DE60112321T2 - Einer messschnittstelle zuordbare einrichtung zur unterdrückung von störungen - Google Patents

Description

• GEGENSTAND DER ERFINDUNG
• Die vorliegende Beschreibung betrifft eine Anmeldung für ein Patent für ein Störungsunterdrückungsgerät (Entstörer) für eine Messschnittstelle, das als Unterdrückungsgerät von Netzüberspannungen mit kennzeichnenden Eigenschaften vorgesehen ist, die angepasst sind, so dass es eine Schutzfunktion erfüllt, die mit dem allgemeinen Schutzsystem der Anlage koordiniert ist, und eine ungefährliche Verbindung von Schaltungen zum Messen und Fernsteuern des Niederspannungsnetzes erlaubt, selbst wenn diese Schaltungen eine geringe Immunität gegen Stöße haben.
• BEREICH DER ERFINDUNG
• Diese Erfindung ist in der Telekommunikationsindustrie anwendbar, genauer im Bereich der Niederspannungsschutzeinrichtungen und im Besonderen für die Verwendung in Messvorrichtungen.
• US-4,347,475 beschreibt ein Störungsunterdrückungsgerät zum Verbinden eines Stromnetzes über Eingangs-/Ausgangsanschlüsse mit einer elektronischen Einrichtung, das zwei Stufen zum Unterdrücken von Spannungsstößen am Netz umfasst, wobei diese Stufen die gleiche Struktur wie die Stufen des erfindungsgemäßen Unterdrückungsgeräts haben, wobei die zweite Stufe einen Transistor steuert, der den Ausgang der ersten Stufe mit dem Ausgangsanschluss des Störungsunterdrückungsgeräts verbindet.
• HINTERGRUND DER ERFINDUNG
• Viele unbesetzte Anlagen sind mit Fernsteuerungs- und Messschaltungen verbunden, um ferne und zuverlässige Daten des Anlagenstatus bereitzustellen.
• Diese Fernsteuerungs- und Messeinrichtungen haben oft eine Eingangsstufentechnologie, die sich nicht für den Direktanschluss an den allgemeinen Stromeingang, einer der typischen Überwachungsmessstellen, eignen, was das Auftreten von elektrischen Lichtbögen in den Messstufen hervorrufen kann, die in einigen Fällen Brände verursachen können.
• Die Anmelderin ist sich dessen bewusst, dass es Anlagen infolge von früheren Patenten gibt, die zum Schutz von Einrichtungen vorgesehen sind, die Störungen an ihren Stromleitungen ausgesetzt sind, und ist sich keines derzeit bestehenden Unterdrückungsgeräts (Entstörers) für Störungen in einer Messschnittstelle bewusst, der das Signal nicht ändert und auch zum Schutz der Messstufe einer Kontrollvorrichtung für das Stromnetz bestimmt ist.
• Das Einführen eines Filters in bekannte Anlagen macht sie unfähig für die Verwendung als Schutzstufe für eine Netzmessvorrichtung, da Filtern den Wert der Messungen verzerrt.
• Die für dieses Problem vorgeschlagene Lösung basiert auf der Einführung eines als Störungsunterdrückungsgerät in einer Messschnittstelle konfigurierten Schutzelements, das zwischen der Spannungsmessvorrichtung und der Verbindung mit dem Niederspannungsnetz platziert wird, so dass es gewährleistet, dass die maximale Spannung an der Messvorrichtung unter der Immunitätsschwelle begrenzt ist.
• BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
• Das Störungsunterdrückungsgerät für eine Messschnittstelle (PSMI) hat als Hauptkennzeichen eine Anfangsstufe mit hoher Impedanz, die ohne den Messwert merklich zu verändern von dem primären Anlagenschutz abgekoppelt werden kann, so dass es Letzerer ist, der die Energie des Stoßes aufnimmt.
• Im Besonderen besteht das erfindungsgegenständliche Störungsunterdrückungsgerät für Messschnittstellen, das als Unterdrückungsgerät für Stöße dient, aus einer elektrischen Schaltung, die im Fall des Auftauchens eines Stoßes in der Stromleitung zu den Messvorrichtungen übertragene Überspannungen mit einer hohen Impedanz am Eingang begrenzt.
• Das Störungsunterdrückungsgerät für Messschnittstellen hat zwei Schutzstufen für die drei Phasen und für den Nullleiter, die die folgenden Elemente umfassen:
• – einen Widerstand mit hohem Ohmwert und hoher Leistung,
• – einen Varistor,
• – einen zweiten Widerstand zum Stromabkoppeln,
• – einen Zenerspannungsbegrenzer für eine genaue Begrenzung der Spannung während des Stoßes.
• Es muss erwähnt werden, dass die Topologie für die Verbindung von Stoßunterdrückungsgeräten völlig anders ist; im Fall bekannter Elemente gibt es eine Anfangsstufe mit einer niedrigen Impedanz, die ihr Verbinden mit der Eingangsstufe der Stromleitungsanlage auf Grund des Mangels an Koordination zwischen diesen Schutzvorrichtungen und den primären Schutzvorrichtungen der Anlagen verhindert; im Fall der vorliegenden Erfindung wird dieses Problem aber durch die Verwendung einer Anfangsstufe mit hoher Impedanz gelöst, die erzwingt, dass der größte Teil der Energie der Stöße von den primären Schutzvorrichtungen aufgenommen wird.
• Die Erfindung ist mit einer Doppelreihen-Parallelstufe versehen, die sehr niedrige Remanenzspannungen gewährleistet, wenn Stöße in der Leitung vorliegen, so dass ein verbesserter Schutz an der Messvorrichtungseingangsstufe erreicht wird.
• Zusätzlich zum Abkoppeln der primären Schutzvorrichtung und dem Störungsunterdrückungsgerät hat der erste Widerstand einen hohen Wert, so dass im Fall andauernder Stöße in dem Stromnetz, die zu einem Kurzschlussversagen der Varistoren führen, der Strom, der am ersten Widerstand abgeführt wird, geringer als sein Nennstrom ist, wodurch die Gefahr der Überhitzung vermieden wird.
• Die Varistoren haben eine Betriebsspannung, die etwas größer als die Betriebsspannung der primären Schutzvorrichtungen der Anlage ist, so dass sie nur die Energie aufnehmen, die den Remanenzspannungen entspricht, welche bei hohen Stößen von den primären Schutzvorrichtungen ankommen.
• Schließlich muss erwähnt werden, dass die Erfindung eine zweite, einen Widerstand und eine Zenerdiode umfassende Schutzstufe vorsieht, die die Stoßspannung auf einen Wert reduziert, der sehr nahe an dem des normalen Betriebs liegt.
• BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
• Zur Ergänzung zur Beschreibung und um zu einem besseren Verständnis der Eigenschaften der Erfindung beizutragen, liegt der vorliegenden Beschreibung als darin integrierter Bestandteil ein einzelnes Blatt Zeichnungen bei, auf dem lediglich zu Veranschaulichungszwecken und nicht begrenzend Folgendes gezeigt wird:
• 1 zeigt das elektrische Schaltbild der Erfindung in Bezug auf ein Störungsunterdrückungsgerät für Messschnittstellen.
• BEVORZUGTE AUSGESTALTUNG DER ERFINDUNG
• Das offengelegte Störungsunterdrückungsgerät für Messschnittstellen hat die Aufgabe, mit dem 220-V-Stromeingang (1) des Niederspannungsnetzes verbunden zu arbeiten, wobei es eine hohe Eingangsimpedanz und Stoßunterdrückungsgeräte hat, die eine Remanenzspannung nahe an 400 V gewährleisten, obwohl es je nach den Erfordernissen der Messschaltung möglich ist, dies an andere Werte anzupassen.
• Das Unterdrückungsgerät umfasst zwei Schutzstufen, beide für die drei Phasen und für den Nulleiter, die aus einem Widerstand mit einem hohem Ohmwert und einer hohen Leistung bestehen, einen Varistor (5), einen zweiten Widerstand (4) zum Abkoppeln von Strom und einen Zenerspannungsbegrenzer (6) für eine genaue Begrenzung der Spannung während des Stoßes.
• Zusätzlich zum Bereitstellen eines Abkoppelns zwischen der primären Schutzvorrichtung und dem Störungsunterdrückungsgerät hat der erste Widerstand (3) einen hohen Wert, so dass im Fall andauernder Stöße in dem Stromnetz, die zu einem Kurzschlussversagen der Varistoren führen, der Strom, der an dem Widerstand (3) abgeführt wird, geringer als sein Nennstrom ist, wodurch die Gefahr der Überhitzung vermieden wird.
• Die Erfindung hat einen Anschluss (2), um sie mit der Messvorrichtung zu verbinden, sowie einen Anschluss (1) zum Verbinden mit dem 220-V-Eingang.
• Da das Unterdrückungsgerät zwei Schutzstufen umfasst, beide für die drei Phasen und für den Nulleiter, besteht die Erfindung aus acht Widerständen, vier Varistoren, vier Stoßaufnahmevorrichtungen und zwei Anschlüssen, einen zum Verbinden mit dem 220-V-Eingang und den anderen zum Verbinden mit der Messvorrichtung.
• Zusammenfassend haben die erste, die zweite und die dritte Phase sowie der Nulleiter jeweils einen Widerstand (3) mit einem hohen Ohmwert und einer hohen Leistung, einen Varistor (5), einen zweiten Widerstand (4), einen Spannungsbegrenzer (6), der als Stoßaufnahmevorrichtung dient, und zwei Anschlüsse.
• Der Erdverbindung ist mit (7) bezeichnet.

Claims (1)

1. Störungsunterdrückungsgerät mit einem Eingangsanschluß (1) zum Anschließen an ein Dreiphasenstromnetz und einem Ausgangsanschluß (2) zum Anschließen an eine Meßschnittstelle, wobei das Stromnetz eine primäre Schutzvorrichtung umfaßt, umfassend: – für jede der drei Phasen und den Nulleiter des Stromnetzes zwei Schutzstufen, – wobei die erste Schutzstufe (3, 5) eine Reihenschaltung eines ersten Widerstands (3) mit einem hohen Ohmwert und einer hohen Leistung und eines Varistors (5) umfaßt, wobei der erste Widerstand (3) an einem Ende an den Eingangsanschluß (1) und an dem anderen Ende an den Varistor (5) angeschlossen ist, wobei das andere Ende des Varistors (5) an einen Erdungsanschluß (7) des Stromnetzes angeschlossen ist, – wobei der Wert des ersten Widerstands (3) derart ist, daß im Falle andauernder Stöße in dem Stromnetz, die zu einem Kurzschlußversagen des Varistors (5) führen, der Strom, der am ersten Widerstand (5) abgeführt ist, geringer als sein Nennstrom ist, – wobei der Varistor (5) auf einer Spannung arbeitet, die etwa größer als die Betriebsspannung der primären Schutzvorrichtungen des Stromnetzes ist, so daß der größte Teil der Energie eines Stoßes durch die primären Schutzvorrichtungen des Stromnetzes aufgenommen ist und der Varistor (5) nur die Energie aufnimmt, die der Remanenzspannung entspricht, welche von den primären Schutzvorrichtungen ankommt, – wobei die zweite Schutzstufe (4, 6) eine Reihenschaltung eines zweiten Widerstands (4) und eines Zenerspannungsbegrenzers (6) umfaßt, wobei der zweite Widerstand (4) an einem Ende an den Anschluß zwischen dem ersten Widerstand (3) und dem Varistor (5) und am anderen Ende an den Spannungsbegrenzer (6) angeschlossen ist, wobei das andere Ende des Spannungsbegrenzers (6) an den Erdungsanschluß (7) des Stromnetzes angeschlossen ist, – wobei der Ausgangsanschluß (2) an den Anschluß zwischen dem zweiten Widerstand (4) und dem Spannungsbegrenzer (6) angeschlossen ist.