DE4015301A1

DE4015301A1 - Ueberspannungsschutzeinrichtung fuer elektrische anlagen

Info

Publication number: DE4015301A1
Application number: DE19904015301
Authority: DE
Inventors: Ernst-Guenter Ing Grad Jordan
Original assignee: Obo Bettermann OHG
Current assignee: Obo Bettermann OHG
Priority date: 1990-05-12
Filing date: 1990-05-12
Publication date: 1991-11-14
Anticipated expiration: 2010-05-13
Also published as: DE4015301C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Überspannungsschutzeinrich tung für elektrische Anlagen, wobei die Leiter des Strom netzes über spannungsabhängige Widerstände, insbesondere Varistoren, an Masse oder Erde gelegt sind und die spannungsabhängigen Widerstände mit einer Defektanzeige gekoppelt sind, deren Defektsignal einer zentralen Uber wachungs- und Anzeige-Vorrichtung zugeführt ist und wobei zwischen jeden Phasenleiter und den zugehörigen spannungs abhängigen Widerstand eine elektrische Vorsicherung ge schaltet ist.

Derartige Überspannungsschutzeinrichtungen sind im Stand der Technik bekannt und haben sich auch bewährt. Üblicher weise werden beispielsweise Varistoren als Überspannungs schutzelemente eingesetzt. Bei bestimmten Anwendungszwecken, insbesondere dann, wenn Überspannungsschutzeinrichtungen mit Industrienetzen gekoppelt werden, die Ströme von 400 Ampere und mehr übermitteln, hat sich die Notwendigkeit einer zusätzlichen Absicherung ergeben, um die Kurzschluß festigkeit der Überspannungsschutzelemente zu gewähr leisten. Da jedoch der Zustand der vorgesehenen Vorsiche rung nur unmittelbar an der Sicherung selbst festgestellt werden kann, ist nur mit großem personellen Aufwand eine ständige Überprüfung auf Funktionsfähigkeit möglich.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Überspannungsschutzeinrichtung gattungsgemäßer Art zu schaffen, bei der die Prüfung auf Funktionsfähigkeit der Vorsicherung vereinfacht ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß jede Vorsicherung mit einer Defektanzeige gekoppelt ist, die im Falle eines Defektes einer Vorsicherung ein Defektsignal der zentralen Überwachungs- und Anzeige-Vor richtung zuführt.

Durch diese Anordnung ist sichergestellt, daß der Defekt der Vorsicherung zentral erfaßt werden kann, da jede Sicherung mit einer Defektanzeige gekoppelt ist, die wiederum mit der zentralen Überwachungs- und Anzeigevorrichtung gekoppelt ist. Solche zentralen Überwachungs- und Anzeigevorrichtungen sind hinsichtlich der Überspannungsschutzelemente üblich, wobei dort jedem Überspannungsschutzelement, beispielsweise Varistor, eine Defektanzeige zugeordnet ist und diese einzelnen Defektanzeigen mit einem entsprechenden Schaltkreis verbunden sind, der das Defektsignal an die zentrale Überwachungs- und Anzeigevorrichtung übermittelt. Mit dieser Vorrichtung ist erfindungsgemäß die Defektanzeige jeder Vorsicherung gekoppelt.

Um die Installation zu erleichtern ist ferner vorgesehen, daß die Überspannungsschutzeinrichtung in ein Gerätege häuse eingebaut ist und die Vorsicherungen vor die Phasen eingänge des Gerätes geschaltet sind.

Die Anordnung einer Überspannungsschutzeinrichtung in einem Gerätegehäuse ist an sich aus dem Stand der Technik bekannt.

Desweiteren wird als vorteilhaft angesehen, daß auch die Vorsicherungen nebst Defektanzeige in das Gerätegehäuse eingebaut sind.

Hierdurch wird dem Anwender eine kompakte Baueinheit zur Verfügung gestellt, die lediglich ortsfest zu installieren ist und durch geeignete Anschlußelemente mit den Leitern des zu überwachenden Netzes zu verbinden ist.

Eine bevorzugte Ausführungsform wird darin gesehen, daß als Defektanzeige in Reihe geschaltete Signalgeber (Opto koppler, Relais, logische Elektronikelemente) eingeschaltet sind, die mit Schaltergliedern (Schaltern) verknüpft sind, mittels derer ein Defektsignal an die zentrale Überwachungs und Anzeige-Vorrichtung übermittelbar ist. Desweiteren kann bevorzugt vorgesehen sein, daß der Ausgang jeder Vorsicherung jeweils über eine Leuchtdiode an den Null-Leiter angeschlossen ist, daß jeder Leuchtdiode mit einem Optokoppler in Reihe in einen Hilfsstromkreis einge schaltet sind, in den ein Schaltrelais eingeschaltet ist, welches bei einer defekten Vorsicherung einen Schaltimpuls an die zentrale Überwachungs- und Anzeige-Vorrichtung auslöst.

Auch kann vorteilhaft sein, wenn der Ausgang jeder Vor sicherung über ein Schaltrelais an den Null-Leiter ange schlossen ist, welches Schaltrelais bei einer defekten Vorsicherung einen Schaltimpuls an die zentrale Über wachungs- und Anzeige-Vorrichtung auslöst. Weiterhin kann bevorzugt sein, daß die Ausgänge aller Vor sicherungen über ein UND-Glied mit einem im Stromkreis der zentralen Überwachungs- und Anzeige-Vorrichtung be findlichen Schalter verbunden sind, der im Falle eines Defektes einer Sicherung aus der Betriebsstellung in die Defektstellung schaltet.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben.

Es zeigt:

Fig. 1a ein schematisches Schaltbild einer Überspannungs schutzeinrichtung für elektrische Anlagen;,

Fig. 1b bis 4 Varianten in gleicher Darstellung.

Die Beispiele sind bei elektrischen Anlagen gezeigt, die drei Phasenleiter L₁ bis L₃ sowie einen Null-Leiter N auf weisen. Selbstverständlich ist die Anordnung der Über spannungsschutzeinrichtung auch bei Drehstromnetzen ohne Null-Leiter möglich.

Die Leiter L₁ bis L₃ sowie N des Stromnetzes sind über spannungsabhängige Widerstände V₁, V₂, V₃, V_N an Masse bzw. Erde E gelegt. Dabei sind die spannungsabhängigen Widerstände V₁ bis V_N mit einer Defektanzeige D (Fernsigna lisierung) gekoppelt. Beispielsweise kann die Defektanzeige jedes einzelnen spannungsabhängigen Widerstandes mit einem gemeinsamen Schalter S₁ gekoppelt sein, der im Fehlerfalle den Schaltkreis zur Fernsignalisierung auftrennt und somit das entsprechende Signal an die zentrale Überwachungs und Anzeige-Vorrichtung übermittelt.

Diese Ausbildung ist aus dem Stand der Technik an sich bekannt.

Zur weiteren Absicherung ist zwischen jeden Phasenleiter L₁ bis L₃ und den zugehörigen spannungsabhängigen Wider stand V₁ bis V₃ eine elektrische Vorsicherung VS₁ bis VS₃ geschaltet. Jede Vorsicherung VS₁, VS₂, VS₃ ist mit einer Defektanzeige gekoppelt, die gleichzeitig die Defektanzeige D der spannungsabhängigen Widerstände sein kann. Im Falle eines Defektes einer Vorsicherung VS₁ bis VS₃ wird ein Defektsignal, beispielsweise durch eine Auftrennung des Defektanzeigekreises D, bewirkt, wodurch ein Defektsignal der zentralen Überwachungs- und Anzeigevorrichtung zuge führt wird.

Vorzugsweise ist die Überspannungsschutzeinrichtung in ein Gerätegehäuse G eingebaut, welches in den Zeichnungs figuren schematisch durch gestrichelte Linien gezeigt ist. Es ist auch möglich, die Vorsicherungen VS₁ bis VS₃ in das Gerätegehäuse G zu integrieren.

Als Defektanzeige können in Reihe geschaltete Signalgeber eingeschaltet sein, die mit Schaltgliedern verknüpft sind, mittels derer ein Defektsignal an die zentrale Überwachungs und Anzeigevorrichtung übermittelbar ist.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist der Ausgang jeder Vorsicherung VS₁ bis VS₃ über eine Leuchtdiode D₁ bis D₃ an den Null-Leiter N angeschlossen, wobei die Leucht dioden D₁ bis D₃ als Wirkbestandteile eines Optokopplers OK₁ bis OK₃ angeordnet sind. Die Optokoppler OK₁ bis OK₃ sind in Reihe in einem Hilfsstromkreis mit selbständiger Spannungsversorgung eingeschaltet, in den auch ein Schalt relais R eingeschaltet ist, welches bei einer defekten Vorsicherung VS₁ bis VS₃ einen Schaltimpuls an die zen trale Überwachungs- und Anzeigevorrichtung auslöst. Im Falle eines Defektes einer Vorsicherung VS₁ bis VS₃ ist die Spannungsversorgung der zugehörigen Leuchtdiode D₁ bis D₃ unterbunden, so daß der zugehörige Optokoppler, der als Schalter wirkt, den Hilfsstromkreis öffnet und somit das Relais R zum Abfall bringt, wodurch die ent sprechende Schaltfunktion ausgelöst wird. Das Relais R ist wiederum wirkverbunden mit einem Schalter SR, der im Defektanzeigekreis D liegt. Ebenfalls in diesem Defekt anzeigekreis liegt ein Schalter SV, der öffnet, sofern einer der Überspannungsableiter V₁ bis V_N defekt ist.

Bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 1a und Fig. 2 ist der Ausgang jeder Vorsicherung VS₁ bis VS₃ über Schalt relais R₁, R₂, R₃ oder einem Dreifach-Relais R_x gemäß Fig. 2 an den Null-Leiter N angeschlossen. Das Schalt relais R₁ bis R₃ bzw. R_x fällt im Defektfall einer Vor sicherung VS₁ bis VS₃ ab und öffnet den zugehörigen Schalter SR₁, SR₂ oder SR₃ bzw. SR_x, wodurch wieder der Defektstrom kreis D aufgetrennt wird und somit der entsprechende Schalt impuls an die zentrale Überwachungs- und Anzeigevorrichtung ausgelöst wird.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1b ist ein Drehstrom netz mit Phasenleitern L₁ bis L₃ und Null-Leiter (Mittel punktleiter Mp) gezeigt, bei welchem jeweils der Ausgang der Vorsicherung VS₁ und VS₂ über ein Schaltrelais R₁ bzw. R₂ an den Ausgang der Vorsicherung VS₃ angeschlossen ist. Die zugehörigen Schalter sind mit SR₁ und SR₂ bezeichnet. An den Relais R₁ R₂ liegt bei funktions fähigen Vorsicherungen VS₁ bis VS₃ 380 Volt an. Bei Defekt einer Vorsicherung liegen an dem zugehörigen Relais nur noch 220 Volt an, so daß das Relais abfällt und den zugehörigen Schalter öffnet. Damit wird der Defekt stromkreis aufgetrennt und ein Schaltimpuls an die zen trale Überwachungs- und Anzeigevorrichtung auslöst.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 sind die Ausgänge aller Vorsicherungen VS₁ bis VS₃ über ein Rundglied UG mit einem im Stromkreis D der zentralen Überwachungs- und Anzeigevorrichtung befindlichen Schalter SUG verbunden, der im Falle des Defektes einer Sicherung aus der Betriebs stellung in die Trennstellung schaltet. Die Unverknüpfung ist dabei so vorgesehen, daß bei funktionstüchtigen Vor sicherungen VS₁ bis VS₃ die UND-Bedingung erfüllt ist und der Schalter SUG geschlossen ist, während bei einer defekten Vorsicherung VS₁ oder VS₂ oder VS₃ die Unverknüpfung nicht erfüllt ist und der Schalter SUG öffnet.

Anstelle der Unverknüpfung sind auch andere logische Ver knüpfungen möglich.

Im übrigen ist es möglich, bei beispielsweise der Ausführungsform gemäß Fig. 1 die Relais R₁ bis R₃ nicht zwischen Phase (L₁ bis L₃) und Null-Leiter anzuschalten, sondern die Relais zwischen jeweils zwei Phasen zu schalten, was insbesondere bei Drehstromnetzen erforderlich ist.

Die Erfindung ist nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern im Rahmen der Offenbarung vielfach variabel.

Alle neuen, in der Beschreibung und/oder Zeichnung offenbarten Einzel- und Kombinationsmerkmale werden als erfindungswesentlich angesehen.

Claims

1. Überspannungsschutzeinrichtung für elektrische Anlagen, wobei die Leiter des Stromnetzes über spannungsabhängige Widerstände, insbesondere Varistoren, an Masse oder Erde gelegt sind und die spannungsabhängigen Widerstände mit einer Defektanzeige gekoppelt sind, deren Defektsignal einer zentralen Überwachungs- und Anzeige-Vorrichtung zugeführt ist, wobei zwischen jeden Phasenleiter und den zugehörigen spannungsabhängigen Widerstand eine elektrische Vorsicherung geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß jede Vorsicherung (VS₁ bis VS₃) mit einer Defektanzeige (D) gekoppelt ist, die im Falle eines Defektes einer Vorsicherung ein Defektsignal der zentralen Überwachungs- und Anzeige-Vorrichtung zuführt.

2. Überspannungsschutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überspannungsschutzeinrichtung in ein Gerätegehäuse (G) eingebaut ist und die Vor sicherungen (VS₁ bis VS₃) vor die Phaseneingänge des Gerätes (G) geschaltet sind.

3. Überspannungsschutzeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Vorsicherungen (VS₁ bis VS₃) nebst Defektanzeige in das Gerätegehäuse (G) eingebaut sind.

4. Überspannungsschutzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Defektanzeige in Reihe geschaltete Signalgeber (Optokoppler, Relais, logische Elektronikelemente) eingeschaltet sind, die mit Schaltgliedern (Schaltern) verknüpft sind, mittels derer ein Defektsignal an die zentrale Überwachungs und Anzeige-Vorrichtung übermittelbar ist.

5. Überspannungsschutzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang jeder Vorsicherung (VS₁ bis VS₃) jeweils über eine Leucht diode an den Null-Leiter (N) angeschlossen ist, daß jeder Leuchtdiode (D₁ bis D₃) mit einem Optokoppler (OK₁ bis OK₃) wirkverbunden ist, wobei die Optokoppler (OK₁ bis OK₃) in Reihe in einen Hilfsstromkreis einge schaltet sind, in den ein Schaltrelais (R) eingeschaltet ist, welches bei einer defekten Vorsicherung (VS₁ bis VS₃) einen Schaltimpuls an die zentrale Uberwachungs und Anzeige-Vorrichtung auslöst.

6. Überspannungsschutzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang jeder Vorsicherung (VS₁ bis VS₃) über ein Schaltrelais (SR₁ bis SR₃) an den Null-Leiter (N) angeschlossen ist, welches Schaltrelais bei einer defekten Vorsicherung einen Schaltimpuls an die zentrale Überwachungs- und Anzeige-Vorrichtung auslöst.

7. Überspannungsschutzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge aller Vorsicherungen (VS₁ bis VS₃) über ein UND-Glied (UG) mit einem im Stromkreis (D) der zentralen Überwachungs und Anzeige-Vorrichtung befindlichen Schalter (SUG) verbunden sind, der im Falle eines Defektes einer Sicherung (VS₁ bis VS₃) aus der Betriebsstellung in die Defektstellung schaltet.