DE959664C

DE959664C - Earth fault protection arrangement

Info

Publication number: DE959664C
Application number: DEB33728A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Walther Bender
Original assignee: WALTHER BENDER DIPL ING
Current assignee: WALTHER BENDER DIPL ING
Priority date: 1954-12-12
Filing date: 1954-12-12
Publication date: 1957-03-07

Description

Gleich- und Wechselstrom-Niederspannungsnetze ohne geerdeten Netzpunkt können im allgemeinen auch dann vorübergehend weitergetrieben werden, wenn ein einpoliger Erdschluß aufgetreten ist. In Schlagwetter- und explosionsgefährdeten Anlagen kann jedoch der Einfacherdschluß schon zündfähige Funken hervorrufen, besonders dann, wenn er intermittierend auftritt oder sich über einen Übergangswiderstand schließt, der gefährliche Erwärmungen annehmen kann. Die Gefahr wird jedoch besonders groß, wenn ein zweiter Erdschluß an einer anderen Phase auftritt und der Strom nicht groß genug ist, die vorgeschalteten Überstromauslöseorgane zum Abschalten zu bringen.Direct and alternating current low-voltage networks without an earthed network point can generally can also be temporarily driven further if a single-pole earth fault has occurred. In Firedamp and explosion-endangered systems, however, the single earth fault can already be ignitable Cause sparks, especially if it occurs intermittently or has a contact resistance closes, which can assume dangerous warming. However, the danger becomes particular large if a second earth fault occurs on another phase and the current is not large enough, to switch off the upstream overcurrent release devices.

Die üblichen Erdschlußschutzanordnungen arbeiten in der Weise, daß schon der einfache Erdschluß die Abschaltung des Netzes bewirkt oder eine Signalanlage zum Ansprechen bringt. Zur Erfassung von Einfacherdschlüssen ist es bekannt, den Sternpunkt des Netzes fest zu erden und durch den in der künstlichen Erdverbindung bei einem hinzukommenden Erdschluß einer Phase fließenden Strom ein Schutzrelais zu betätigen. Um den Erdschlußlichtbogen in Hochspannungsanlagen zu löschen, ist es ferner bekannt, die erdschlußbehaftete Phase selbsttätig durch einen Schalter an Erde zu legen.The usual earth fault protection arrangements work in such a way that even a simple earth fault causes the network to be switched off or activates a signal system. To capture of single earth faults, it is known to firmly earth the neutral point of the network and through those flowing in the artificial earth connection when an earth fault occurs in a phase Current to operate a protective relay. To prevent the earth fault arc in high voltage systems delete, it is also known to automatically switch the earth faulty phase on To lay earth.

Diese bekannten Erdschlußschutzanordnungen haben den Nachteil, daß es mit ihnen nicht möglich ist, zwischen Einfach- und Doppelerdschlüssen zu unterscheiden. Um eine solche Unterscheidung zu ermöglichen, wird erfindungsgemäß die zuerst erd-These known earth fault protection arrangements have the disadvantage that it is not possible with them is to distinguish between single and double earth faults. To make such a distinction too enable, according to the invention, the first

schlußbehaftete Phase selbsttätig durch einen Schalter an Erde gelegt und zum Schutz gegen Doppelerdschlüsse der bei einem zweiten Erdschluß in dieser Verbindung fließende Strom zur Auslösung des Netzhauptschalters oder für andere Schaltaufgaben oder zur Signalisierung benutzt. Dadurch ist die Erdschlußmessung in zwei kaskadenartig zusammenwirkende Teilmessungen aufgelöst; durch die vom Einfacherdschluß ausgelöste künstliche Erdverbindung wird der unkontrollierte Stromübergang an der Fehlerstelle unterbunden und gleichzeitig ein Meßpfad für Doppelerdschlüsse geschaffen; kommt solch ein zweiter Erdschluß im Netz hinzu, so fließt ein größerer Strom über die vom Einfacherdschluß hergestellte Erdverbindung und wird zur Messung des Doppelerdschlusses ausgenutzt. Die Unterscheidbarkeit zwischen Einfach- und Doppelerdschlüssen gibt die vorteilhafte Möglichkeit, den Betrieb eines Netzesshort-circuit phase automatically connected to earth by a switch and for protection against Double earth faults the current flowing in this connection in the event of a second earth fault for tripping of the main power switch or for other switching tasks or for signaling. This means that the earth fault measurement is divided into two partial measurements that work together in a cascade-like manner dissolved; the artificial earth connection triggered by the single earth fault becomes the uncontrolled Current transfer prevented at the point of failure and at the same time a measuring path for double earth faults created; if such a second earth fault is added in the network, a larger one flows Current through the earth connection established by the single earth fault and is used to measure the double earth fault exploited. The distinction between single and double earth faults gives the advantageous way of operating a network

zo bei Einfacherdschluß aufrechtzuerhalten, selbst wenn eine erhebliche Isolationsverschlechterung vorliegt, bei Auftreten eines Doppelerdschlusses dagegen das Netz bereits abzuschalten oder eine Alarmvorrichtung in Tätigkeit zu setzen, wenn die mit dem Doppelerdschluß verbundene Isolationsverschlechterung erst ein geringes Maß erreicht hat. Die Erfindung sei an einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Die Abbildung zeigt ein Schutzgerät für ein Drehstromnetz. An das Netz JV ist eine aus drei Unterspannungsrelais 1, 2, 3 bestehende Erdschlußüberwachungseinrichtung angeschlossen. Bei Erdschluß einer Phase fällt das an dieser Phase liegende Relais ab und schließt einen Kontakt. Dieser betätigt einen einpoligen automatischen Erdungsschalter 4, 5 oder 6, der die zugehörige Phase an Erde legt. Hierdurch wird der kapazitive Erdschluß strom abgeleitet und fließt nicht mehr über die Fehlerstelle.zo to be maintained in the event of a single earth fault, even if there is a significant deterioration in insulation is present, on the other hand, when a double earth fault occurs, the network is already switched off or a Activate the alarm device when the insulation deterioration associated with the double earth fault has only reached a minor level. The invention is illustrated using an exemplary embodiment. The figure shows a protective device for a three-phase network. One of three undervoltage relays 1, 2, 3 is connected to the JV network Earth fault monitoring device connected. This occurs in the event of a phase fault relay lying in this phase and closes a contact. This operates a single-pole automatic Earthing switch 4, 5 or 6, which connects the associated phase to earth. This will make the capacitive earth fault current is diverted and no longer flows through the fault location.

Die Erdungsschalter sind in bekannter Weise durch Hilfskontakte so gegeneinander verriegelt, daß jeweils nur einer eingeschaltet sein kann. Zwischen den Erdungsschaltern 4, S. 6 und ihren Netzanschlußpunkten sind Schmelzsicherungen 7, 8, 9 eingefügt. Zwischen diesen Schmelzsicherungen und den Erdungsschaltern zweigen zwischen den Phasen in V-Schaltung liegende Unterstromrelais 10, 11 ab, die, wenn sie anfallen, den Arbeitsstromauslöser des Hauptschalters 12 betätigen. Die Schmelzsicherungen 7, 8, 9 halten zwar den kapazitiven Erdschlußstrom aus, unterbrechen aber bei dem Teilkurzschlußstrom, der bei einem zweiten Erdschluß auftritt. Mit der Unterbrechung durch Abschmelzen einer Sicherung fällt auch eines der Ruhestromrelais 10, 11 bzw. fallen beide ab und betätigen den Hauptschalter des Netzes. Mit dieser Anordnung sind die Gefahren des Einfach- und Doppelerdschlusses beseitigt. Durch eine Rückstelltaste 13 kann die künstliche Verbindung zwischen Phase und Erde vorübergehend unterbrochen werden.The earthing switches are interlocked in a known manner by auxiliary contacts so that that only one can be switched on at a time. Between the earthing switches 4, page 6 and their network connection points fuses 7, 8, 9 are inserted. Between these fuses and the earthing switches branch undercurrent relays between the phases in a V connection 10, 11, which, when they occur, actuate the shunt trip of the main switch 12. the Fuses 7, 8, 9 withstand the capacitive earth fault current, but interrupt the partial short-circuit current that occurs in the event of a second earth fault. With the break through One of the closed-circuit relays 10, 11 also falls when a fuse is blown or both of them fall off and operate the main switch of the network. With this arrangement, the dangers of the simple and the Double earth fault eliminated. With a reset button 13, the artificial connection between Phase and earth are temporarily interrupted.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Beispiel beschränkt; insbesondere können an Stelle der Schmelzsicherungen 7, 8, 9 Überstromrelais ange-I ordnet werden, die mittelbar oder unmittelbar auf den Schalter wirken, wobei die Ruhestromrelais 10 und 11 in Fortfall kommen. Diese Überstromrelais können den Hauptschalter ohne oder vor Unterbrechung ihrer Leitung betätigen. Auch Stromwandler können an Stelle der Sicherungen die Schalterauslösung bewirken. An Stelle der Unterspannungsrelais 1, 2, 3 können auch andere Erdschlußmeldeeinrichtungen treten, die die erdschlußbehaftete Phase kenntlich machen. Weiter können die Unterspannungsrelais 1, 2, 3 unmittelbar als Erdungsschalter benutzt werden. An Stelle der Ruhestromrelais 10, n können natürlich auch drei Relais in Stern- oder Dreieckschaltung Verwendung finden. Um kenntlich zu machen, daß ein Einfacherdschluß und gegebenenfalls außerdem, welche Phase bei einem Einfacherdschluß betroffen ist, können Mittel zur optischen oder sonstigen Signalgabe vorgesehen sein. Schließlich kann die für Hochspannungsnetze an sich bekannte künstliche Erdung einer erdschlußkranken Phase vorteilhaft auch unabhängig von dem Doppelerdungsschutz, in Niederspannungsnetzen mit Schut'zleitungssystem Anwendung finden.The invention is not based on the example shown limited; In particular, instead of the fuses 7, 8, 9, overcurrent relays can be connected be arranged, which act directly or indirectly on the switch, the closed-circuit relay 10 and 11 come in discontinuation. These overcurrent relays can operate the main switch with or without interruption of their line. Current transformers too can cause the switch to trip instead of the fuses. Instead of the undervoltage relay 1, 2, 3, other earth-fault alarm devices can also occur which the earth-faulted Mark the phase. Next, the undervoltage relays 1, 2, 3 can be used directly as Earthing switches are used. Instead of the closed-circuit relays 10, n, three can of course also be used Find relays in star or delta connection. To make it clear that a single earth fault and, if applicable, also which phase is affected in the event of a single earth fault, Means for optical or other signaling can be provided. After all, the for Artificial grounding of an earth fault phase, known per se, is advantageous for high voltage networks also independent of the double earthing protection, in low-voltage networks with a protective line system Find application.

Claims

Patent claims.

1. Earth-fault protection arrangement, especially for low-voltage networks with a protective conductor system in plants at risk of explosion or firedamp, characterized in that the phase with the first earth fault is automatically connected to earth by a switch (4, 5 or 6) and for protection against double earth faults in the event of a second earth fault in this connection flowing current to trigger the main power switch (12) or for other switching tasks or is used for signaling.

2. Earth fault protection arrangement according to claim i, characterized in that the in the artificial connection between phase and earth current flowing through an overcurrent relay is directed that triggers the switching or signaling process directly or indirectly.

3. Earth fault protection arrangement according to claim i, characterized in that the in the artificial connection between phase and earth current flowing through a current transformer is performed, the secondary current of which the switching or signaling process indirectly or triggers immediately.

4. Earth fault protection arrangement according to claim i, characterized in that the in the artificial connection between phase and earth current flowing through a fuse (7, 8 or 9) or another self-interrupting overcurrent cold element and the resulting interruption of the artificial connection triggers the Initiates switching or signaling process.

5. Earth fault protection arrangement according to claim ι and 4, characterized in that the connecting line from each phase is connected between the fuse or

the self-releasing switching element (7, 8, 9) and the earthing switch (4, 5, 6) branching off Quiescent current relay feeds which when the fuse blows or when the self-releasing switching element drops and triggers the switching or signaling process.

6. Earth fault protection arrangement according to claim ι and 4, for three-phase networks, characterized characterized in that two closed-circuit relays (10, 11) in V connection between the fuses (7, 8, 9) or other self-interrupting overcurrent switching elements and the earthing switches (4, 5, 6) are branched off and serve to trigger the switching or signaling process.

7. Earth fault protection arrangement according to claim ι to 6, characterized by means for optical or other signaling that makes it clear which phase is at has responded to a single earth fault.

8. earth fault protection arrangement according to claim ι to 6, characterized in that a reset button (13) is arranged, which allows the artificial connection between Interrupt phase and earth temporarily.

Considered publications:
German Patent Nos. 451 893, 353 775, 283.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings