DE3126045A1

DE3126045A1 - Short-circuit direction indicators

Info

Publication number: DE3126045A1
Application number: DE19813126045
Authority: DE
Inventors: Volkmar Dipl.-Ing. 5628 Heiligenhaus Fritsch; Hendrik Dipl.-Ing. 4030 Ratingen Horstmann
Original assignee: Dipl Ing H Horstmann GmbH
Current assignee: Dipl Ing H Horstmann GmbH
Priority date: 1981-07-02
Filing date: 1981-07-02
Publication date: 1983-01-13
Also published as: AT377663B; ATA187377A

Abstract

The invention relates to short-circuit direction indicators for high-voltage lines fed from two ends in three-phase systems. In such devices, it is usual to use a capacitive sensor for the voltage and an inductive sensor for the current and to transfer the sinusoidal quantities via Zener diodes in trapezoidal form. It is the object of the invention to improve known devices by simple means in such a manner that they still reliably indicate even with a collapse of the voltage in the short-circuit case. This is achieved by the fact that the star or delta voltage triggers a synchronous oscillator (2) which continues to run with the correct phase in the short-circuit case and is used as phase frequency, that the signals (U20, U21) of the sensors (1, 3) are supplied to a drive logic (4) and that the drive logic (4) output is connected to a phase measuring unit (6) consisting of logic gates, the output of which feeds direction indicating elements (LED1, LED2). <IMAGE>

Description

31260A531260A5

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kurzschlußrichtungsanzeiger der im Gattungsbegriff genannten Art.The invention relates to a short-circuit direction indicator of the type mentioned in the generic term.

Aus der DT-AS 24 12 792 ist ein Richtungsrelais für zweiseitig gespeiste Leitungen in Wechselstromnetzen bekanntgeworden, bei welchem eine Wechselspannung, ein Wechselstrom und der um 180° phasenverschobene Wechselstrom aus der Sinusform in die Trapozform umgewandelt werden. Während der positiven TrapezspannungshaibwelIe wird der positive Differentialquotient der trapezförmigen Ströme zur Richtungsanzeige ausgenutzt. Im einzelnen sind u.a. npn-Transistoren vorgesehen, die nur bei positivem Differentialquotient, aufgesteuert werden und Haftmagnetrelais betätigen, wenn zugleich ein von der Spannung gesteuerter weiterer Transistor leitend ist. Über die Relais wird eine Blinkschaltung ausgelöst, die aus einera eingebauten Akkumulator gespeist wird. Die zur Ableitung der Me hspannung benutzte Leitung wird nicht an einen Spannungswandler, sondern an eine Phase der Niederspannungsseite des Stationstransformators angeschlossen.From the DT-AS 24 12 792 a direction relay for double-fed lines in AC networks has become known, at which is an alternating voltage, an alternating current and the alternating current phase shifted by 180 ° from the sinusoidal to the trapezoidal form being transformed. During the positive trapezoidal tension shark wave becomes the positive differential quotient of the trapezoidal currents used to indicate direction. In particular, npn transistors are provided, which are only turned on in the event of a positive differential quotient and operate the magnetic relay if another transistor controlled by the voltage is conducting at the same time. A flashing circuit is triggered via the relay, which consists of a built-in accumulator is fed. The one used to derive the additional stress The line used is not connected to a voltage converter, but to a phase on the low-voltage side of the station transformer connected.

Das beschriebene Richtungsrelais hat die Aufgabe, Kurzschlüsse im induktiven Bereich, also beispielsweise im Phasenwinkelbereich (β = 30 - 150°, zu erfassen. Nachteilig ist dabei, daß das Gorät beim SpannungsZusammenbruch infolge der relativ großen Meßzeit von etwa 100 ms nicht sicher anzeigt. Ungünstig'ist ferner, daß zur Meßspannungsversorgung ein Transformator in der Nähe sein muß und daß sich hieraus dynamische Probleme ergeben. Weiterhin ist zu bemängeln, daß bei einem sowohl auf der Hochspannungsseite als auch auf der Niederspannungsseite angeschlossenen Gerät die Gefahr einer Spannungsverschleppung nicht auszuschließen ist.The directional relay described has the task of detecting short circuits in the inductive range, for example in the phase angle range (β = 30 - 150 °. The disadvantage here is that the device does not reliably indicate a voltage breakdown due to the relatively long measurement time of around 100 ms It is also the case that a transformer has to be nearby for the measuring voltage supply and that this results in dynamic problems.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen einfachen und leicht zu montierenden Kurzschlußrichtungsanzeiger der eingangs genannten Art zu schaffen, der auch beim SpannungsZusammenbruch infolge des Kurzschlusses noch sicher anzeigt.The invention is based on the object of providing a simple and easy-to-assemble short-circuit direction indicator of the type mentioned at the beginning to create the type mentioned, which still shows reliably in the event of a voltage breakdown as a result of the short circuit.

Diese Aufgabe wird mit den im Kennzeichen angegebenen Mitteln gelöst.This task is solved with the means indicated in the label.

Ein Ausführungsbeispiel wird anhand von Fig. 1-4 der Zeichnung erläutert.An exemplary embodiment is explained with reference to FIGS. 1-4 of the drawing.

In Fig. 1 wird die Meßaufgabe erläutert,In Fig. 1 the measuring task is explained,

Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild,Fig. 2 shows a block diagram,

Fig. 3 die Gesamtschaltung,3 shows the overall circuit,

Fig. 4 ein AblaufdiagrammFig. 4 is a flow chart

Fig. 1 zeigt die Anordnung der Meßeinrichtung im Drehstromnetz. Mit G 1 und G 2 sind Drehstromgeneratoren oder allgemein Drehstrom-Fig. 1 shows the arrangement of the measuring device in the three-phase network. With G 1 and G 2 three-phase generators or generally three-phase

quellen bezeichnet, die durch eine Leitung miteinander verkoppelt sind. Mit M ist eine Meßstation benannt, die zugleich Abzweig- oder Umspannstation sein kann. Weitere Abzweige können an beliebigen Punkten von der Leitung abgehen. Wenn sich auf der Leitung L ein Kurzschluß ausbildet, so kann er von der Station M aus gesehen nur in Richtung des Generators G1 oder in Richtung des Generators G2 liegen. Der Fehler liegt also beispielsweise bei A oder bei B. Beim Kurzschluß am Punkt A fließt infolge des Spannungstrichters sowohl Energie vom Generator G1 als auch vom Generator G2 in die Fehlerstelle. Die Energie durchläuft die Station in der durch einen Pfeil gekennzeichneten Bezugsrichtung. Der Phasenwinkel f ist dabei definiert als der Winkel zwischen der Sternspannung Uj^ und dem Kurzschlußstrom I„.sources referred to, which are coupled to one another by a line. A measuring station is named with M, which is also a branch or Substation can be. Further branches can come off the line at any point. If there is a on line L. Forms a short circuit, it can only be seen from the station M in the direction of the generator G1 or in the direction of the generator G2 lie. The error is therefore, for example, at A or B. In the event of a short circuit at point A, the voltage funnel causes the flow to flow both energy from generator G1 and from generator G2 into the fault location. The energy runs through the station in the through one Reference direction indicated by the arrow. The phase angle f is here defined as the angle between the star voltage Uj ^ and the Short-circuit current I ".

Im Fall 1, dem Kurzschluß in A, beträgt der WinkelIn case 1, the short circuit in A, the angle is

ψ_λ =6 60° induktiv, ψ _λ = 6 60 ° inductive,

im Fall 2, dem Kurzschluß in B, istin case 2, the short circuit in B, is

ψ₂ = 186 - 240° induktiv ψ ₂ = 186 - 240 ° inductive

Da der Strom beim Kurzschluß in B die Station M bei gleicher Phasenlage der Spannung entgegen der Pfeilrichtung durchfließt, unterscheiden sich beide Fälle durch einen Phasensprung um 180°, der meßtechnisch erfaßt werden muß.Since the current in the event of a short circuit in B flows through station M with the same phase position of the voltage in the opposite direction to the arrow, both cases differ by a phase jump of 180 °, which has to be measured.

In Fig. 2 ist mit 1 ein kapazitiver Sensor, mit 2 ein Synchronoszillator, mit 3 ein induktiver Sensor, mit 4 eine Ansteuerlogik, mit 5 ein variabler Oszillator, mit 6 eine Phasenmeßeinheit, mit 7 eine Richtungserkennungseinheit und mit 8 eine Richtungsanzeigeeinheit bezeichnet. Weitere Einheiten 9 und 10 dienen der Anzeigeaktivierung und der Zeitrückstellung. Ein Impulsgeber 11 versorgt die Einheiten 8 und 10 mit Impulsen. Alle stromverbrauchenden Bausteine sind mit einer gemeinsamen Stromversorgungseinheit 12 verbunden.In Fig. 2, 1 is a capacitive sensor, 2 is a synchronous oscillator, with 3 an inductive sensor, with 4 a control logic, with 5 a variable oscillator, with 6 a phase measuring unit, 7 denotes a direction recognition unit and 8 denotes a direction display unit. Further units 9 and 10 serve to activate the display and to reset the time. A pulse generator 11 supplies the units 8 and 10 with pulses. All Power-consuming modules are with a common power supply unit 12 connected.

Der kapazitive Spannungssensor 1 steuert einen mit der Netz frequenz von 50 Hz laufenden Synchronoszillator. Er liefert ein rechteckförmiges Ausgangssignal, dessen Phase die Phasenlage der zu überwachenden Stern- oder Dreiecksspannung abbildet und zur Detektion der Energierichtung im Kurzschlußfall herangezogen werden kann. Der induktive Stromsensor 3 weist eine Spule L1 und einen Transistor T1 auf. Fließt im Leiter des Drehstromsystems ein über dem Ansprechwert Liegender Strom, so wird in der Spule L1 eine Spannung induziert, die den Transistor T1 aufsteuert. Am Kollektor dieses Transistors entsteht dann eine Rechteckspannung, die gegenüber dem Leiterstrom um 180° phasenversetzt ist.The capacitive voltage sensor 1 controls one with the network frequency synchronous oscillator running at 50 Hz. He delivers a rectangular one Output signal, the phase of which maps the phase position of the star or delta voltage to be monitored and for detection the energy direction can be used in the event of a short circuit. The inductive current sensor 3 has a coil L1 and a transistor T1 on. If a current above the response value flows in the conductor of the three-phase system, a voltage is generated in coil L1 induced, which controls the transistor T1. At the collector of this transistor a square wave voltage is created, the opposite phase shifted by 180 ° from the conductor current.

Der kapazitive und der induktive Sensor beaufschlagen die mit mehreren NOR-Gattern versehene Ansteuerlogik 4. Diese steht in Verbindung mit der Richtungserkennungseinheit 7, der Anzeigeein-The capacitive and inductive sensors act on the with several NOR gates provided control logic 4. This is in connection with the direction recognition unit 7, the display device

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

heit 9 und dem Impulsgeber 11.9 and the pulse generator 11.

Am Ausgang der Ansteuerlogik 4 liegt der variable Oszillator 5, dem die Phasenmeßeinheit 6 nachgeschaltet ist. Diese beaufschlagt in Verbindung mit dem Impulsgeber 11 die Richtungsanzeigeeinheit Der Impulsgeber 11 speist zusätzlich die Zeitrückstelleinheit 10, deren Impulse die Anzeigeaktivierungseinheit 9 steuern. Die Stromversorgungseinheit 12 besteht vorzugsweise aus einer hermetisch dichten Lithiumbatterie mit 3,4 Volt Leerlaufspannung, so daß die ganze Schaltung auf Jahre hinaus ohne Wartungsmaßnahmen auskommt-At the output of the control logic 4 is the variable oscillator 5, which the phase measuring unit 6 is connected downstream. In connection with the pulse generator 11, this acts on the direction display unit The pulse generator 11 also feeds the time reset unit 10, the pulses of which control the display activation unit 9. The power supply unit 12 preferably consists of a hermetically sealed lithium battery with 3.4 volts open circuit voltage, so that the entire circuit can be used for years without maintenance -

In der Gesamtschaltung nach Fig. 3 sind alle Schaltungselemente mit ihren Verbindungen angeführt.In the overall circuit according to FIG. 3, all circuit elements are listed with their connections.

Der kapazitive Sensor 1 besteht aus zwei ungleich großen metallischen Platten P1, P2, einer Zenerdiode D1 und einer weiteren Diode D2. Die Platten P1, P2 werden so in das elektrische Feld des zu überwachenden Leiters eingebracht, daß von P1 nach P2 eine Wechselspannung U abfällt. Diese Spannung wird an der Zenerdiode D1 in eine Trapezform umgewandelt. An der Diode D2 steht ein steilflankiges Ausgangssignal mit einer Amplitude von 2,7 V zur Verfügung. Der überwachte Leiter kann elektrisch isoliert, darf aber nicht abgeschirmt sein. Wenn die Platten im Feld zwischen Leiter und Erde stehen, wird die Sternspannung erfaßt. Erfolgt die Unterbringung im Feld zwischen zwei Phasenleitern, so wird die Leiteroder Dreiecksspannung in ihrer Phasenlage abgetastet.The capacitive sensor 1 consists of two unequally large metallic ones Plates P1, P2, a zener diode D1 and another diode D2. The plates P1, P2 are so in the electric field of the conductor to be monitored introduced that an alternating voltage U drops from P1 to P2. This voltage is applied to the Zener diode D1 converted into a trapezoidal shape. A steep-edged output signal with an amplitude of 2.7 V is available at diode D2. The monitored conductor can be electrically isolated, but must not be shielded. When the panels are in the field between conductors and earth stand, the star voltage is recorded. If it is placed in the field between two phase conductors, the conductor or Triangular voltage scanned in their phase position.

Eine erste integrierte Schaltung IC1, die aus vier NOR-Gattern besteht, wird mit den Gattern Id₁ und IC1_ zum Aufbau des Synchronoszillators 2 eingesetzt. Er weist zusätzlich Widerstände R1, R2 und einen Kondensator C1 auf. Die Ausgangsfrequenz des Rechteck-A first integrated circuit IC1, which consists of four NOR gates, is used with the gates Id ₁ and IC1_ to set up the synchronous oscillator 2. It also has resistors R1, R2 and a capacitor C1. The output frequency of the square

Oszillators beträgt im freischwingenden Fall etwa 50 Hz ί 5 I. Ein Gattereingang ist mit dem Ausgang des kapazitiven Sensors verbunden, so daß der Oszillator bei eingeschaltetem Netz von der Netzfrequenz synchronisiert wird. Somit liefert der Oszillator ein Rechtecksignal, dessen Phase der Phasenlage der gemessenen Spannung entspricht, so daß dieses Signal zur Detektion der Energierichtung im Kurzschlußfall herangezogen werden kann.In the free-running case, the oscillator is about 50 Hz ί 5 I. A gate input is connected to the output of the capacitive sensor, so that the oscillator is switched on from the the grid frequency is synchronized. Thus the oscillator delivers a square-wave signal, the phase of which corresponds to the phase position of the measured voltage, so that this signal is used to detect the direction of energy can be used in the event of a short circuit.

Der induktive Sensor 3 besteht aus einer mit dem Leiter gekoppelten Spule L1, den Kondensatoren C2, C3, den Widerständen R3, R4, R5, den Dioden D3, D4 und dem Transistor T1. Fließt im Leiter des Drehstromsystems ein Strom über dem einstellbaren Ansprechwort, so wird über die induzierte Spannung der Transistor T1 aufgesteuert. An seinem Kollektorwiderstand R 4 entsteht daher eine Rechteckspannung, die der Phase des Leiterstromes um 180° nacheilt.The inductive sensor 3 consists of one coupled to the conductor Coil L1, capacitors C2, C3, resistors R3, R4, R5, the diodes D3, D4 and the transistor T1. Flows in the head of the Three-phase system a current above the adjustable response word, the transistor T1 is turned on via the induced voltage. A square-wave voltage therefore arises at its collector resistor R 4, which lags the phase of the conductor current by 180 °.

Die Ansteuerlogik 4 besteht im wesentlichen aus den NOR-Gattern ICI₃, IC1- und den NOR-Gattern IC2 , IC2„, einer zweiten integrierten Schaltung IC2 mit 4 NOR-Gattern. Das Ausgangssignal des induktiven Sensors 3 wird in den Gattern IC2.. und IC2„ zweimal invertiert und gelangt dann auf den einen Eingang des NOR-Gatters IC"U. Der zweite Eingang dieses Gatters ist mit dem Ausgang des Synchronoszillators 2 verbunden. Am Ausgang des Gatters Id₃ entsteht dann ein High-Impuls, wenn Strom- und Spannungssignal zusammenfallen. Die Dauer dieses Impulses entspricht der Phasenverschiebung zwischen Leiterstrom und Leiterspannung. Der Synchronoszillator schwingt auch dann noch weiter, wenn die Netzspannung bei einem Kurzschluß fast völlig zusammenbricht, da seine Eigenfrequenz sehr dicht bei der Netzfrequenz liegt.The control logic 4 consists essentially of the NOR gates ICI ₃ , IC1- and the NOR gates IC2, IC2 ", a second integrated circuit IC2 with 4 NOR gates. The output signal of the inductive sensor 3 is inverted twice in the gates IC2 .. and IC2 "and then arrives at one input of the NOR gate IC" U. The second input of this gate is connected to the output of the synchronous oscillator 2. At the output of the Gate Id ₃ then creates a high pulse when the current and voltage signals coincide. The duration of this pulse corresponds to the phase shift between line current and line voltage. The synchronous oscillator continues to oscillate even if the mains voltage collapses almost completely in the event of a short circuit, because its natural frequency is very close to the mains frequency.

Das Ausgangssignal des Gatters IC 1-.wird in dem Gatter IC1· nochmal: invertiert. Das Gatter IC1. steuert über einen Widerstand R6 den Reset-Eingang des variablen Oszillators 5 und beeinflußt damit aucl die Phasenmeßeinheit 6.The output signal of the gate IC 1-. Is inverted again in the gate IC1. The gate IC1. controls the reset input of the variable oscillator 5 via a resistor R6 and thus also influences the phase measuring unit 6.

Im Ausang des NOR-Gatters IC2. liegt weiterhin die Anzeigeaktivierung 9 mit den NOR-Gattern IC2- und IC2..Mit der Einschaltung der Anzeigeaktivierung 9 wird ein aus den Elementen R7, C 4 bestehendes RC-Glied aktiviert, das nach Ablauf einer der Halbperiode entsprechden Integrationszeit den einen Eingang des NOR-Gatters IC2. umschaltet. Damit wird die Anzeigeaktivierung 9 nach der ersten positiven Halbwelle des Kurzschlußstromes abgesteuert. Somit ist im ungünstigsten Fall nach einer vollen Periode, also nach 20 ms bei 50 Hz, die Energierichtung erkannt und kann zur Anzeige gebracht werden.At the output of the NOR gate IC2. the display is still activated 9 with the NOR gates IC2- and IC2..With the activation of the Display activation 9 becomes one consisting of the elements R7, C 4 RC element activated, which corresponds to the end of one of the half-periods Integration time the one input of the NOR gate IC2. switches. The display activation 9 is thus deactivated after the first positive half-cycle of the short-circuit current. So is in the worst case, after a full period, i.e. after 20 ms at 50 Hz, the direction of energy is recognized and can be displayed will.

Der variable Oszillator 5 wird aus einem Teil eines integrierten Schaltkreises IC3, einem Kondensator C5 und den Widerständen R 8, R9 gebildet. Der letztere ist zur Einstellung der Resonanzfrequenz einstellbar. Der variable Oszillator liegt für die Zeit, die der Phasendifferenz zwischen Kurzschlußstrom und Stern- oder Dreiecksspannung entspricht, an Spannung. Seine Frequenz wird passend zum kapazitiven Sensor und zur Netzfrequenz im Bereich zwischen 2,6 bis 3,6 KHz eingestellt.The variable oscillator 5 is made up of part of an integrated circuit IC3, a capacitor C5 and the resistors R 8, R9 formed. The latter is adjustable to adjust the resonance frequency. The variable oscillator is for the time which corresponds to the phase difference between short-circuit current and star or delta voltage, at voltage. Its frequency will Set to match the capacitive sensor and the mains frequency in the range between 2.6 and 3.6 KHz.

Die Phasenmeßeinheit 6 ist ebenfalls Teil des integrierten Schaltkreises IC3. Sie besteht aus einer Teilerkette, die nach Ablauf einer gewissen einstellbaren Zeit an einem Ausgang des Schaltkreises IC3 einen High-Impuls auslöst, falls die Phasendifferenz zwischen Strom und Spannung im Netz einen vorwählbaren Wert überschreitet. The phase measuring unit 6 is also part of the integrated circuit IC3. It consists of a divider chain which, after a certain adjustable time, is sent to an output of the circuit IC3 triggers a high pulse if the phase difference between current and voltage in the network exceeds a preselectable value.

Die Richtungserkennungseinheit 7 ist Teil eines integrierten Schaltkreises IC5. Die NOR-Gatter IC5₃ und IC5. bilden ein RS-Flipflop, das das Ausgangssignal der Teilerkette der Phasenmeßeinheit 6 auswertet. Liegt ein Signal am Eingang des NOR-Gatters IC5, vor, so führt sein Ausgang kein Signal und der Transistor T3 bleibt gesperrt.The direction recognition unit 7 is part of an integrated circuit IC5. The NOR gates IC5 ₃ and IC5. form an RS flip-flop that evaluates the output signal of the divider chain of the phase measuring unit 6. If there is a signal at the input of the NOR gate IC5, then its output carries no signal and the transistor T3 remains blocked.

Das Low-Signal am Ausgang dieses Gatters bewirkt, daß am Ausgang des NOR-Gatters IC5. ein High-Signal erscheint, so daß der Transistor T2 leitend ist und die Diode LED2 aufleuchtet.The low signal at the output of this gate causes the output of the NOR gate IC5. a high signal appears, so that the Transistor T2 is conductive and the diode LED2 lights up.

Bei einem Kurzschluß in der einen Richtung der Leitung (Fall 1) bleibt der Phasenwinkel ψ. < 90°, vorzugsweise 60°. Beim Kurzschluß in der anderen Richtung (Fall 2) ist der Winkel to_> 180°, vorzugsweise 240°. Wenn die Phasenmeßeinheit 6 auf 90° eingestellt ist, bleibt im Fall 1 die Phasenmeßeinheit 6 ohne Ausgangssignal, der Transistor T3 ist leitend, der Transistor T4 ebenfalls und die Diode LED1 blinkt.In the event of a short circuit in one direction of the line (case 1), the phase angle ψ remains. < 90 °, preferably 60 °. In the case of a short circuit in the other direction (case 2), the angle to_> 180 °, preferably 240 °. If the phase measuring unit 6 is set to 90 °, in case 1 the phase measuring unit 6 remains without an output signal, the transistor T3 is conductive, the transistor T4 also and the diode LED1 flashes.

Im Fall 2 schaltet ein Impuls am Ausgang der Phasenmeßeinheit das RS-Flipflop um, so daß der Transistor T2 leitend wird und die Diode LED2 über T2, T4 gespeist wird.In case 2, a pulse at the output of the phase measuring unit switches the RS flip-flop, so that the transistor T2 becomes conductive and the diode LED2 is fed via T2, T4.

Der Impulsgeber 11 schaltet den Transistor T4 periodisch durch, so daß die Diode LED 1 oder LED2 blinkt. Vorzugsweise bilden die NOR-Gatter IC5..und IC5_ durch entsprechende Beschaltung einen Rechteckgenerator mit unsymmetrischem Taktverhältnis bei einer Periodenzeit von einer Sekunde. Der High-Impuls wird wesentlich kürzer gehalten als der Low-Impuls, um die Stromversorgungseinheit 12 zu schonen.The pulse generator 11 switches the transistor T4 through periodically, so that the diode LED 1 or LED2 flashes. The NOR gates IC5..and IC5_ preferably form one through appropriate wiring Square-wave generator with asymmetrical pulse ratio with a period of one second. The high impulse becomes essential kept shorter than the low pulse to the power supply unit 12 to spare.

Der Impulsgeber 11 steuert zugleich die Zeitrückstellung 10, die durch einen integrierten Schaltkreis IC4 realisiert ist. DieserThe pulse generator 11 also controls the time reset 10, the is realized by an integrated circuit IC4. This

Schaltkreis enthält eine vielstufige Teilerkette, vorzugsweise 14 Stufen. Die Aktivierungszeit der Anzeige wird durch die Wahl des Ausgangs bestimmt. Sie richtet sich nach der Zeitspanne, die für die Ortung des Fehlers durch das Wartenpersonal benötigt wird und liegt je nach Kundenwunsch zwischen wenigen Minuten und einigen Stunden. Nach Ablauf der Rückstellzeit erscheint ein High-Signal, das die Anzeigeaktivierung abstellt. Damit geht das ganze Gerät erneut in Bereitschaftsstellung, in der nur noch der Strom- und Spannungssensor, der Synchronoszillator und die Ansteuerlogik
einen sehr kleinen Ruhestrom benötigen. Im realisierten Ausführungs beispiel beträgt der Ruhestrom nur 14J^A. Im Anregezustand wird als Strommittelwert nur 1 mA benötigt.Circuit contains a multi-stage divider chain, preferably 14 stages. The activation time of the display is determined by the choice of the output. It is based on the time required for the control room staff to locate the fault and, depending on the customer's requirements, ranges from a few minutes to a few hours. After the reset time has elapsed, a high signal appears that switches off the display activation. This means that the entire device goes into standby mode again, in which only the current and voltage sensor, the synchronous oscillator and the control logic are left
require a very small quiescent current. In the realized execution example the quiescent current is only 14 J ^ A. In the activated state, only 1 mA is required as a mean current value.

Die eingesetzte Lithium-Batterie mit 3,4 V Leerlaufspannung und 1,05 Amperestunden ermöglicht einen über Jahre völlig wartungsfreien Betrieb. Unter normalen Bedingungen dürfte ein Batteriewechsel erst nach 5 Betriebsjähren fällig sein.The lithium battery used with 3.4 V open circuit voltage and 1.05 ampere hours enables completely maintenance-free operation for years. Under normal conditions a battery change is likely only be due after 5 years of operation.

Die beschriebene Schaltung zeigt die Kurzschlußrichtung bereits nach der ersten Halbwelle an. Wenn man eine Fehlanzeige durch Einschaltstromstöße verhindern will, kann das Ansprechen um einige Perioden verzögert werden.The circuit described shows the direction of the short circuit after the first half-cycle. If you get a false indication due to inrush currents want to prevent, the response can be delayed by a few periods.

Die angegebenen Winkely., y?„ beziehen sich auf die Sternspannung und den Kurzschlußstrom. Wenn man statt der Sternspannung die
Dreiecks- oder Leiterspannung verwendet, gelten andere Werte.The indicated Winkely., Y? "Relate to the star voltage and the short-circuit current. If, instead of the star voltage, the
If triangular or line voltages are used, other values apply.

Fig. 4 zeigt im Ablaufdiagramm die Spannungen, Ströme und Signale an bestimmten Punkten der Schaltung. Die linke Hälfte des Diagramms zeigt den Kurzschluß im Punkt A, die rechte im Punkt B.4 shows the voltages, currents and signals in a flow diagram at certain points in the circuit. The left half of the diagram shows the short circuit at point A, the right half at point B.

Die erste Kurve stellt die sinusförmige Sternspannung U, dar,The first curve represents the sinusoidal star voltage U,

31260A531260A5

wobei zusätzlich die reduzierte Spannung im Kurzschlußfall mit dick ausgezogener Linie eingetragen ist.in addition, the reduced voltage in the event of a short circuit is entered with a thick solid line.

In der zweiten Kurve ist der um die Winkel f_A und y^_ nacheilende Wechselanteil des Kurzschlußstromes dargestellt. Dabei ist )^<9Q^O, f_zy 90°. In the second curve, the alternating component of the short-circuit current lagging by the angles f _{A and y ^ _ is shown.} Where ) ^ <9Q ^O , f _z y 90 °.

Mit Ü2Q ist die den Kurzschlußstrom signalisierende Rechteckspannung bezeichnet, die am Punkt 20 der Schaltung, also am Kollektor des Transistors T1, auftritt. Das Rechtecksignal U₂₁ stellt die zugehörigen positiven Spannungshalbwellen dar.U2Q denotes the square-wave voltage signaling the short-circuit current, which occurs at point 20 of the circuit, that is to say at the collector of transistor T1. The square-wave _{signal U 21} represents the associated positive voltage half-waves.

Im Punkt 23, am Ausgang des ersten NOR-Gatters der Ansteuerlogik, liegt für die Zeiten ein High-Impuls an, in denen weder vom Spannungs- noch vom Stromsensor ein High-Signal vorliegt. Im Fall 1, dem Kurzschluß in A, ist dieses Signal< 5 ms, im Fall 2, dem Kurzschluß an B, >5 ms. Im ersten Fall ist U-*/ das Signal am Ausgang der Phasenmeßeinheit, gleich null, im zweiten Fall liegt ein Signal an. Somit blinkt im Fall 1 die Leuchtdiode LED1, im Fall 2 die Diode LED2.At point 23, at the output of the first NOR gate of the control logic, there is a high pulse for the times in which neither the There is still a high signal from the current sensor. In case 1, the short circuit in A, this signal is < 5 ms, in case 2, the short circuit at B,> 5 ms. In the first case, U - * / is the signal on Output of the phase measuring unit, equal to zero, in the second case a signal is present. Thus, in case 1, the light-emitting diode LED1, im flashes Case 2 the diode LED2.

In der Normalausführung der Schaltung wird die Meßzeit nach einer Halbwelle, also nach 10 ms, durch die Anzeigeaktivierung beendet. Die Blinkzeit kann davon unabhängig eingestellt werden.In the normal version of the circuit, the measuring time is ended after a half-wave, i.e. after 10 ms, when the display is activated. The flashing time can be set independently of this.

LeerseiteBlank page

Claims

1.Short-circuit direction indicator for high-voltage lines fed in from two sides in three-phase networks with a capacitive sensor for the voltage and an inductive sensor for the current, in which the sinusoidal values are converted into a trapezoidal shape via Zener diodes, characterized in that the star or delta voltage has a synchronous oscillator (2) triggers, which continues to run true to phase in the event of a short circuit and serves as a phase reference, that the signals (U ~ ", U _{? 1} ) of the sensors (1, 3) are fed to a control logic (4) and that the control logic (4) is one of logic gates existing phase measuring unit (6), the output of which is direction indicator

elements (LED1, LED2).

2. Short-circuit direction indicator according to claim 1, characterized in that a capacitive voltage divider (P1, P2) is used as the voltage sensor (1), which is exposed to the electrical field of the unshielded conductor with the entire device.

3. short-circuit direction / processing indicator according to claim 1, characterized in that that the control logic (4) triggers a pulse generator (11) which clocks the direction display elements (LED1, LED2) and initiates a time reset (10).

4. short-circuit direction indicator according to claim 3, characterized in that that the pulse generator (11) is designed asymmetrically to reduce the power consumption and with greater Pulse pause works.

5. Short-circuit direction indicator according to claims 1-3, characterized in that that all logic gates are designed as integrated NOR gates.