen, in der britischen Patentschrift 1. 107· 879 beschriebenen Speiseapparat für eine Erdleckdetektionsvorrichtung wird der Nulleiter und der Phasenleiter des Speisenetzes und die Erdelektrode, sowie eine Erdleitung des Speisenetzes stets derart über Widerstände mit den in Betracht kommenden Anschlüssen der Gleichrichtschaltung verbunden, dass dauernd ein Strom den Phasenleiter zu der Erdelektrode fliesst. Obwohl es in bestimmten Fällen, z.B. für Detektion von Schluss zwischen dem Nulleiter und der Elektrode, empfehlenswert ist, dass auch bei ordnungsgemässem Betrieb Speisung der GIeichrichtschaltung über die Erdelektrode erfolgt, ist in anderen Fällen das dauernd Vorhandensein eines Stroms durch die Erdelektrode unerwünscht oder sogar verboten. Dies bildet eine Begrenzung der Anwendungsmöglichkeiten des aus der genannten britischen Patentschrift bekannten Speiseapparats und der mittels desselben gespeisten Erdleckdetektionsvorrichtung. Ferner wird noch folgendes bemerkt. Der Nulleiter kann durch Kalamitäten eine erhebliche, d.h. gefährlche Spannung aufweisen, deren Phase und Amplitude einen verhältnismässig beliebigen Wert besitzen können, der z.B. aus einer Belastung mit einer bestimmten cos £ oder aus der Tatsache, dass mit einem Dreifasennetz gearbeitet wird, resultiert. Dabei ist es nicht

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imaginär dass, wenn di3 Spannung am Nulleiter in Grosse und Phase sich der Spannung am Phasenleiter nähert, ein derartiger Abfall oder sogar Verschwindung der Speisespannung für die funktioneile Vorrichtung auftritt, dass dieselbe ausser Betrieb gesetzt wird, was unzulässig sein kann, z.B. bei einer Schutzvorrichtung.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, diesen Kachteil dadurch zu vermeiden, dass ein Speiseapparat für eine funktioneile Vorrichtung, wie eine Schutzvorrichtung in Form einer Erdleckdetektionsvorrichtung, geschaffen wird, die unter Beibehaltung kontinuierlicher Erregung des Speiseapparats die Wahl zwischen den beiden nächstfolgenden Anwendungsmöglichkeiten zulässt:

1 . Bei ordnungsgenässem Betrieb fliesst ein Strom über den Phasenleiter im wesentlichen oder ausschliesslich zu dem Nulleiter, während bei Nulleiterbruch ein Strom über den Phasenleiter zu der Erdelektrode fliesst.

2. Bei ordnungsgemässem Betrieb fliesst ein Strom aus dem Phasenleiter im wesentlichen oder ausschliesslich zu der Erdelektrode, während zugleich die Möglichkeit der Signalisierung eines Schlusses zwischen z.B. dem Nulleiter und der Erdelektrode erzielt wird.

Zu diesem Zweck schlägt die Erfindung bei einem Speiseapparat der eingangs beschriebenen Art vor, dass der dritte Anschluss über eine zweite Gleichrichtschaltung mit der erstgenannten Gleichrichtschaltung verbunden ist. Durch diese Massnahme erfolgt die etwaige Summierung der über die verschiedenen Anschlüsse dem Speiseapparat zugeführten Speisespannungen unter allen Umständen an der Gleichspannungsseite der Gleichrichtschaltung und nicht an der Wechselspannungsseite erfolgt. Im letztgenannten Fall wird ja auch während ordnungsgemässem Betrieb des Speiseapparats ein permanenter Strom über die Erdelektrode fliessen, wie schon dargelegt.

Entsprechend der vorstehend genannten Wahl von Anwendungsmöglichkeiten schlägt die Erfindung zudem vor, dass entweder zwischen dem dritten Anschluss und dessen

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zugehöriger Gleichrichtsclialtung, oder zwischen den zweiten Anschluss und dessen zugehöriger Gleichrichtschaltung eine Reihenimpedanz angeordnet ist.

Bei einem Speiseapparat, bei dem die Gleichrichtschaltung des einseitigen Typs ist und ein Gleichrichtelement enthält, dessen eine Elektrode mit dem ersten Anschluss zur Verbindung mit dem Phasenleiter des Netzes gekoppelt ist, kann die Erfindung auf einfache Weise dadurch verwirklicht werden, dass die andere Elektrode des Gleichrichtelements über ein zusätzliches Gleichrichtelement mit dem dritten Anschluss zur Verbindung mit der Erdelektrode gekoppelt ist.

Auf ähnliche Weise kann die Erfindung bei einem Speiseapparat verwirklicht werden, bei dem die Gleichrichtschaltung des doppelseitigen Typs ist und eine Parallelschaltung von mindestens zwei Reihenschaltungen von je zwei alternativ wirkzamen Gleichrichtelementen enthält, wobei der Verbindungspunkt der Elemente der ersten Reihenschaltung mit dem ersten Anschluss zur Verbindung mit dem Phasenleiter des Speisenetzes gekoppelt ist und der Verbindungspunkt der Elemente der zweiten Reihenschaltung mit dem zweiten Anschluss zur Verbindung mit dem Nulleiter des Speisenetzes gekoppelt ist. In diesem Fall schlägt die Erfindung Zuordnung einer zu der Parallelschaltung parallelgeschalteten, dritten Reihenschaltung zweier Gleichrichtelemente vor, deren Verbindungspunkt mit dem dritten Anschluss zur Verbindung mit der Erdelektrode gekoppelt ist.

Übrigens wird bemerkt, dass wo von einem Phasenleiter die Rede ist, nicht ausschliesslich an ein einphasigeswechsel— stromspeisenetz gedacht wird. Sehr wohl möglich ist es, dass anstelle von demselben ein dreiphasiges Speisenetz mit drei Phasenleitern und einem Nulleiter angewandt wird, wobei der Speiseapparat eine dreiphasige GIeichrichtschaltung enthält. Ein derartiger erfindungsgemässer Speiseapparat unterscheidet sich von dem im vorhergehenden Absatz beschriebenen erfindungsgemässen Speiseapparat durch eine zu der genannten

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Parallelschaltung parallelgeschaltete, gesonderte vierte und fünfte Reihenschaltung von je zwei Gleichrichtelementen, deren Verbindungspunkte mit einem vierten bezw. fünften Anschluss zur Verbindung mit respektive den vorhergehenden Zweiphasenleitern eines Dreiphasenwechselstromspeisenetzes gekoppelt sind. Weil es sich bei der Erfindung um alternative Speisung über den Nulleiter des Speisenetzes oder die Erdelektrode handelt, wird im folgenden kein besonderer Unterschied zwischen Ein- oder Mehrphasigen Speisenetzen und aus denselben gespeisten GIeichrichtschaltungen gemacht.

Wie schon bemerkt, betrifft die Erfindung zudem eine funktioneile Vorrichtung, insbesondere eine Schutzvorrichtung, wie eine Erdleckdetektionsvorrichtung, die mit einem mit derselben zu einem Ganzen vereinigten Speise apparat der im Vorstehenden beschriebenen Art ausgestattet ist. Durch die vorstehend beschriebenen Massnahmen wird die Speisung einer derartigen funktioneilen Vorrichtung bei einem im Nulleiter des Speisenetzes und zuweilen bei einem im Phasenleiter des Speisenetzes auftretenden Bruch weiter funktionieren. Die Erfindung geht nun jedoch zudem davon aus, dass dieses Weiterfunktionieren nicht genügend ist und dass das Auftreten eines Bruches im Nulleiter des Netzes, aus dem nicht nur die funktionelle Vorrichtung sondern zudem eine weitere Anlage gespeist wird, überdies signalisiert werden muss, sodass geeignete Massnahmen getroffen werden können.

Insbesondere schlägt die Erfindung in diesen Fällen, in denen die funktionelle Vorrichtung auf bekannte Weise mit einem auf eine Spannungsänderung und/oder eine Stromstärkeänderung ansprechenden Schalt- und/oder Signalisierungsmechanismus ausgestattet ist, der mit einem magnetischen Kreis mit einer oder mehreren derart ausgebildeten und durch den normalen Betriebsstrom einer aus den Wechselstromspeisenetz gespeisten Anlage durchflossenen Detektionswicklungen versehen ist, dass

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der Mechanismus bei einer Detektion einer Änderung im normalen Betriebstrom wirksam wird, vor, dass eine dem magnetischen Kreis zugeordnete Wicklung zwischen den

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dritten Anschluss des Speiseapparats einerseits und der Elektrode andererseits angeordnet ist. Der Vorteil dieser Massnahme ist es, dass ein durch das Auftreten eines Bruches im Nulleiter oder im mit demselben verbundenen Leiter zu dem zweiten Anschluss des Speiseapparats herbeigeführte Aenderung in der Stromverteilung zwischen dem genannten Leiter einerseits und der Erdelecktrode andererseits unmittelbar in den genannten Schalt- und/oder Signalisierungsmechanismus introduziert wird, sodass der Mechanismus wirksam wird und der aufgetretene Fehler signalisiert und/oder die geschützte Anlage ausschaltet.

Die Erfindung ist im folgenden anhand einiger Ausführungsbeispiele, auf die die Erfindung sich jedoch nicht beschränkt, unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.

Es stellen dar:

Pig. 1 ein Prinzipschema, teilweise als Blockschema ausgeführt, der Speisung aus einem Wechselstromnetz einer Anlage, der eine Erdleckdetektionsvorrichtung mit einem erfindungsgemässigen Speiseapparat zugeordnet ist,

Pig. 2 ein ähnliches Schema wie in Pig. 1, bei dem der zu speisenden Anlage eine Erdleckdetektionsvorrichtung nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zugeordnet ist, und

Fig. 3A, 3B und 3C, Prinzipenschemas einiger für Anwendung bei den Schaltungen nach den Pig. 1 und 2 in Betracht kommender Ausführungsformen des erfindungsgemässen Speiseapparats.

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Fig. 1 zeigt das Prinzipschema der Speisung einer lediglich als Belastungsimpedanz 5 in der Zeichnung dargestellten, elektrischen Anlage aus dem Phasenleiter 1 und dem Nulleiter 2 eines Wechselstromspeisenetzes 3·

Der elektrischen Anlage 5 ist, ausser einer Erdelektrode 9 noch eine im Ganzen mit 6 bezeichnete funktioneile Vorrichtung zugeordnet, die im vorliegenden Fall aus eine Erdleckdetektionsvorrichtung zur Steuerung eines Erdleckschalters 4 besteht, mit dem die Kopplung der Anlage mit den Leitern 1 und 2 des Speisenetzes 3 unterbrochen werden kann.

Weil die Wirkungsweise der Erdleckdetektionsvorrichtung für sich keinen Teil der Erfindung bildet, genügt in Fig. 1 eine schematische Andeutung der Komponenten derselben. Diese Komponenten sind durch eine über die Speiseleiter 14 und 15 aus einem noch näher zu beschreibenden Speiseapparat 10 gespeiste elektronische Einheit 16 gebildet, die über eine Wicklung W1 mit einem als Ringkern 17 dagestellten, weichmagnetischen Kreis gekoppelt ist, auf dem zudem die Wicklungen W2 und W3 angeordnet sind. Die Belastungsanlage 5 ist über diese letztgenannten Wicklungen mit den Leitern 7 bezw. 8 verbunden, die hinwieder während ordnungsgemässem Betrieb über den dann in seinem geschlossenen Zustand befindlichen Erdleckschalter 4 mit dem Phasenleiter 1 bezw. Nulleiter 2 des Netzes 5 gekoppelt sind. Solange kein Erdleck von einiger Bedeutung auftritt, wird die Wicklung W1 der Erdleckdetektionsvorrichtung keine Unsymmetrie zwischen den aus Primärwicklungen zu betrachtenden Wicklungen W2 und W5 feststellen. Sobald wohl Erdleck auftritt, wird durch Unsymmetrie zwischen der Anzahl Amperewindungen der Wicklungen W2 und W5 eine derartige Aenderung des Magnetisierungszustandes des Kernes 7 herbeiführen, dass die elektronische Einheit 16 über die Wicklung W1 zum Offensteuern des Erdleckschalters 4 aktiviert wird. Die elektronische Einheit 16, und im allgemeinen die Erdleckdetektionsvorrichtung 6, können von beliebiger geeigneter Art sein, z.B. wie in der holländischen Patentanmeldung 76.07752 beschrieben. Weil die Bauart und

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die Wirkungsweise der Komponenten 6 und 16 keinen Teil der Erfindung bilden, genügt diese kurze Erläuterung. Der Beschreibung des Prinzipschemas nach Fig. 2 vorgreifend, wird übrigens noch bemerkt, dass die vorstehend beschriebene Aktivierung der elektronischen Einheit 16 über die Wicklung W1 ausser durch einen Zustand von Unsymmetrie zwischen der Anzahl Amperewindungen der Wicklungen W2 und W3, auch durch Introduktion einer Anzahl Störamperewindungen über eine zusätzliche Wicklung W4 herbeigeführt werden kann, wie bei dem Prinzipschema nach Fig. 2 erfolgt. Hierauf wird noch zurückgekommen.

Die Stellen, auf denen der Nulleiter 2 des Speisenetzes 3 und die Erdelektrode 9 der Anlage 5 geerdet sind, sind in Fig. 1 mit 18 bezw. 19 bezeichnet.

Aus dem Vorhergehenden wird es einleuchten, dass die der elektronischen Anlage 5 zugeordnete, funktioneile Vorrichtung 6, die bei der hier beschriebenen Ausführungsform als Erdleckdetektionsvorrichtung arbeitet, im allgemeinen als eine Schutzvorrichtung betrachtet werden kann. Eine derartige Schutzvorrichtung erfordert meistens eine geringe Speisekapazität und wird meistens ebenfalls aus dem zur Verfügung stehenden Wechselstromnetz gespeist. Bei der hier beschriebenen Ausführungsform erfolgt dies mittels des Speiseapparats 10, bei dem der erste Anschluss 11 und der zweite Anschluss 12 über die Leiter 7 bezw. 8 und der Erdleckschalter 4 mit dem Phasenleiter 1 bezw. dem Nulleiter 2 des Wechselstromnetzes 3 verbunden sind.

Wenn nun, z.B. bei 20, ein Bruch im Nulleiter 2 auftritt, so wird nicht nur die Speisung der elektrischen Anlage 5 über die Leiter 7 und 8 unterbrochen werden, sondern zugleich die Speisung des Speiseapparats 10 über die Anschlüsse 11 und 12, wodurch die ganze Schutzvorrichtung 6 aufhören würde zu funktionieren, was als ein Nachteil empfunden wird.

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Die Schaltung nach Fig. 1 kommt diesem Nachteil entgegen. Bei dem vorstehend beschriebenen Zustand, dass ein Bruch an der Stelle 20 im Nulleiter 2 des Speisenetzes 6 auftritt, wird nämlich der Leiter 8 über die elektrische Anlage 5, die dann nicht mehr ihren normalen Betriebsstrom führt, und der mit dem Phasenleiter 1 verbundene Leiter 7 eine erhebliche Spannung führen, die der Phasenspannung gleichkommen kann. Zudem ist, wie schon bemerkt, der elektrischen Anlage 5 die Erdelektrode 9 zugeordnet, die für praktische Zwecke betrachtet werden kann, sich auf dem Nullpotential, d.h. dem ursprünglichen Potential des Leiters 8, zu befinden.

In der Schaltung werden diese Erscheinungen benutzt, indem der Speiseapparat 10 nicht nur mit dem mit den Leitern 7 bezw. 8 verbundenen, ersten und zweiten Anschluss 11 und 12 ausgestattet wird, sondern zudem mit einem dritten Anschluss 13, der- mit der Elektrode 9 verbunden ist, derart, dass bei einem Bruch im Nulleiter 2 die Stromlieferung an den Speiseapparat 10 über die Anschlüsse 12 und 13, d.h. über die Erdelektrode, fortgesetzt wird. Die zu diesem Zweck erforderlichen Einzelheiten des Speiseapparats 10 werden im folgenden anhand der Figuren 3A, 3B und 3C noch näher beschrieben.

Die vorstehend beschriebene Massnahme macht es in erster Linie möglich, dass die Erdleckdetektionsvorrichtung 6, im allgemeinen die Schutzvorrichtung, auch bei einem Bruch im Nulleiter des Speisenetzes weiter funktionieren. Dabei verläuft die Speisung, die meistens eine sehr geringe Kapazität erfordert, über die Erdelektrode 9 der elektrischen Anlage 5·

In zweiter Linie schafft die erfindungsgemässe Massnahme die Möglichkeit, eine Spannungssteigerung am Nulleiter 2 auch zu signalisieren, bezw. zur Aktivierung der Schutzvorrichtung anzuwenden, auch falls die Spannung am Phasenleiter selbst weggefallen ist. Zu diesem Zweck wird auf das Prinzipschema nach Fig. 2 hingewiesen, das in praktisch allen Einzelheiten

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(ausser der Wicklung ¥4) dem Prinzipschema nach Fig. 1 entspricht, sodass die diesbezüglichen Komponenten auch mit den gleichen Bezugsziffern wie in Fig. 1 bezeichnet sind.

Wie Fig. 2 zeigt, ist der dritte Anschluss 13 des Speiseapparats 10 nicht unmittelbar, wie in Fig. 1, sondern über die Wicklung W4 der Erdleckdetektionsvorrichtung 6 mit Erdelektrode 9 verbunden. Die schlagartige Steigerung des Stromes durch die Erdelektrode 9 wird über die Wicklung W4 als Störinformation in die Erdleckdetektionsvorrichtung 16 introduziert. Die dadurch herbeigeführte Aenderung des Magnetisierungszustandes des Kerns 17 hat zur Folge, dass die Erdleckdetektionsvorrichtung den Erdleckschalter 4 offensteuert, sodass die ganze Anlage frei von Spannung kommt. Auf die weitere Signalisierung dieser Erscheinung wird nicht weiter eingegangen. Wohl wird bemerkt, dass die Anwendung einer mit dem Kern 7 gekoppelten Wicklung W4 in der Verbindung zwischen dem dritten Anschluss 13 des Speiseapparats 10 einerseits und der Erdelektrode 9 andererseits lediglich ein Beispiel für Introduktion bestimmter Stör information, in diesem Fall Information über Leiterbruch, in der Schutzvorrichtung 6, bildet. Naturgemäss kann auch andere Störinformation auf ähnliche oder vergleichbare Weise in eine Schutzvorrichtung introduziert werden. Bei der Ausführungsform nach den Figuren 1 und 2 kann beispielsweise anstelle von der Stromzunahme über den dritten Anschluss 13 zu der Erdelektrode die Spannungssteigerung zwischen den Anschlüssen 12 und 13 als Quelle von Stör information benutzt werden. Für den sachverständigen Fachmann wird es in der Praxis nicht schwierig sein, seine Wahl aus der zur Verfugung stehenden Störinformation und den verfügbaren Arten der Introduktion derselben in die Schutzvorrichtung zu machen. Von Wichtigkeit ist nur, dass die Schutzvorrichtung 6 durch Anwendungen der Erfindung bei einem Bruch im Nulleiter des Speisenetzes weiter funktioniert und die Möglichkeit zu Weiterfunktionieren der Schutzvorrichtung bietet. Damit hängt auch die mehr allgemeine Andeutung als "funktioneile Anlage" der Schutzvorrichtung oder Erdleckdetektionsvorrichtung 6 zusammen. Eine derartige Vorrichtung

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kann auch bei einem Bruoh in der Nulj.ei+ung weiterfunktionieren, wie Signalisieren, Alarmieren, Schützen oder auf andere gewünschte Weise.

Anhand der Figuren 3A, 3B und 3C werden einige Ausführungsformen des Speiseapparats 10 nach der Erfindung beschrieben. Dabei sind für die auswendigen Anschlüsse stets die gleichen Bezugsziffern 11-15 wie in den Figuren 1 und 2 angewandt.

I¹Ig* 3A zeigt das Prinzipschema einer mit einseitiger Gleichrichtung arbeitenden Gleichrichtschaltung mit einer Reihenschaltung einer Impedanz 21 und einem Gleichrichter 22 zwischen den ersten Anschluss 11 und der positiven Speiseleitung 14· Die Reihenimpedanz 21 dient dazu, aus der zwischen den Leitern 7 und 8 vorhandenen Wechselspannung die zur Erzielung der gewünschten Ausgangsgleichspannung zwischen den Speiseleitungen 14 und 15 benötigte, niedrigere Wechselspannung herzuleiten. Dies kann im Zusammenhang mit dem geringen Stromverbrauch der Schutzvorrichtung 6 mittels der Reihenimpedanz 21 erfolgen. Etwaige andere Komponenten, wie ein Ausgleichkondensator, sind aus der Gleichrichtschaltung nach Fig. 3A weggelassen. Der zweite Eingangsanschluss 12 des Speiseapparats ist unmittelbar mit der Ausgangsspeiseleitung 15 durchgeschaltet. Wenn der zweite Anschluss 12 durch einen Bruch im Nulleiter 2 des Netzes auf den Potential des Phasenleiters 1 kommt, wie im Vorstehenden beschrieben, wird die Gleichrichtwirkung nach der Ausgangsspeiseleitung 14 durch eine zweite Reihenschaltung, bestehend aus der Impedanz 23 und dem Gleichrichter 24, der zwischen dem in Fig. 1 unmittelbar und in Fig. 2 über die Wicklung W4 mit der Erdelektrode 9 verbundenen, dritten Anschluss einerseits und der positiven Speiseleitung 14 andererseits angeordnet ist, übernommen. Der Wert der Reihenimpedanz 23 ist im allgemeinen kleiner als die der Reihenimpedanz 21 oder gleich derselben.

Es wird einleuchten, dass die Reihenschaltung 23, 24 bei einem Bruch im Nulleiter die Rolle der Reihenschaltung 21, übernimmt.

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Pig. 3B zeigt das Prinzipschema tiner mit doppelseitigen Gleichrichtung arbeitenden GIeichrichtschaltung nach der Erfindung. Dieselbe besteht im wesentlichen aus der Parallelschaltung der zwei Reihenschaltungen von je zwei alternativ wirksamen Gleichrichtern 25 und 26 bezw. 27 und 28. Dabei ist der Verbindungspunkt der beiden Gleichrichter 25 und 26 der erstgenannten Reihenschaltung über eine Reihenimpedanz 21 ' mit dem ersten Anschluss 11 des Speiseapparats gekoppelt, während der Verbindungspunkt der beiden Gleichrichter 27 und 28 der zweiten genannten Reihenschaltung unmittelbar mit dein zweiten Anschluss 12 des Speiseapparats verbunden ist. Dabei kann über die Reihenimpedanz 21' dasselbe wie über die Reihenimpedanz 21 der Schaltung nach Mg. 3A gesagt werden. Die beiden Reihenschaltungen sind in üblicher Weise zwischen den Ausgangsspeiseleitungen 14 und 15 angeschlossen. Wie die Erfindung nun vorschlägt, ist zudem zwischen den Leitungen und 1 5 eine dritte Reihenschaltung von zwei Gleichrichtern und 30 angeordnet, deren Verbindungspunkt über eine Reihenimpedanz 23' mit dem dritten Anschluss 13 des Speiseapparats gekoppelt ist. Auf derartige Weise wie bei der Gleichrichtschaltung nach Pig. 3A wird diese letztgenannte, dritte Reihenschaltung mit den Gleichrichtern 29 und 30 wirksam werden, wenn der zweite Anschluss 12 des Speiseapparats durch einen Bruch im Nulleiter 2 (über die elektrische Anlage 5) auf den Potential des Phasenleiters 1 des Netzes gekommen ist. Die Reihenimpedanz 23' erfüllt einerseits die gleiche Rolle wie die Reihenimpedanz 23 in der Gleichrichtschaltung nach Pig. 3A, jedoch andererseits um sicherzustellen, dass bei ordnungsgemässem Betrieb der über Speiseleitung 1 5 fliessende Strom sich ganz oder in überwiegendem Masse über den zweiten Anschluss 12 einen Weg sucht.

Es wird bemerkt, dass obwohl die Figuren 3A und 3B einphasige Speisenetze betreffen, die Erfindung auf dieselben nicht beschränkt ist. So kann der Phasenleiter 1 des Wechselstromnetzes 3 als einen der Phasenleiter eines Speisenetzes betrachtet werden. Der Speiseapparat 10 kann z.B. zur

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Speisung aus einem dreiphasigen Kctz mit drei ersten Anschlüssen 11 versehen sein, jeder für Kopplung mit einem der Phasenleiter des Netzes bestimmt und über eine zugehörige Reihenimpedanz, mit einer Brückenschaltung für dreiphasige Gleichrichtung des herkömmlichen Typs verbunden. Eine derartige Gleichrichtschaltung ist nicht in der Zeichnung dargestellt, sondern kann ebenfalls nach den Vorschriften der Erfindung ausgeführt werden. Von Wichtigkeit ist nur, dass bei dem erfindungsgemassen Speiseapparat bei einem. Bruch im NuI-leiter eine Durchschiebung der Punktionen des ersten Anschlusses 11 und des zweiten Anschlusses 12 nach dem zweiten Anschluss 12 bezw. dem dritten Anschluss 13 erfolgt. Ferner wird noch bemerkt, dass in den Pig. 3A und 3B Sp ei se apparate dagestellt sind, die ohne Transformator arbeiten und im wesentlichen aus Gleichrichtern bestehen. Dies soll jedoch nicht als eine Begrenzung der Erfindung betrachtet werden. Auch mit einem Transformator oder mit anderen, nicht in der Zeichnung dargestellten Komponenten versehenen Speiseapparaten können im allgemeinen auf geeignete Weise mit einem dritten Anschluss zur Kopplung mit und eventueller Speisung aus einer Erdelektrode versehen werden.

Das Prinzipschema nach Fig. 3C zeigt lediglich was die Stelle der Reihenimpedanz 23' betrifft einen Unterschied mit dem Schema nach Fig. 3B. Dieser Unterschied ist jedoch von prinzipieller Bedeutung. Wie bei der Besprechung des Prinzipschemas nach Fig. 3B schon bemerkt, hat das Vorhandensein der Reihenimpedanz 23' zur Folge, dass der über die Speiseleitung 14 laufende Strom über den mit der Impedanz 23' verbundenen Gleichrichter 30 (Fig. 3B) oder 28 (Fig.3C) einen weniger guten Leitungsweg nach Erde findet als über den anderen Gleichrichter 28 (Fig. 3B) oder 30 (Fig. 3G), sodass der diesbezügliche Strom ganz oder in überwiegendem Masse den letztgenannten Leitungsweg wählen wird, d.h. bei dem Zustand nach Fig. 3B über den zweiten Anschluss 12 nach dem Nulleiter 2 des Speisenetzes 3> jedoch bei dem Zustand nach Fig. 3C über den dritten Anschluss 13 nach der Erdelektrode 9· Dieser letztgenannte Zustand schafft, falls ein absichtlich kreierter Erdstrom an der Stelle zugelassen ist, die

Möglichkeit, einen Schluss zwischen dem Nulleiter und Erde zu signalisieren. 809881/0848

Claims

PATENTANWÄLTE , Dipi. ing. Klaus Wsstphal Dr. tot. n«. Bernd f-/'j;j£ gnug

ur. rer. mt. 0110 E L! C h Hazemeyer B.V., Hengelo, Niederlande

"Speiseapparat und mit demselben zu einem Ganzen vereinigte, funktionelle Vorrichtung, wie eine
Erdleckdetektionsvorrichtung"

PATENTANSPRUECHE

{ 1. jSpeiseapparat für eine einer aus einem Phasenleiter und Ti^m Nulleiter eines Wechselstromspeisenetzes zu speisenden Anlage zuzuordnende, funktionelle Vorrichtung, insbesondere eine Schutzvorrichtung, wie eine
Erdleckdetektionsvorrichtung, wobei der Anlage eine Erdelektrode zugeordnet ist, welcher Speiseapparat mit einer Gleichrichtschaltung mit einem zur Verbindung mit dem Phasenleiter und dem Nulleiter des Speisenetzes bezw. der Erdelektrode dienenden, ersten, zweiten und dritten Anschluss versehen ist, derart, dass mindestens bei einem Bruch im Nulleiter oder in einem, denselben mit der Gleichrichtschaltung verbindenden Leiter, Speisung der Gleichrichtschaltung über die Erdelektrode erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Anschluss über eine zweite Gleichrichtsehaltung mit der erstgenannten Gleichrichtschaltung verbunden ist.
2. Speiseapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass entweder zwischen dem dritten Anschluss und dessen zugehöriger Gleichrichtschaltung, oder . zwischen dem zweiten Anschluss und dessen zugehöriger Gleichrichtsehaltung eine Reihenimpedanz angeordnet ist.

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3· Speiseapparat nach Anspruch ί oder 2, bei dem die 2825881 Gleichrichtschaltung des einseitigen Typs ist und ein Gleichrichtelement enthält, dessen eine Elektrode mit dem ersten Anschluss zur Verbindung mit dem Phasenleiter des Netzes gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die andere Elektrode des Gleichrichtelements über ein zusätzliches Gleichrichtelement mit dem dritten Anschluss zur Verbindung mit der Erdelektrode gekoppelt ist.
4· Speiseapparat, bei dem die Gleichrichtschaltung des doppelseitige Typs ist und eine Parallelschaltung von mindestens zwei Reihenschaltungen von je zwei alternativ wirksamen GIeichrichtelementen enthält, wobei der Verbindungspunkt der Elemente der ersten Reihenschaltung mit dem ersten Anschluss zur Verbindung mit dem Phasenleiter des Speisenetzes gekoppelt ist und der Verbindungspunkt der Elemente der zweiten Reihenschaltung mit dem zweiten Anschluss zur Verbindung mit dem Nulleiter des Speisenetzes gekoppelt ist, gekennzeichnet durch eine zur Parallelschaltung parallelgeschaltete, dritte Reihenschaltung zweier Gleichrichtelemente, deren Verbindungspunkt mit dem dritten Anschluss zur Verbindung mit der Erdelektrode gekoppelt ist.
5· Speiseapparat nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine zu der ganzen Parallelschaltung parallelgeschaltete, gesonderte vierte und fünfte Reihenschaltung von je zwei Gleichrichtelementen, deren Verbindungspunkte mit einem vierten bezw. fünften Anschluss zur Verbindung mit den übrigen zwei Phasenleitern eines

Dreiphasenwechselstromspeisenetzes gekoppelt sind.
6. Punktionelle Vorrichtung, insbesondere Schutzvorrichtung, wie eine Erdleckdetektionsvorrichtung, ausgestattet mit einem zu einem Ganzen vereinigten Speiseapparat nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche.

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Ί. Funktionelle Vorrichtung nacn Anspruch 6, ausgestattet mit einem auf eine Spannungsänderung und/oder eine Stromstärkeänderung ansprechenden Schalt- und/oder Signalisierungsmechanismus, der mit einem magnetischen Kreis mit einer oder mehreren derart ausgebildeten und durch den normalen Betriebsstrom eines aus dem Wechselstromspeisenetz gespeisten Anlage durchflossenen Detektionswicklungen versehen ist, dass der Mechanismus bei Detektion einer Aenderung im normalen Betriebsstrom wirksam wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine dem magnetischen Kreis zugeordnete Wicklung zwischen dem dritten Anschluss des Speiseapparats einerseits und der Erdelektrode andererseits angeordnet ist.

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