DE4423476A1 - Einrichtung zur gerichteten Ableitung von Streuströmen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur gerichteten Ableitung von Streuströmen aus streustromgefährdeten Anlagen.

Eine derartige Einrichtung ist aus der DE-PS 1 15 33 794 bekannt.

Dieses netzbetriebene Gerät steuert ein Schütz als Leistungsschalter an, wenn das Potential der geschützten Anlage positiver als das der störenden Anlage ist. Der Schaltzustand wird beendet, wenn der an einem Stromshunt gemessene Streustrom nicht mehr fließt.

Der bekannte Stand der Technik hat folgende Nachteile: Die Streustromableitung erfordert neben der Messung des Störpotentia­ les auch die aufwendige und mit einem zusätzlichen Spannungsab­ fall behaftete Messung des Streustromes. Die bekannte Einrichtung schaltet bei einem Störpotential von 50 mV ein, und bei einem Rückstrom von 2 A wieder ab. Dieses Schaltverhalten hat eine starke Hysteresecharakteristik, die bei kleinen und schnellveränderlichen Streuströmen eine Schwingungsneigung oder Funktionsunfähigkeit der Einrichtung bewirkt. Einen weiteren Nachteil stellt die verhältnismäßig geringe Schaltgeschwindig­ keit des Schützes da, wodurch kurze Streustromimpulse nicht er­ faßt werden und somit nicht die erwünschte gleichmäßige Streustromableitung möglich ist. Die bekannte Einrichtung weist einen hohen Leistungsbedarf auf, wodurch ein längerer, netzun­ abhängiger Betrieb nicht möglich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabenstellung zugrunde, eine Streu­ stromableitung zu schaffen, die die obengenannten Nachteile ver­ meidet.

Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst,. daß die Schutzeinrichtung ein regelndes Leistungselement ist.

Im folgenden sei die Erfindung zuerst in ihrer prinzipiellen Wirkungsweise in Fig. 1 sowie Fig. 2 und dann anhand eines Ausfüh­ rungsbeispieles in Fig. 3 beschrieben. Fig. 4 zeigt den Spannungs­ verlauf über der erfindungsgemäßen Schutzeinrichtung.

Bei der in Fig. 1 dargestellten, gerichteten Streustromableitung wird der Streustrom von dem gefährdeten-Anlagenteil 1 (Schutz­ objekt) über eine Kabelverbindung 2a zur Schutzeinrichtung 3 geführt, die über eine Kabelverbindung 2b mit dem negativsten Potential der störenden Anlage 4 verbunden ist. In Fig. 2 ist die Streustrombeeinflussung durch das Wechselspannungsfeld einer Hochspannungsleitung 4 (störende Anlage) gezeigt. Die Ablei­ tung der Streuströme erfolgt vom Schutzobjekt 1 (z. B. Rohr) über eine Kabelverbindung 2a, der Schutzeinrichtung 3, eine Ka­ belverbindung 2b zu einem Erder 5 als Punkt mit dem negativsten Potential.

In Fig. 3 ist die Schutzeinrichtung 3 gemäß der Erfindung ein re­ gelndes Leistungsstellelement 6.

Das regelnde Leistungsstellelement 6 weist einen Regler 7 und einen Leistungssteller 8 auf. Der Leistungssteller 8 ist aus mehreren parallelgeschalteten MOS-FET′s aufgebaut. Der Regler 7 weist zwei einstellbare Sollwertgeber umgekehrter Polarität 9a, 9b eine Vergleichsstelle 10 und einen Regelverstärker 11 auf. Die Vergleichsstelle 10 ist mit einem ihrer Eingänge direkt mit dem Punkt des negativsten Potentials 4, 5 verbunden, also ohne aufwendige Meßeinrichtungen wie im eingangsgenannten Stand der Technik.

Der in Fig. 4 gestrichelt dargestellte Spannungsverlauf würde sich ohne die Schutzeinrichtung 6 einstellen. Der Sollwertgeber 9a ist so eingestellt, daß die Spannung U_2a, U_2b den für den Kor­ rossionsschutz zulässigen Wert nicht überschreitet.

Der Sollwertgeber 9b ist so eingestellt, daß die Spannung U_2a, U_2b keine berührungskritischen Spannungen überschreiten kann. Dies ist durch die kontinuierliche Regelung der MOS-FET Kanalwi­ derstände gegeben.

Die Schutzeinrichtung 6 zeigt eine hohe Einstellgeschwindigkeit ohne Schwingungsneigung bei schnell veränderlichen Streuströmen. Die Leistungsaufnahme der gesamten Schutzeinrichtung liegt unter 1 mW. Dadurch ist ein netzunabhängiger Betrieb mit einer Batte­ riespeisung über mehrere Jahre möglich und somit sind dem Ein­ satz des Schutzgerätes bezüglich der Versorgung keine Grenzen gesetzt.

Claims (5)

1. Einrichtung zur gerichteten Streustromableitung, bei der zwischen der streustromgefährdeten Anlage (Schutzobjekt) und dem Punkt mit dem negativsten Potential eine Kabelverbindung mit einer Schutzeinrichtung geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzeinrichtung ein regelndes Leistungsstellelement ist.

2. Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das regelnde Leistungsstellelement einen Regler und einen Leistungssteller aufweist.

3. Einrichtung nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Leistungssteller aus wenigstens einem Metail-Oxyd-Schicht Feldeffekttransistor (MOS-FET) aufgebaut ist.

4. Einrichtung nach Patentanspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand des Leistungsstellers vom Regler so veränderbar ist, daß das Potential zwischen der streustromgefährdeten Anlage und der störenden Anlage zulässige Werte nicht überschreitet.

5. Einrichtung nach Patentanspruch 1, 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler zwei einstellbare Sollwertgeber unterschiedlicher Polarität aufweist.