DE3110418A1 - Circuit arrangement for protection of a current transformer - Google Patents

Circuit arrangement for protection of a current transformer

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Ditmar Dipl.-Ing. 2000 Wedel Storm
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    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/04—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for transformers
    • H02H7/042—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for transformers for current transformers

Abstract

A circuit arrangement for protection of a current transformer, in the case of which high voltage spikes and severe heating occur in the event of failure of a load which is connected in the secondary circuit of the current transformer. A switching contact which is open in the operating mode is provided in a branch parallel to the load. A switching device which causes the switching contact to close in the event of failure of the load is connected in a second branch parallel to the load. A spare load, which corresponds to the load, can be connected in series with the switching contact. The circuit arrangement is preferably provided for use in an optical landing aid (visual approach-slope indicator - VASI). <IMAGE>

Description

"Schaltungsanordnung zum Schutz von einem Stromwandler""Circuit arrangement for the protection of a current transformer"

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to a circuit arrangement according to the preamble of claim 1.

Die Aufgabe eines Stromwandlers ist es, den in seiner Primärwicklung fließenden Strom in einen proportionalen Strom auf seiner Sekundärseite zu übersetzen. Der sekundärseitige Strom wirkt als eingeprägter Strom und erzeugt an einer ohmschen Bürde den Spannungsabfall U = R x J. Bei Fortfall der Borde wird der Widerstand R = cd, so daß theoretisch aufgrund des eingeprägten Stromes auch der Spannungsabfall unendlich werden müßte.. Besonders nachteilig ist es, daß die in der Praxis auftretenden hohen Spannungs spitzen sowie die zusätzlich bei Leerlauf eines Stromwandlers auftretende Erwärmung zur Beschädigung bzw.The job of a current transformer is the one in its primary winding translate flowing current into a proportional current on its secondary side. The secondary-side current acts as an impressed current and generates an ohmic one Load the voltage drop U = R x J. If the shelves are omitted, the resistance R = cd, so that theoretically due to the impressed current also the voltage drop would have to be infinite .. It is particularly disadvantageous that those occurring in practice high voltage peaks as well as those that also occur when a current transformer is idle Heating up to damage or

Zerstörung des Stromwandlers führen können.Destruction of the current transformer.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zum Schutz von einem Stromwandler zu schaffen, wenn die im Sektindärkreis des Stromwandlers angeordnete Last ausfällt.The invention is therefore based on the object of a circuit arrangement to create protection from a current transformer when the in the secular circuit of the current transformer arranged load fails.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst.According to the invention, the object is achieved by the characterizing features solved by claim 1.

Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 10 beschrieben.Refinements of the invention are set out in subclaims 2 to 10 described.

Ein Vorteil der Erfindung ist - neben dem aufrechterhalten des Betriebszustandes trotz Ausfall einer Last - darin zu sehen, daß die nahezu unverwüstlichen Bauelemente der Schalteinrichtung nach dem Ansprechen sich selbst aus dem Stromkreis heraustrennen. Weiterhin ist es vorteilhaft, daß der Schutz auch auf Stromwandler erweitert werden kann, wo es nicht erforderlich ist, nach Ausfall der Last auf eine Reserve-Last zum Aufrechterhalten des Betriebszustandes umzuschalten.One advantage of the invention is - in addition to maintaining the operating state despite failure of a load - it can be seen that the almost indestructible components the Switching device after responding to itself out of the circuit cut out. Furthermore, it is advantageous that the protection also applies to current transformers can be expanded, where it is not necessary, after the load fails on one Switch over reserve load to maintain the operating state.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Figur 1 eine Schaltungsanordnung, bei der im Sekundärkreis eines Stromwandlers als Last eine Ealogenlampe, insbesondere die Ealogenlampe einer optischen Landehilfe (Vasi), vorgesehen ist, Figur 2 ein Spannungs diagramm und Figur 3 eine weitere Schaltungsanordnung mit einer beliebigen Belastungseinheit im Sekundärkreis eines Stromwandlers.In the drawing, an embodiment of the invention is shown, namely, Figure 1 shows a circuit arrangement in which in the secondary circuit one Current transformer as load an egg lamp, in particular the egg lamp of an optical Landing aid (Vasi) is provided, Figure 2 is a voltage diagram and Figure 3 is a further circuit arrangement with any load unit in the secondary circuit a current transformer.

In Figur 1 ist der Stromwandler der Schaltungsanordnung mit 1 bezeichnet, dessen Primärkreis zeichnerisch nicht dargestellt ist und der in seinem Sekundärkreis eine Halogenlampe 2 speist.In Figure 1, the current transformer of the circuit arrangement is denoted by 1, whose primary circuit is not shown in the drawing and that in its secondary circuit a halogen lamp 2 feeds.

Ein typisches Beispiel für einen derartigen Anwendungsfall findet man in Flughafenbefeuerungsanlagen, wo n Transformatoren primärseitig in Reihe geschaltet sind und mit konstantem Strom gespeist werden, und-wo diese Transformatoren auf ibrer Sekundärseite jeweils eine Lampe eines Feuers speisen, so daß bei Ausfall einer Lampe trotz der Reihenschaltung aller Feuer n - 1 Lampen unbeeinflusst weiterbrennen. Parallel zur Ralogenlampe 2 liegt eine Reservelampe 3, die mit einem im Betriebszustand geöffneten Schaltkontakt 6.1 in Serie liegt, so daß lediglich die Ralogenlampe 2 eingeschaltet ist. In einem zweiten Parallelzweig zur Lampe 2 ist eine Schalteinrichtung angeordnet, die aus einer Serienschaltung einer Gasentladungsröhre 4, einem im Betriebszustand geschlossenen Schaltkontakt 6.2 und einem Überstromauslöser 5 besteht. Der Uberstromauslöser 5 arbeitet auf eine Schalteinrichtung 6 für die Schaltkontakte 6.1 und 6.2. Neben diesen beiden Schaltkontakten ist ein dritter Schaltkontakt 6.3 vorhanden, der in einem Meldeschaltkreis angeordnet und im Betriebszustand geschlossen ist.A typical example of such an application can be found in airport lighting systems, where n transformers are connected in series on the primary side are and are fed with constant current, and -where these transformers are on On the other secondary side each feed a lamp of a fire so that in the event of failure of a lamp, despite the series connection of all lights, n - 1 lamps continue to burn unaffected. Parallel to the Ralogen lamp 2 is a reserve lamp 3, which is in the operating state open switching contact 6.1 is in series, so that only the halogen lamp 2 is switched on. A switching device is located in a second parallel branch to lamp 2 arranged, which consists of a series circuit of a gas discharge tube 4, one in the operating state closed switching contact 6.2 and an overcurrent release 5 exists. The overcurrent release 5 works to a switching device 6 for the switching contacts 6.1 and 6.2. In addition to these two switching contacts, there is a third switching contact 6.3, which is arranged in a signaling circuit and is closed in the operating state.

Fällt die Lampe 2 aus, beispielsweise infolge Durchbrennens, so entstehen aufgrund des fehlenden Belastungswiderstandes über der Sekundärwicklung des Stromwandlers hoVe Spannungsspitzen. Der Spitzenwert dieser Spannungsspitzen liegt oberhalb der Zündspannung UZ der Gasentladungsröhre 4. Die Gasentladungsröhre 4 zündet daher, so daß es zu einer Bogenentladung B innerhalb der Röhre 4 kommt. Die Brennspannung UB der Bogenentladung liegt wesentlich unterhalb der Zündspannung UZ. Die Spannungsverhältnisse sind aus dem in Figur 2 dargestellten Spannungsdiagramm ersichtlich. Nach dem Zünden der Gasentladungsröhre 4 arbeitet der Stromwandler 1 auf einen ohmschen Abschlußwiderstand. Dieser besteht aus der Gasentladungsröhre 4, dem Schaltkontakt 6.2 und dem elektromagnetischen Uberstromauslöser 5 und treibt durch diese Anordnung einen eingeprägten Strom, der zur Auslösung des elektromagnetischen tberstromauslösers 5 führt. Der Überstromauslöser 5 betätigt über die Schalteinrichtung 6 die Schaltkontakte 6.1, 6.2 und 6.3. Der Schaltkontakt 6.1 schaltet die Reservelampe 3 in den Sekundärkreis des Stromwandlers. Der Schaltkontakt 6.2 unterbricht nach erfolgter Auslösung den Stromfluß durch die Gasentladungsröhre 4 und den elektromagnetischen Uberstromauslöser 5. ueber den Schaltkontakt 6.3 erfolgt eine Meldung über das Ansprechen der Schalteinrichtung.If the lamp 2 fails, for example as a result of being burned out, this is the case due to the lack of load resistance across the secondary winding of the current transformer hoVe voltage peaks. The peak value of these voltage peaks is above the Ignition voltage UZ of the gas discharge tube 4. The gas discharge tube 4 therefore ignites, so that an arc discharge B occurs within the tube 4. The burning voltage UB of the arc discharge is significantly below the ignition voltage UZ. The tension can be seen from the voltage diagram shown in FIG. After ignition of the gas discharge tube 4, the current transformer 1 operates on an ohmic terminating resistor. This consists of the gas discharge tube 4, the switching contact 6.2 and the electromagnetic one Overcurrent release 5 and drives an impressed current through this arrangement, the tripping of the electromagnetic overcurrent release 5. The overcurrent release 5 actuates the switching contacts 6.1, 6.2 and 6.3 via the switching device 6. Of the Switching contact 6.1 switches the reserve lamp 3 into the secondary circuit of the current transformer. The switch contact 6.2 interrupts the flow of current through the Gas discharge tube 4 and the electromagnetic overcurrent release 5. over the Switching contact 6.3 there is a message about the response of the switching device.

Das Rücksetzen der Anordnung in den Betriebszustand nach Austausch der defekten Ralogenlampe 2 gegen eine neue Lampe kann durch mechanische Betätigung des elektromagnetischen tberstromauslösers 5 vorgenommen werden.Resetting the arrangement to the operating state after replacement the defective halogen lamp 2 can be replaced by a new lamp by mechanical actuation of the electromagnetic overcurrent release 5.

Anstelle der Halogenlampe 2 und der Reservelampe 3 können auch beliebig andere Belastungseinheiten verwendet werden.Instead of the halogen lamp 2 and the reserve lamp 3, you can also use any other load units can be used.

Auch ist es möglich, die Reservelampe 3 zu entfernen und einen vollwertigGn Schutz des Stromwandlers 1 dadurch zu erreichen, daß eine defekte Halogenlampe 2 über den Schaltkontakt 6.1 kurzgeschlossen wird.It is also possible to remove the reserve lamp 3 and use a full-fledged Gn To achieve protection of the current transformer 1 in that a defective halogen lamp 2 is short-circuited via the switch contact 6.1.

Die in Figur 3 dargestellte Schaltungsanordnung unterscheidet sich von derjenigen aus Figur 1 darin, daß zum einen im Sekundärkreis des Stromwandlers 1 eine Belastungseinheit 7 anstelle der Lampe 2 und eine Reservebelastungseinheit 8 anstelle der Reservelampe 3 und zum anderen eine Gleichrichterschaltung 9 mit nachgeschaltetem bistabilen Relais 10 anstelle des Uberstromauslösers 5 vorgesehen sind. Weiterhin ist eine Rücksetzeinrichtung 11 vorhanden, die ein Rücksetzen des Relais 10 in den Betriebszustand nach Austausch der ausgefallenen Belastungseinheit 7 gegen eine neue Last auf elektrischem Wege ermöglicht. Auch bei dieser Schaltungsanordnung wird das Prinzip, durch Zünden der Gasentladungsröhre 4 einen Strom durch die Schalteinrichtung zu treiben, dazu verwendet, nach Gleichrichtung in der Gleichrichterschaltung 9 das bistabile Relais 10 anzusteuern.The circuit arrangement shown in FIG. 3 differs from that of Figure 1 in that on the one hand in the secondary circuit of the current transformer 1 a load unit 7 instead of the lamp 2 and a reserve load unit 8 instead of the reserve lamp 3 and on the other hand a rectifier circuit 9 with downstream bistable relay 10 is provided instead of the overcurrent release 5 are. Furthermore, a reset device 11 is provided, which resets the Relay 10 in the operating state after replacing the failed load unit 7 against a new load by electrical means. Even with this circuit arrangement the principle is, by igniting the gas discharge tube 4, a current through the switching device to drive, used after rectification in the rectifier circuit 9 to control the bistable relay 10.

Das bistabile Relais 10 schaltet dann seine zugehörenden Kontaktelemente 10.1, 10.2 und 10.3 in der zuvor bei Figur 1 beschriebenen Weise.The bistable relay 10 then switches its associated contact elements 10.1, 10.2 and 10.3 in the manner previously described for FIG.

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Claims (10)

Patentansprüche 9 Schaltungsanordnung zum Schutz von einem Stromwandler, 'S;i dem bei Ausfall einer im Sekundärkreis des Stromwandlers liegenden Last hohe Spannungsspitzen und starke Erwärmungen auftreten, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Parallelzweig zur Last (2, 7) ein im Betriebszustand geöffneter Schaltkontakt (6.1, 10.1) vorgesehen ist, und daß in einem zweiten Parallelzweig zur Last (2, 7) eine Schalteinrichtung angeordnet ist, die bei Ausfall der Last (2, 7)eine Schließung des Schaltkontaktes (6.1, 10.1) veranlasst.Claims 9 circuit arrangement for the protection of a current transformer, 'S; i the high when a load in the secondary circuit of the current transformer fails Voltage peaks and strong heating occur, characterized in that in a parallel branch to the load (2, 7) a switching contact that is open in the operating state (6.1, 10.1) is provided, and that in a second parallel branch to the load (2, 7) a switching device is arranged, which closes if the load (2, 7) fails of the switching contact (6.1, 10.1). 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Last (2, 7) entsprechende Reservelast (3, 8) in Serie zum Schaltkontakt (6.1, 10.1) angeordnet ist.2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that a reserve load (3, 8) corresponding to the load (2, 7) in series with the switching contact (6.1, 10.1) is arranged. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 für die Anwendung in einer optischen Landehilfe (Vasi), gekennzeichnet durch eine mit dem Schaltkontakt (6.1) in Serie geschaltete Reservelampe (3), die der Lampe (2) der optischen Landehilfe entspricht. 3. Circuit arrangement according to claim 2 for use in a optical landing aid (Vasi), characterized by a switch contact (6.1) Series-connected reserve lamp (3) that of the lamp (2) of the optical landing aid is equivalent to. 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß als auf den Schaltkontakt (6.1) einwirkende Schalteinrichtung eine Serienschaltung aus Gasentladungsröhre (4), einem zweiten, im 3etriebszustand geschlossenen Schaltkontakt (6.2) und einem elektromagnetischen über stromauslöser (5) vorgesehen ist. 4. Circuit arrangement according to claim 1, 2 or 3, characterized in that that the switching device acting on the switching contact (6.1) is a series circuit from gas discharge tube (4), a second switching contact, which is closed in the operating state (6.2) and an electromagnetic over current release (5) is provided. 5. Schaltungsanordnung nach anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausfall der Last (2) eine Zündung der Gasentladungsröhre (4) und darch den durch die Gasentladungsröhre (4) fließenden Strom eine Auslösung des elektromagnetischen Überstromauslösers (5) erfolgt, und daß der Uberstromauslöser (5) den ersten Schaltkontakt (6.1) schließt und den zweiten Schaltkontakt (6.2) öffnet.5. Circuit arrangement according to claim 4, characterized in that if the load (2) fails, the gas discharge tube (4) is ignited and then through the gas discharge tube (4) flowing current triggering the electromagnetic Overcurrent release (5) takes place, and that the overcurrent release (5) is the first switching contact (6.1) closes and the second switching contact (6.2) opens. 6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rücksetzen der Schaltungsanordnung in den Betriebszustand nach Austausch der ausgefallenen Last (2) gegen eine neue Last durch mechanische Betätigung des elektromagnetischen Uberstromauslösers (5) erfolgt.6. Circuit arrangement according to claim 4 or 5, characterized in that that a reset of the circuit arrangement in the operating state after replacement the failed load (2) against a new load by mechanical actuation of the electromagnetic overcurrent release (5) takes place. 7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß als auf den ersten Schaltkontakt (10.1) einwirkende Schalteinrichtung eine Serienschaltung aus Gasentladungsröhre (4), einem zweiten, im Betriebszustand geschlossenen Schaltkontakt (10.2) und einer Gleichrichterschaltung (9) mit nachgeschaltetem bistabilen Relais (10) vorgesehen ist, dessen Schaltkontakte dem ersten bzw.7. Circuit arrangement according to claim 1, 2 or 3, characterized in that that the switching device acting on the first switching contact (10.1) is a series circuit from gas discharge tube (4), a second switching contact, which is closed in the operating state (10.2) and a rectifier circuit (9) with a downstream bistable relay (10) is provided, the switching contacts of which correspond to the first or zweiten Schaltkontakt (10.1 bzw. 10.2) entsprechen.second switching contact (10.1 or 10.2). 8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausfall der Last (7) eine Zündung der Gasentladungsröhre (4) und nach Gleichrichtung des durch die Gasentladungsröhre (4) fließenden Stromes eine Ansteuerung des bistabilen Relais (10) erfolgt, und daß das Relais (10) seinen ersten Schaltkontakt (10.1) schließt und seinen zweiten Schaltkontakt (10.2) öffnet.8. Circuit arrangement according to claim 7, characterized in that if the load (7) fails, the gas discharge tube (4) is ignited and after rectification of the current flowing through the gas discharge tube (4) controls the bistable Relay (10) takes place, and that the relay (10) has its first switching contact (10.1) closes and its second switching contact (10.2) opens. 9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rücksetzeinrichtung (11) vorgesehen ist, die ein Rücksetzen des Relais (10) in den Betriebszustand nach Austausch der ausgefallenen Last (7) gegen eine neue Last auf elektrischem Wege ermöglicht.9. Circuit arrangement according to claim 7 or 8, characterized in that that a reset device (11) is provided which resets the relay (10) in the operating state after replacing the failed load (7) with a new load made possible by electrical means. 10. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch einen im Betriebs zustand geschlossenen dritten Schaltkontakt (6.3, 10.3), der in einem Meldeschaltkreis angeordnet ist, sich bei Ausfall einer Last (2, 7) öffnet und eine Auslösung einer Meldeeinrichtung bewirkt.10. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 9, characterized by a third switching contact (6.3, 10.3) that is closed during operation, which is arranged in a signaling circuit, in the event of a load failure (2, 7) opens and triggers a signaling device.
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