DE761595C

DE761595C - Overvoltage protection for electrical systems

Info

Publication number: DE761595C
Application number: DES150422D
Authority: DE
Inventors: Josef Dipl-Ing Heupgen; Karl Stein
Original assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Priority date: 1942-05-16
Filing date: 1942-05-16
Publication date: 1953-01-26

Description

Uberspannungsschutz für elektrische Anlagen Zum Schutze elektrischer Anlagen, z. B. der Netzanschlußgeräte von Fernmeldeanlagen, gegen Überspannung benutzt man Entladungsstrecken, in denen die Überspannung einen Entladungsvorgang einleitet. Meist werden für diesen Zweck Glimmlampen oder sogenannte Luftleerspannungsableiter verwendet. Es ist bekannt, daß man zur selbsttätigen Abschaltung bzw: zur Auslösung eines Alarms Relais in Reihe mit der Entladungsstrecke schalten kann. Diese Relais sprechen dann bei Auftreten der Überspannung an und leiten den AbschaItvorgang oder dieAlarmauslösungein. Bekannte Schaltungen dieser Art haben den Nachteil, daß beim Auftreten einer Überspannung sowohl die Entladungsstrecke als auch das mit ihr in Reihe liegende Relais dauernd Strom führen. Die Entladungsstrecke erhitzt sich dementsprechend, so daß sich ihre Ansprechwerte verschieben. Für die Abschaltung nachfolgender Überspannungen kann daher mit einem genauen Arbeiten der Schutzeinrichtung nicht gerechnet werden.Surge protection for electrical systems To protect electrical systems Plants, e.g. B. the power supply units of telecommunications systems, used against overvoltage one discharge paths in which the overvoltage initiates a discharge process. Usually glow lamps or so-called empty air voltage arresters are used for this purpose used. It is known that one can automatically switch off or trigger of an alarm relay in series with the discharge path. These relays respond when the overvoltage occurs and initiate the shutdown process or the alarm triggering. Known circuits of this type have the disadvantage that when Occurrence of an overvoltage in both the discharge path and the one with it Relays lying in series carry current continuously. The discharge path heats up accordingly, so that their response values shift. For switching off subsequent overvoltages therefore, precise working of the protective device cannot be expected.

Diese Nachteile werden gemäß der Erfindung dadurch behoben, daß die Entladungsstrecke nach ihrem ersten Ansprechen mittels einer besonderen Relaisanordnung dem Einfluß der Spannung, z. B. durch vorübergehenden Kurzschluß, kurzzeitig entzogen wird und daß durch diese Relaisanordnung nach @ufliebung der Überbrückung der Entladungsstrecke und bei dann noch andauernder Überspannung nach vorbestimmter Zeit die Abschaltung der zu schützenden Anlage erfolgt.These disadvantages are eliminated according to the invention in that the Discharge path after their first response by means of a special one Relay arrangement the influence of the voltage, z. B. by temporary short circuit, is withdrawn for a short time and that through this relay arrangement after love of the Bridging the discharge path and, if the overvoltage persists, then afterwards The system to be protected is switched off within a predetermined time.

Durch eine derartige Schaltung wird erreicht, daß die Entladungsstrecke nach einmaliger Zündung keinen Strom führt und daher im wesentlichen auf der umgebenden Temperatur gehalten wird, so daß sich ihre Ansprechwerte nicht verschieben. Die Erfindung ist auch dann von Bedeutung, wenn bei sehr kleinen Spannungsspitzen ein sicheres Ansprechen der Schutzeinrichtung gewährleistet werden soll.Such a circuit ensures that the discharge path after a single ignition does not carry any current and therefore essentially on the surrounding area Temperature is maintained so that their response values do not shift. the Invention is also important when a very small voltage peaks safe response of the protective device is to be guaranteed.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden an Hand des nachstellenden Ausführungsbeispiels beschrieben, das auf die Figur Bezug nimmt.Further details of the invention are based on the adjusting Described embodiment, which refers to the figure.

Das Wechselstromnetz mit den Klemmen 1"1 und 1"= ist über Kontakte fisal und iisa= an den Spartransformator Tr geführt. Ein Spannungswählschalter Spbf" für die Spannungen des Netzes ist mit den Anzapfungen 2 bis .1 des Transformators Tr verbunden und gestattet die Auswahl beliebiger Netzspannungen, z. B. zwischen den Werten von ioo bis 220 V. An den Klemmen für 22o V liegt in Reihe ein Luftleerspannungsableiter LS mit einem Relais S und der Wicklung eines Thermorelais Tlr. Parallel zum Luftleerspannungsableiter liegt ein Arbeitskontakt s des Relais S. Der Kontakt th des Thermorelais liegt im ungeheizten Zustand in der dargestellten Stellung und legt bei Heizung zunächst in die Mittelstellung und dann an den gegenüberliegenden Kontakt um, so daß das Überspannungsrelais L`SA an Spannung gelegt wird.The alternating current network with terminals 1 "1 and 1" = is via contacts fisal and iisa = led to the autotransformer Tr. A voltage selector switch Spbf " for the voltages of the network is with the taps 2 to .1 of the transformer Tr connected and allows the selection of any mains voltage, e.g. B. between the values from 100 to 220 V. An air discharge voltage arrester is connected in series to the terminals for 22o V LS with a relay S and the winding of a thermal relay Tlr. Parallel to the air discharge arrester is a normally open contact s of relay S. Contact th of the thermal relay is in unheated state in the position shown and initially sets when heating to the middle position and then to the opposite contact so that the Voltage is applied to overvoltage relay L`SA.

Auf der Sekundärseite des Transformators Tr wird z. B. ein Gleichrichterrohr angeschlossen. Es sei angenommen, daß die Anordnun- in der dargestellten Schaltung an die volle Spannung von -22o V gelegt wird.On the secondary side of the transformer Tr is z. B. a rectifier tube connected. It is assumed that the arrangement in the circuit shown to the full voltage of -22o V.

Tritt nun auf der Primärseite eine Überspannung auf, so setzt in dem Luftleerspannungsableiter LS eine Gasentladung ein, und das damit in Reitle liegende Relais S spricht i an. Der Kontakt s schließt den Luftleerspannungsableiter kurz, so daß er erlischt und nicht durch längeres Heizen Veränderungen in der Ansprechspannung unterworfen ist. Über den Kontakt t1 und s wird die Wicklung des Thermorelais Th- geheizt, der nach Beendigung seiner Heizzeit den Kontakt t1 zunächst in die Mittelstellung bringt.If an overvoltage now occurs on the primary side, the Empty air voltage arrester LS initiates a gas discharge, and that which is located in Reitle Relay S responds to i. The contact s short-circuits the empty air voltage arrester, so that it goes out and no changes in the response voltage due to prolonged heating is subject. The winding of the thermal relay Th- heated, the contact t1 initially in the middle position after the end of its heating time brings.

Besteht in diesem Zustand die üherspannung noch, so zündet der Spannungsableiter LS von '# neuem und Beizt die Wicklung TL des Thermorelais «-eiter, bis dessen Kontakt th schließlich in die der gezeichneten entgegengesetzte Lage umlegt. Dabei spricht das Überspannungsrelais L`SA an und trennt mit den Kontakten iisal und iisa= die Einrichtung vom Netz ab.If the overvoltage still exists in this state, the voltage arrester will ignite LS again and pickles the winding TL of the thermal relay «conductor until it contacts th finally shifts to the opposite position to the one drawn. It speaks the overvoltage relay L`SA and disconnects with the contacts iisal and iisa = die Device from the network.

Trat die Überspannung nur kurzzeitig auf, so daß eine Gefährdung der Anlage nicht zu befürchten ist, so wird die Wicklung Th nach Umlegen des Kontaktes th in die Mittelstellung nicht «-eiter geheizt, da beim (Offnen des Kontaktes th das Relais S von der Spannung abgetrennt wurde und die Entladungsstrecke stromlos ist. Damit ist die Anlage wieder im Ruhezustand.The overvoltage occurred only briefly, so that a risk to the Plant is not to be feared, the winding Th is after switching the contact th in the middle position is not heated, since when (opening the contact th the relay S was disconnected from the voltage and the discharge path was de-energized is. The system is now in the idle state again.

Der Kontakt s, parallel zum Luftleerspannungsableiter LS, gewährleistet auch bei sehr kleinen Spannungsspitzen ein sicheres Ansprechen. Ist beispielsweise die Nennspannung des Gerätes 220 `' und soll bei einer Überspannung von 15 0/a, d. h. etwa bei 25o V, abgeschaltet «-erden, so wird der Spannungsableiter nur während verhältnismäßig kurzer Spannungsspitzen in der Nähe des Scheitelwertes der Wechselspamlung leitend, so daß das Relais nicht wie bei großen Überspannungen dauernd angesprochen bleibt, sondern flattert. Durch den Kontakts ist also sichergestellt, daß bei einmaligem Einsetzen der Überspannung das Relais S anspricht. Dabei ist jedoch durch den Kontakt th dafür Sorge getragen, daß ein kurzer Spannungsstoß eine endgültige Auslösung noch nicht zur Folge hat.The contact s, parallel to the empty air voltage arrester LS, guarantees reliable response even with very small voltage peaks. For example, if the nominal voltage of the device is 220 '' and should be switched off "-grounded at an overvoltage of 15 0 / a, i.e. around 25o V, the voltage arrester only becomes conductive during relatively short voltage peaks in the vicinity of the peak value of the alternating voltage, see above that the relay does not remain activated, as with large overvoltages, but flutters. The contact ensures that the relay S responds when the overvoltage occurs once. In this case, however, the contact th ensures that a short voltage surge does not yet result in a final trip.

Wie aus der Schaltung ersichtlich, liegt die Einrichtung für Spannungsüberwachung an den Klemmen für 220 V, d. h. für die höchste vorkommende Netzspannung. Wird die Anordnung an ein Netz mit geringerer Spannung gelegt, so wird durch die Sparschaltung des Transformators aus dieser Spannung eine solche von 220 V erzeugt. Überspannungen werden in der gleichen Weise transformiert und haben eine Auslösung in der beschriebenen Greise zur Folge.As can be seen from the circuit, the device for voltage monitoring is located at the terminals for 220 V, d. H. for the highest occurring mains voltage. Will the When the arrangement is placed on a network with a lower voltage, the economy circuit of the transformer generates a voltage of 220 V from this voltage. Surges are transformed in the same way and have a trigger in that described Old men as a consequence.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Surge protection for electrical systems the parallel to the system to be protected a discharge path, z. B. an air discharge arrester, which causes the system to be protected to be switched off via a relay, characterized in that the discharge path (LS) after its first response by means of a special relay arrangement the influence of the voltage, z. B. by temporary Short-circuit, temporarily withdrawn - and that by this relay arrangement after cancellation the bridging of the discharge path and if the overvoltage persists after The system to be protected is switched off within a predetermined time.

2. Overvoltage protection according to claim r, characterized in that parallel to the discharge path (LS) a normally open contact (s) of a relay (S) that responds in the event of an overvoltage is present, and that, in addition to this relay, a delay relay (Th) becomes effective after expiry of whose delay time the short circuit of the discharge path (LS) is eliminated, so that the excitation is triggered by the discharge path which then re-ignites in the event of overvoltage of the trip relay (PISA).

3. Overvoltage protection according to claim 2, thereby characterized in that a thermal relay (Th) is used as a delay relay, whose winding (Th) is in series with the discharge path (LS) and its contact is in one end position in the short-circuit line of the discharge path (LS), in the middle position this short circuit cancels and in the other end position the The winding of the trip relay (üSA) is energized.