DE4118346C1 - Fuse monitoring circuit for three=phase network - has resistor star networks placed on each side of fuse and monitors current to determine faulty fuses - Google Patents

Fuse monitoring circuit for three=phase network - has resistor star networks placed on each side of fuse and monitors current to determine faulty fuses

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Abstract

On each side of the fuse, a star point is formed at the junction of resistors and should a voltage difference arise between the star points because of a fuse failure, a difference signal passes to an alarm. On the consumer side of the fuses an additional circuit is formed between one line and the starpoint, and normally current will flow in this circuit. In the event of a fuse failure in the relevant line, this current will cease and the alarm is sounded. The power supply for the alarm comes a separate circuit fed by rectifying the voltage between the other two lines before the consumer fuses, so should either of the main fuses in these lines fail, the alarm circuit registers. If the third main fuse fails, the alarm is activated as for the consumer fuse. ADVANTAGE - Can distinguish between one or more fuses failing.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Überwachung des Ausfalls von Sicherungen nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs (DE 34 21 259 A1).The invention relates to a circuit arrangement to monitor the failure of fuses according to the preamble of the main claim (DE 34 21 259 A1).

Ferner sind sogenannte Sicherungswächter für Drehstrom­ netze bekannt, bei denen vor und nach den Sicherungen die einzelnen Strompfade über Widerstände zu jeweils einem Sternpunkt zusammengeschaltet werden, wobei die zwei Sternpunkte beispielsweise über einen Widerstand miteinander verbunden sind. Tritt an dem Widerstand eine Spannungsdifferenz auf, so sind eine oder zwei Sicherungen ausgefallen.There are also so-called fuse monitors for three-phase current known networks, before and after the fuses the individual current paths via resistors each a star point can be interconnected, whereby the two star points, for example, over one Resistance are connected. Occurs on that Resistance has a voltage difference one or two fuses have failed.

Diese bekannten Sicherungswächter haben aber den Nachteil, daß nicht festgestellt werden kann, ob alle drei Sicherungen ausgefallen sind, da in diesem Falle beide Sternpunkte auf dem gleichen Potential liegen.These well-known security guards have the Disadvantage that it cannot be determined whether all three fuses have failed because in this If both star points are at the same potential lie.

Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zur Überwachung des Ausfalls von Sicherungen gemäß der DE 34 21 259 A1 so weiterzuentwickeln, daß sie jede Ausfallmöglichkeit für die Sicherungen erfaßt.Accordingly, the invention is based on the object a circuit arrangement for monitoring the Failure of fuses to further develop according to DE 34 21 259 A1 that they each Failure possibility recorded for the fuses.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kenn­ zeichnenden Merkmale im Hauptanspruch gelöst.This object is achieved by the kenn Drawing features solved in the main claim.

Dadurch, daß nach den Sicherungen ein zusätzlicher Schaltkreis vorgesehen ist, der mit seinem einem Ende mit einem Strompfad und mit seinem anderen Ende mit dem zuge­ ordneten Sternpunkt verbunden ist, so daß bei intakter Sicherung ein Strom zwischen dem einen Strompfad und den anderen Strompfaden fließen kann, kann erkannt werden, wenn alle drei Sicherungen ausgefallen sind, da in diesem Fall in dem zusätzlichen Stromkreis kein Strom fließt. Dadurch wird ein Sicherungsausfallsignal ausgelöst.The fact that after the backups an additional Circuit is provided with one end with a current path and with its other end with the drawn ordered star point is connected so that when intact Securing a current between the one Current path and the other current paths can flow can be recognized when all three fuses have failed because in this case in the additional Circuit no current is flowing. This will create a Fuse failure signal triggered.

Durch die in den Unteransprüchen angegebenen Maß­ nahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Ver­ besserungen möglich. Besonders vorteilhaft ist, daß bei Verbinden des Transformators der Stromver­ sorgung für die Schaltungsanordnung vor den Sicherungen mit den zwei Strompfaden, die nicht direkt mit dem zusätzlichen Schaltkreis verbunden sind, es möglich ist, auch den Ausfall der Hauptsicherungen oder Drahtbrücke zu überwachen.By the dimension specified in the subclaims are advantageous training and Ver improvements possible. It is particularly advantageous that when connecting the transformer the Stromver Supply for the circuit arrangement before the fuses with the two current paths that are not directly related to the additional circuit are connected, it is possible is, also the failure of the main fuses or Monitor wire bridge.

Weiterhin ist vorteilhaft, daß in den zusätzlichen Schaltkreis eine Diode geschaltet ist, die bei Sicherungsausfall eine unterschiedliche Polung zu der Diode aufweist, die die Sternpunkte miteinander verbindet. It is also advantageous that in the additional Circuit is a diode that is connected to Fuse failure a different polarity to that Diode has the star points with each other connects.  

Dadurch bleibt die gesamte Schaltungsanordnung bei Sicherungsausfall hochohmig, wie für den Berührungsschutz verlangt wird.This leaves the entire circuit arrangement in the event of a fuse failure, high resistance, as for the Protection against contact is required.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Auswertung des Ausfallsignals über zwei Komparatoren geschieht, wobei der dem zusätzlichen Schaltkreis zugeordnete Komparator mit seinem Ausgang auf den Eingang des die Spannungsdifferenz zwischen den Sternpunkten auswertenden Komparators geführt ist. Dadurch kann die Schaltungsanordnung zur Auswertung des Ausfallsignals, die dem Komparator nachgeschaltet ist, einfacher gestaltet werden.Another advantage is that the Evaluation of the failure signal using two comparators happens, which is the additional circuit assigned comparator with its output on the input of the voltage difference between the comparator evaluating the star points is. This allows the circuit arrangement for Evaluation of the failure signal sent to the comparator downstream, can be made easier.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt die schaltungsgemäße Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung.An embodiment of the invention is in the Drawing shown and is in the following Description explained in more detail. The only figure shows the circuit design of the present invention.

In der Figur sind die Strompfade (Leitungen) des Drehstromnetzes mit 1, 2, 3 bezeichnet, die üblicherweise mit den Hauptsicherungen L1, L2, L3 abgesichert sind. Die Strompfade 1, 2, 3 gehen zu einem nicht darge­ stellten Verbraucher, wobei vor dem Verbraucher die ihm zugeordneten Sicherungen F1, F2, F3 liegen. Von den Strompfaden 1, 2, 3 sind jeweils vor und nach den Sicherungen F1, F2, F3 Leitungen 4, 5, 6 und 7, 8, 9, in denen jeweils die Widerstände R1, R2, R3 und R4, R5, R6 liegen, die jeweils zu den Stern­ punkten 10, 11 zusammengeschaltet sind. Zwischen die Sternpunkte 10, 11 sind eine Diode V1 und ein Widerstand R8 geschaltet, wobei die Diode V1 nur die positiven Halbwellen des Stromes bzw. der Spannung durchläßt. Der Verbindungspunkt zwischen der Diode V1 und dem Widerstand R8 steht über einen Widerstand R11 mit einem Eingang eines (ersten) Komparators 12 in Verbindung, dessen Ausgang mit einer nicht darge­ stellten Auswerteschaltung verbunden ist. An dem anderen Eingang liegt eine Schwellenspannung (Schwelle) S, die von der Auswerteschaltung vorgegeben wird. Der Kondensator C2 dient lediglich zur Siebung.In the figure, the current paths (lines) of the three-phase network are designated 1, 2, 3 , which are usually protected by the main fuses L 1 , L 2 , L 3 . The current paths 1 , 2 , 3 go to a consumer, not shown, with the fuses F 1 , F 2 , F 3 assigned to the consumer in front of the consumer. Of the current paths 1 , 2 , 3 are before and after the fuses F 1 , F 2 , F 3 lines 4 , 5 , 6 and 7 , 8 , 9 , in each of which the resistors R 1 , R 2 , R 3 and R 4 , R 5 , R 6 , which are points to the star 10 , 11 are interconnected. Between the neutral points 10, 11 a diode V1 and a resistor R are connected in 8, wherein the diode V 1 passes only the positive half-waves of the current or the voltage. The connection point between the diode V 1 and the resistor R 8 is connected via a resistor R 11 to an input of a (first) comparator 12 , the output of which is connected to an evaluation circuit (not shown). At the other input there is a threshold voltage (threshold) S, which is specified by the evaluation circuit. The capacitor C 2 is used only for screening.

Von der Leitung 9 geht vor dem Widerstand R6 ein zusätzlicher Schaltkreis 13 ab, der aus der Reihenschaltung eines Widerstandes R7 einer Diode V2 und eines Widerstandes R9 besteht, wobei R9 mit dem Sternpunkt 11 verbunden ist. Die Polung der Diode V2 ist bei Sicherungsausfall der Sicherung F3 entgegengesetzt zu der Polung der Diode V1, wodurch die von dieser durchgelassenen positiven Halbwellen abgeblockt werden. Durch diese Maßnahme bleibt die gesamte Schaltungsanordnung, wie durch die Vorschriften vorgegeben, hochohmig. Der Ver­ bindungspunkt zwischen der Diode V2 und dem Widerstand R9 ist an den invertierenden Eingang eines weiteren (zweiten) Komparators 14 angeschlossen, an dessen nicht invertierenden Eingang die Schwelle S liegt. Von diesem invertierenden Eingang zum Sternpunkt 11 ist ein Siebkondensator C1 geschaltet. Der Ausgang des Komparators 14 ist über einen Widerstand R10 und eine Diode V3 mit dem nicht invertierenden Eingang des Komparators 12 verbunden.An additional circuit 13 , which consists of the series connection of a resistor R 7, a diode V 2 and a resistor R 9 , leads from line 9 in front of resistor R 6 , R 9 being connected to star point 11 . If the fuse F 3 fails, the polarity of the diode V 2 is opposite to the polarity of the diode V 1 , as a result of which the positive half-waves transmitted by it are blocked. As a result of this measure, the entire circuit arrangement remains high-resistance, as specified by the regulations. The connection point between the diode V 2 and the resistor R 9 is connected to the inverting input of a further (second) comparator 14 , at the non-inverting input of which the threshold S lies. A filter capacitor C 1 is connected from this inverting input to star point 11 . The output of the comparator 14 is connected to the non-inverting input of the comparator 12 via a resistor R 10 and a diode V 3 .

An die Leitungen 4 und 5 sind vor den Widerständen R1, R2 die Anschlüsse eines Transformators 15 mit Brückengleichrichter 16 angeschlossen, der die Spannungsversorgung 15, 16 für die dargestellte Schaltungsanordnung und die nicht dargestellte Auswerteschaltung bildet. Connected to lines 4 and 5 in front of resistors R 1 , R 2 are the connections of a transformer 15 with bridge rectifier 16 , which forms the voltage supply 15 , 16 for the circuit arrangement shown and the evaluation circuit (not shown).

Die Funktionsweise der Schaltung ist wie folgt.The circuit works as follows.

Wenn eine oder zwei Sicherungen der Sicherung F1, F2, F3 ausfallen, liegt an dem Sternpunkt 10 eine andere Spannung als an dem Sternpunkt 11, so daß ein Strom fließt und im wesentlichen an R8 eine Spannung abfällt. Eine entsprechende Spannung tritt am nicht invertierenden Eingang des ersten Komparators 12 auf, wodurch die am invertierenden Eingang liegende Schwelle S überschritten wird, so daß der erste Komparator 12 seinen Ausgangszustand ändert und ein Ausfallsignal abgibt, das in der nicht darge­ stellten Auswerteschaltung weiterverarbeitet wird. Beispielsweise kann eine optische Anzeige vorgesehen sein, und/oder ein Relais kann angesteuert werden, wobei dessen Kontakte schalten.If one or two fuses of the fuse F 1 , F 2 , F 3 fail, there is a different voltage at the star point 10 than at the star point 11 , so that a current flows and essentially a voltage drops at R 8 . A corresponding voltage occurs at the non-inverting input of the first comparator 12 , whereby the threshold S at the inverting input is exceeded, so that the first comparator 12 changes its initial state and emits a failure signal which is further processed in the evaluation circuit (not shown). For example, an optical display can be provided and / or a relay can be controlled, the contacts of which switch.

Im Normalzustand, d. h. bei vorhandener Sicherung F3, fließt über die Leitung 9, den Widerstand R7, die Diode V2 und den Widerstand R9 ein Strom zum Sternpunkt 11 bzw. durch die Widerstände R4, R5. Dabei nimmt der Ausgang des zweiten Komparators 14 einen bestimmten Pegelzustand an, in diesem Zustand sperrt die Diode V3, so daß der nicht invertierende Eingang des ersten Komparators 12 nicht beeinflußt wird. Wenn nur die Sicherung F3 ausfällt, ändert sich, wie oben beschrieben, das Spannungsverhältnis an den Sternpunkten 10, 11, so daß ein Alarm ausgelöst werden kann. Außerdem fließt kein Strom mehr durch den Schaltkreis 13, wodurch der invertierende Eingang des zweiten Komparators 14 unter die Schwelle S geht, so daß der Ausgang des zweiten Komparators 14 seinen Zustand ändert und zusätzlich an dem nicht inver­ tierenden Eingang des ersten Komparators 12 eine Spannung anliegt. Der Schaltkreis 13 dient aber insbesondere zur Feststellung des Ausfalls aller drei Sicherungen F1, F2, F3, da in diesem Fall wegen Gleichheit der Potentiale an den Sternpunkten 10, 11 keine Spannung am Widerstand R8 abfällt. Dadurch wird für den Ausfallalarm nur der Schaltkreis 13 wirksam, denn der erste Komparator 12 schaltet nur, wenn der zweite Komparator 14 wegen des Stromausfalls in der Leitung 3 bzw. 9 seinen Ausgangszustand ändert und über den Widerstand R10 eine Spannung abfällt, die den nicht invertierenden Eingang des ersten Komparators 12 über die Schwelle S am invertierenden Eingang bringt.In the normal state, ie with fuse F 3 present , a current flows via line 9 , resistor R 7 , diode V 2 and resistor R 9 to star point 11 or through resistors R 4 , R 5 . The output of the second comparator 14 assumes a certain level state, in this state the diode V 3 blocks, so that the non-inverting input of the first comparator 12 is not influenced. If only fuse F 3 fails, the voltage ratio at star points 10 , 11 changes, as described above, so that an alarm can be triggered. In addition, no more current flows through the circuit 13 , whereby the inverting input of the second comparator 14 goes below the threshold S, so that the output of the second comparator 14 changes its state and, in addition, a voltage is present at the non-inverting input of the first comparator 12 . However, the circuit 13 serves in particular to determine the failure of all three fuses F 1 , F 2 , F 3 , since in this case no voltage across the resistor R 8 drops due to the equality of the potentials at the star points 10 , 11 . As a result, only the circuit 13 is effective for the failure alarm, because the first comparator 12 only switches when the second comparator 14 changes its initial state due to the power failure in line 3 or 9 and a voltage drops across the resistor R 10 , which does not drop brings inverting input of the first comparator 12 over the threshold S at the inverting input.

Wie aus dem Schaltbild zu erkennen ist, ist der Schaltkreis 13 mit dem Strompfad 3 verbunden, an dem nicht die Anschlüsse des Transformators 15 liegen. Auf diese Weise kann auch der Sicherungs­ ausfall der Hauptsicherungen L1, L2, L3 überprüft werden. Wenn nämlich eine oder beide Hauptsicherungen L1, L2 ausfallen, fließt durch den Transformator 15 kein Strom mehr und eine der Spannungsversorgung 15, 16 nachgeschaltete, nicht dargestellte optische, akustische oder sonstige Alarmeinrichtung wird eingeschaltet. Wenn die dritte Hauptsicherung L3 ausfällt, wird wiederum der Schaltkreis 13 mit den beiden Komparatoren 14, 12 wirksam, und es wird der Ausfall angezeigt. Selbstverständlich werden durch die Schaltungsanordnung nicht nur der Ausfall von Sicherungen, sondern beispielsweise auch Drahtbrüche überwacht.As can be seen from the circuit diagram, the circuit 13 is connected to the current path 3 , on which the connections of the transformer 15 are not located. In this way, the fuse failure of the main fuses L 1 , L 2 , L 3 can be checked. If one or both main fuses L 1 , L 2 fail, no more current flows through the transformer 15 and an optical, acoustic or other alarm device (not shown) connected downstream of the voltage supply 15 , 16 is switched on. If the third main fuse L 3 fails, the circuit 13 with the two comparators 14 , 12 again takes effect, and the failure is displayed. Of course, the circuit arrangement not only monitors the failure of fuses, but also wire breaks, for example.

Wenn ein Alarm gegeben worden ist, kann in der Auswerteschaltung ein Schaltelement vorgesehen sein, mit dem nach Ausfall einer oder mehrerer Sicherungen und Ersetzen derselben die Schaltungsanordnung neu aktiviert wird.If an alarm has been given, the Evaluation circuit, a switching element can be provided, with that after the failure of one or more fuses and replacing the same the circuitry  is activated.

Claims (7)

1. Schaltungsanordnung zur Überwachung des Ausfalls von Sicherungen, die jeweils in die Strompfade eines Drehstromnetzes zur Ver­ sorgung eines Verbrauchers geschaltet sind, wobei vor und nach den Sicherungen jeweils ein Sternpunkt gebildet wird und bei Auftreten einer Spannungsdifferenz zwischen den zwei Sternpunkten ein Ausfallsignal abgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzlicher Schaltkreis (13) vorge­ sehen ist, der mit seinem einen Ende mit einem ersten Strompfad (3) des Drehstromnetzes nach den Sicherungen (F1, F2, F3) und mit seinem anderen Ende mit dem zugeordneten Sternpunkt (11) verbunden ist, und daß bei intakter Sicherung (F3) ein Strom zwischen dem ersten Strompfad (3) und dem zweiten und dritten Strompfad (1, 2) fließt, der bei Ausfall der Sicherung (F3) für den ersten Strompfad (3) unterbrochen wird, wodurch das Ausfallsignal ausgelöst wird.1.Circuit arrangement for monitoring the failure of fuses, each of which is connected to the current paths of a three-phase network for supplying a consumer, a star point being formed before and after the fuses and a failure signal being emitted when a voltage difference between the two star points occurs, characterized in that an additional circuit ( 13 ) is provided, the one end with a first current path ( 3 ) of the three-phase network after the fuses (F 1 , F 2 , F 3 ) and with its other end with the associated star point ( 11 ) is connected, and that when the fuse (F 3 ) is intact, a current flows between the first current path ( 3 ) and the second and third current path ( 1 , 2 ), which, if the fuse (F 3 ) fails, for the first current path ( 3 ) is interrupted, which triggers the failure signal. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Komparator (12) vorgesehen ist, der das Auftreten einer Spannungsdifferenz zwischen den beiden Sternpunkten (10, 11) feststellt und das Ausfallsignal abgibt.2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that a first comparator ( 12 ) is provided which detects the occurrence of a voltage difference between the two star points ( 10 , 11 ) and emits the failure signal. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Komparator (14) vorgesehen ist, der die Unterbrechung des Stromflusses in dem zusätzlichen Schaltkreis (13) feststellt. 3. Circuit arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that a second comparator ( 14 ) is provided which detects the interruption of the current flow in the additional circuit ( 13 ). 4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den zwei Sternpunkten (10, 11) eine erste Diode (V1) zur Auswertung jeweils nur einer Halbwelle und ein Widerstand (R8) geschaltet sind, wobei ein nichtinvertierender Eingang des ersten Komparators (12) mit der Verbindungsleitung zwischen den Sternpunkten (10, 11) nach der Diode (V1) in Verbindung steht.4. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that between the two star points ( 10 , 11 ), a first diode (V 1 ) for evaluating only one half-wave and a resistor (R 8 ) are connected, a non-inverting Input of the first comparator ( 12 ) is connected to the connecting line between the star points ( 10 , 11 ) after the diode (V 1 ). 5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des zweiten Komparators (14) mit dem nichtinvertierenden Eingang des ersten Komparators (12) verbunden ist.5. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the output of the second comparator ( 14 ) is connected to the non-inverting input of the first comparator ( 12 ). 6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in den zusätzlichen Schaltkreis (13) mindestens ein Widerstand (R7, R9) und eine zweite Diode (V2) geschaltet sind, wobei die zweite Diode (V2) bei Ausfall der Sicherung (F3) zur ersten Diode (V1) in Sperrichtung liegt.6. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that in the additional circuit ( 13 ) at least one resistor (R 7 , R 9 ) and a second diode (V 2 ) are connected, the second diode (V 2 ) if the fuse (F 3 ) to the first diode (V 1 ) fails in the reverse direction. 7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß vor den Sicherungen (F1, F2, F3) und vor den Abzweigungen (4, 5, 6) zu dem ersten Sternpunkt Hauptsicherungen (L1, L2, L3) liegen und daß ein Transformator (15) für die Spannungsver­ sorgung der Schaltungsanordnung vor den Sicherungen (F1, F2, F3) und nach den Haupt­ sicherungen (L1, L2, L3) mit dem zweiten und dritten Strompfad (1, 2) verbunden ist.7. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in that before the fuses (F 1 , F 2 , F 3 ) and before the branches ( 4 , 5 , 6 ) to the first star point main fuses (L 1 , L 2 , L 3 ) and that a transformer ( 15 ) for the voltage supply of the circuit arrangement before the fuses (F 1 , F 2 , F 3 ) and after the main fuses (L 1 , L 2 , L 3 ) with the second and third current path ( 1 , 2 ) is connected.
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