DE4135425A1

DE4135425A1 - Automatischer fehldurchgang-anzeiger fuer elektrische leitungen

Info

Publication number: DE4135425A1
Application number: DE19914135425
Authority: DE
Inventors: Manuel Meruelo; Roberto Di Pietro
Original assignee: ELECTROTECNICA ARTECHE HERMANO; Iberduero SA
Current assignee: ELECTROTECNICA ARTECHE HERMANO; Iberduero SA
Priority date: 1990-10-29
Filing date: 1991-10-26
Publication date: 1992-05-27
Anticipated expiration: 2011-10-27
Also published as: DE4135425C2; ES2024931A6

Description

Es sind Signalgeber bekannt, die in einigen Metern Entfernung von elektrischen Leitungen angeordnet werden und mit einem Auf blinken einen Fehler oder Fehldurchgang melden, indem sie mit einer Spule versehen sind, die von einem Fehler in der Leitung verursachte Magnetfeldänderungen erkennen kann. Es besteht kei ne körperliche Verbindung zwischen dem Signalgeber und der Lei tung.

Bekannte Signalgeber lassen jedoch nicht erkennen, ob es sich um einen ernsthaften oder vorübergehenden Fehler, um eine wirk liche Unterbrechung oder nur um eine übliche Erscheinung han delt, die z. B. auf die magnetisierenden und kapazitiven Effekte des Einspeisungsanschlusses zurückgeht. Die bekannten Signalge ber passen sich auch nicht den verschiedenen Leitungen und ih ren spezifischen Eigenschaften an.

Diese Mängel bewirken wiederum, daß das Betriebspersonal nicht ausgelastet ist und daß lange Wartezeiten bis zur Wiederher stellung der Energieversorgung bzw. bei der Ortung und Bewer tung des Fehlers auftreten.

Augabe der Erfindung ist die Schaffung eines Signalgebers oder einer Anzeigeeinrichtung, mit der all diese Mängel behoben wer den. Bei einer grundsätzlichen Ausführungsform eines erfin dungsgemäßen Anzeigers verfügt man über elektrische Einrichtun gen, um das variable Magnetfeld zu erkennen, sowie über elek trische Einrichtungen, um das variable elektrische Feld zu er kennen, deren Ausgangssignale in einer Anordnung von logischen Schaltkreisen und Zeitschaltern kombiniert werden, deren Aus gang wiederum eine Blinkschaltung auslöst. Man kann die Kompo nenten der Anordnung von logischen Schaltkreisen und Zeitschal tern und/oder die Verbindung unter ihnen verändern, wobei da durch auch die Zustandstabelle verändert wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert:

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Signalgebers,

Fig. 2 bis 7 sind kartesische Darstellungen von verschiedenen Verhaltensweisen des Signalgebers nach Fig. 1, abhängend von den Variablen, wie Stromstärke i, Spannung v und Zeit t der Leitung. In diese Dar stellungen sind Zeitverschiebungen t eingearbei tet, um die Verständlichkeit der Arbeitsweise zu vereinfachen.

Die Schaltkreise des Signalgebers befinden sich in einem Gehäu se, das in einer Entfernung h von den Leitern einer elektri schen Leitung aufgestellt wird. Normalerweise handelt es sich um dreiphasige Leitungen mittlerer Spannung.

Die Unterstation, von der die elektrische Leitung abgeht und kontrolliert wird, kann Umspanner mit Erdanschluß aufweisen, so daß bei Fehlern gleichpolige Ströme fließen, sowie die notwen digen Mittel, um die Leitung an das Gesamtnetz anschließen oder sie sperren zu können. Der elektrische Stromdurchgang durch die Leitungen erzeugt eine Resultante des magnetischen Feldes M und eine Resultante des elektrischen Feldes E.

Im Prinzip kann man annehmen, daß die Leitungen zueinander aus geglichen bzw. gleich belastet und die Resultierenden des je weiligen Feldes gleich Null sind. In der Praxis gibt es unaus geglichene Leitungen, was man jedoch als normal betrachten kann und im Gerät nach der Erfindung berücksichtigt ist.

Gemäß Fig. 1 erfaßt die Spule 1 mittels ihres Kerns die Resul tierende des Magnetfeldes M, wobei mehrere Anschlüsse 2 vorge sehen sein können, um verschiedene Empfindlichkeiten einzustel len.

Das in der Spule 1 induzierte Spannungssignal wird einem Ver stärker 3 mit variablem Verstärkungsfaktor oder automatischer Steuerung des Verstärkungsfaktors und nach seiner Verstärkung einem ersten Schwellwertdetektor 4 für das Magnetfeld zuge führt.

Zwischen dem Verstärker 3 und dem ersten Schwellwertdetektor 4 oder Komparator kann ein Schwellwertregler 5 angeordnet sein, der das Gerät an verschiedene Bedingungen anpaßt.

Ferner ist eine Antenne 6 vorgesehen, die in das Gehäuse einge baut werden kann und das elektrische Feld E erfaßt. Ihr Aus gangssignal wird einem Verstärker 7 zugeführt, dessen Ausgangs signal an einem zweiten Schwellwertdetektor 8 für die Spannung anliegt.

Entsprechend Fig. 1 enthält das Gerät:

a) einen ersten logischen UND = Y-Schaltkreis (UND-Gatter) 9, dessen Eingänge durch die Ausgänge des ersten und zweiten Schwellwertdetektors 4, 8 gebildet sind, und dessen Ausgang im verzögerten Fall zum Eingang eines Retarders = delay 10 ge langt, der die ihm zugetragene Information für eine bestimmte Zeit speichert;
b) einen Inverter 11, dessen Eingangssignal dem Ausgangssignal des zweiten Schwellwertdetektors 8 entspricht;
c) einen zweiten logischen UND = Y-Schaltkreis (UND-Gatter) 12, dessen Eingangssignale durch die Ausgangssignale des Retarders = delay 10 und des Inverters 11 gebildet sind und dessen Aus gang einen der Eingänge s einer Kippschaltung 13 bildet, wobei deren Ausgang den Eingang einer Blitz- oder Blink-Erzeuger schaltung 14 bildet;
d) einen dritten logischen UND = Y-Schaltkreis (UND-Gatter) 15, dessen Eingänge durch die Ausgänge des zweiten Schwellwertde tektors 8 und der Kippschaltung 13 gebildet sind, und dessen Ausgang über einen Umschalter 16 mit zwei Positionen an einen ersten Zeitbegrenzer 17 geführt ist, der z. B. 10 sec. lang das Eingangssignal an seinem Ausgang aufrechterhält, wobei dieser Ausgang einen Eingang eines logischen ODER-Schaltkreises (ODER- Gatter) 19 bildet, dessen Ausgang der andere Eingang der Kipp schaltung 13 ist;
e) einen zweiten Zeitbegrenzer (Verzögerungsglied) 18 für z. B. 5 Stunden, dem als Eingangssignal das Ausgangssignal der Kipp schaltung 13 anliegt und dessen Ausgangssignal den anderen Ein gang des ODER-Gatters 19 bildet.

In den nachfolgend beschriebenen Funktionsbeispielen des Gerä tes ist berücksichtigt, daß das Abschalten in der Transforma torstation (Umspannwerk) nach einer bestimmten Zeit t₁ erfolgt, nachdem der Fehler aufgetreten ist.

I - (Fig. 2) - Wenn die Leitung mit normaler Last in Betrieb gesetzt wird, stellt sich eine vorübergehende Erhöhung der Stromstärke i und eine Spannung v ein, wodurch das erste UND- Gatter 9 aktiviert wird. Da aber die Spannung v weiterhin an dauert und der Ausgang des Inverters 11 und auch der Ausgang des zweiten UND-Gatters 12 gleich Null ist, entsteht keine Blinkanzeige d.

II - (Fig. 3) - Die Kupplung oder Sperrung wird manuell vorge nommen, wenn eine Fehlfunktion in der Leitung besteht, wodurch der erste UND-Schaltkreis 9 aktiviert wird. Da die Spannung v verschwindet, wird, während die Information in der Verzöge rungsschaltung 10 gespeichert wird, der Umschalter 11 betätigt, so daß auch der zweite UND-Schaltkreis 12 aktiviert und damit über die Kippschaltung 13 die Blinkschaltung 14 mit dem Blink signal d anspricht.

Der dritte UND-Schaltkreis 15 wird nicht aktiviert, da keine Spannung vorhanden ist; daher verändert die Kippschaltung 13 auch nicht ihre das Blinken d bzw. die Blinkschaltung 14 ab stellende Ausgangsposition, bis der Ausgang des zweiten Zeitbe grenzers 18 aktiviert wird, d. h. nach 5 Stunden.

III - (Fig. 4) - Wenn ein vorübergehender oder kurzzeitiger Fehler auftritt, der länger andauert als ein voreingestellter Schwellwert, wird entsprechend Absatz I) das Blinken d ausge löst. Sobald jedoch der Fehldurchgang (Fehler) beendet ist und der Anschluß wieder besteht, treten wieder Stromstärke i und Spannung v in der Leitung auf, so daß der dritte UND-Schalt kreis 15 und mit ihm der erste Zeitbegrenzer 17 aktiviert wird, der nach 10 sec. die Kippschaltung 13 anstößt, wodurch das Blinken d erlischt.

IV - (Fig. 5) - Wird ein vorübergehender oder kurzzeitiger Feh ler vom Informationssystem der Umspannstation (Unterwerk) oder der Zentralstation festgestellt, der geortet werden soll, so wird der Umschalter 16 von Position a auf Position b gestellt. Entsprechend Absatz III) bleibt der logische ODER-Schaltkreis 19 (ODER-Gatter) inaktiviert, bis der Ausgang des zweiten Zeitbe grenzers 18 aktiviert wird, so daß das Blinken d 5 Stunden lang eingeschaltet bleibt.

V - (Fig. 6) - Wenn ein Fehler auftritt, der seinen Eigenschaf ten nach als permanent angesehen werden kann, nachdem am Ur sprungsort mehrfach neu eingeschaltet worden ist und der Fehler wiederholt Unterbrechungen hervorruft, so ist mit dem zugehöri gen Zeitverbrauch des Wiedereinschaltens und des Abschaltens und mit der Zeiteinstellung von 10 sec. der Ausgang des ersten Zeitbegrenzers 17 permanent Null, so daß der ODER-Schaltkreis 19 nur durch den Ausgang des zweiten Zeitbegrenzers 18 akti viert wird.

VI - (Fig. 7) - Im Falle eines vorübergehenden Leitungsfehlers, der nicht solange andauert bis die Schutzabschaltung am Ur sprungsort (Spannungsquelle) anspricht, kommt es folglich nicht zur Abschaltung und zu keinem Spannungsabfall v, so daß der er ste UND-Schaltkreis 9 nicht aktiviert wird und auch kein Blin ken d eingeschaltet wird.

Die Schaltkreise können durch eine Lithiumbatterie mit einer Kapazität von 30 A-h gespeist werden.

Claims

1. Automatischer Fehldurchgang-Anzeiger für elektrische Leitun gen, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) Elektrische Schaltungsmittel (1-3) mit Sensibilität auf va riable Magnetfelder und elektrische Schaltungsmittel (6, 7) mit Sensibilität auf variable elektrische Felder, deren Ausgänge angeschlossen sind an
b) eine kombinierte Gesamtordnung von logischen Schaltkreisen (9, 12, 15, 19) und Zeitbegrenzern (17, 18), deren Ausgangssi gnal
c) einen elektrischen Blinkkreis aktiviert.

2. Automatischer Fehldurchgang-Anzeiger nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß die elektrischen Schaltungsmittel mit Sensibilität auf variables Magnetfeld eine Reihenschaltung ei ner Spule (1) mit mehreren Anschlüssen (2), eines Verstärkers (3) mit einstellbaren Verstärkungsfaktor, eines Schwellwertreg lers (5) und eines ersten Schwellwertdetektors (4) aufweisen.

3. Automatischer Fehldurchgang-Anzeiger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Schaltungsmittel mit Sensibilität auf variables elektrisches Feld eine Reihen schaltung mit einer Antenne (6), einem Verstärker (7) und einem zweiten Schwellwertdetektor (8) aufweisen.

4. Automatischer Fehldurchgang-Anzeiger nach einem der vorher gehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die kombinier te Gesamtordnung von logischen Schaltkreisen und Zeitbegrenzern sich folgendermaßen zusammensetzt:

a) ein erster UND-Schaltkreis (9), dessen Eingänge die Ausgänge des ersten und zweiten Schwellwertdetektor (4, 8) sind und dessen Ausgang an einem die Information für eine vorgegebe ne Zeit lang speichernden Retarder (delay 10) anliegt;
b) ein Inverter (11), dem der Ausgang des zweiten Schwell wertdetektors (8) als Eingang anliegt;
c) ein zweiter UND-Schaltkreis (12), dessen Eingangssignale die Ausgangssignale des Retarders (10) und des Inverters (11) bilden und dessen Ausgang einen der Eingänge einer Kippschal tung (13) bildet, wobei deren Ausgang einer Blinklichterzeuger schaltung (14) als Eingang anliegt;
d) ein dritter UND-Schaltkreis (15), dessen Eingänge durch die Ausgänge des zweiten Schwellwertdetektors (8) und der Kipp schaltung (13) gebildet sind, und dessen Ausgang mittels eines Umschalters (16) mit zwei Positionen (a, b) an den Eingang eines ersten Zeitbegrenzers (17) angeschlossen ist, wobei das Aus gangssignal des ersten Zeitbegrenzers (17) einen Eingang eines ODER-Schaltkreises (19) bildet, dessen Ausgang den zweiten Ein gang der Kippschaltung (13) bildet;
e) ein zweiter Zeitbegrenzer (18), dessen Eingang mit dem Ausgang der Kippschaltung (13) und dessen Ausgang mit dem zweiten Eingang des ODER-Schaltkreises in Verbindung steht.