NL192415C - Protection system for long, relatively light-duty high-voltage power lines or cables. - Google Patents

Protection system for long, relatively light-duty high-voltage power lines or cables. Download PDF

Info

Publication number
NL192415C
NL192415C NL8902169A NL8902169A NL192415C NL 192415 C NL192415 C NL 192415C NL 8902169 A NL8902169 A NL 8902169A NL 8902169 A NL8902169 A NL 8902169A NL 192415 C NL192415 C NL 192415C
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
current
protection system
circuit
short
cables
Prior art date
Application number
NL8902169A
Other languages
Dutch (nl)
Other versions
NL8902169A (en
NL192415B (en
Original Assignee
H A Hoeflake Electrotechniek B
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by H A Hoeflake Electrotechniek B filed Critical H A Hoeflake Electrotechniek B
Priority to NL8902169A priority Critical patent/NL192415C/en
Publication of NL8902169A publication Critical patent/NL8902169A/en
Publication of NL192415B publication Critical patent/NL192415B/en
Application granted granted Critical
Publication of NL192415C publication Critical patent/NL192415C/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/08Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current

Landscapes

  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Description

1 1924151 192415

Beveiligingssysteem voor lange, relatief licht belaste sterkstroomleidingen of -kabelsProtection system for long, relatively light-duty high-voltage power lines or cables

De uitvinding heeft betrekking op een beveiligingssysteem voor lange, relatief licht belaste sterkstroomleidingen of -kabels. In de praktijk doet zich daarbij het volgende probleem voor: 5 Bij het beveiligen van een lange, relatief licht belaste sterkstroomleiding of -kabel zijn twee grootheden van belang, te weten het spanningsveriies en het kortsluitvermogen.The invention relates to a protection system for long, relatively lightly loaded high-voltage power lines or cables. In practice, the following problem arises: 5 When protecting a long, relatively lightly loaded high-current line or cable, two parameters are important, namely the voltage losses and the short-circuit power.

Bij toenemende impedantie wordt ingeval van kortsluiting de afschakeltijd langer.With increasing impedance, in the event of a short circuit, the switch-off time becomes longer.

Bij het ontwerpen van elektridteitsleidingen dient men dus rekening te houden met een aantal factoren: - de verwarming van de geleiders ten gevolge van de stroom doorgang, zowel bij normaal bedrijf als bij 10 kortsluiting; - het spanningsveriies tussen het voedingspunt en het aangesloten toestel; - de afschakeltijd van het beveiligingsmiddel bij overbelasting en defecten.When designing power lines one has to take into account a number of factors: - the heating of the conductors as a result of the current passage, both during normal operation and short circuit; - the voltage losses between the supply point and the connected appliance; - the tripping time of the protection device in case of overload and defects.

Bij vrijwel de meeste installaties blijken deze eisen op redelijke wijze tot elkaar te komen.At almost most installations, these requirements appear to meet in a reasonable manner.

Wanneer het evenwel gaat om lange, licht belaste leidingen zoals deze voorkomen in de voeding van 15 bijv. wegverlichtingsinstallaties blijkt het volgende: aanvaardbare geleiderdoorsnede.However, when it comes to long, lightly loaded lines such as these occur in the power supply of eg road lighting installations, the following appears to be acceptable conductor cross section.

b) De stroombelasting is tijdens normaal bedrijf laag t.o.v. de voor deze geleider maximaal toelaatbare waarde zodat de geleidertemperatuur duidelijk beneden de toegestane hoogste waarde blijft.b) During normal operation, the current load is low compared to the maximum permissible value for this conductor, so that the conductor temperature remains clearly below the permissible highest value.

20 c) De voor het spanningsveriies berekende leidingdoorsnede voldoet slechts over een beperkte lengte aan de eisen welke aan het kortsluitvermogen wordt gesteld.C) The conductor cross-section calculated for the voltage losses only meets the requirements for short-circuit power over a limited length.

Bij toenemende leidinglengte wordt de minimaal vereiste kortsluitstroom niet meer bereikt, zie figuur 1.With increasing cable length, the minimum required short-circuit current is no longer reached, see figure 1.

Het gevolg hiervan is dat de afschakeltijd van de beveiliging uitstijgt boven de maximale waarde welke daarvoor is vastgesteld in de ’’Veiligheidsbepalingen voor Laagspanningsinstallaties NEN1010 - 4e druk”. 25 Om aan de gestelde afschakelsnelheid te voldoen is men onder gebruikmaking van de conventionele beveiligingsmethoden genoodzaakt overeenkomstig grotere leidingdoorsneden te kiezen.The consequence of this is that the switch-off time of the protection exceeds the maximum value that has been set for this in the "Safety provisions for Low-voltage installations NEN1010 - 4th edition". In order to comply with the set cut-off speed, it is necessary to choose according to larger pipe cross-sections using the conventional protection methods.

Dit kan leiden tot economisch minder verantwoorde constructies.This can lead to economically less responsible structures.

Het thans voorgestelde beveiligingssysteem is er op gericht om, onder handhaving van de uit spanningsverliesberekening voortkomende leidingdoorsnede, over het gehele traject van de kabel bij 30 defecten een voldoend korte afschakeltijd te realiseren.The safety system currently proposed is aimed at achieving a sufficiently short switch-off time over the entire path of the cable in the event of defects, while maintaining the line cross-section resulting from voltage drop calculation.

Volgens de uitvinding wordt dit bereikt met een combinatie van een themnisch/magnetische en een vertraagd werkende magnetische karakteristiek, waarbij het thermisch/magnetische gedeelte per fase bestaat uit een installatieautomaat, welke geheel zelfstandig functioneert bij grotere kortsluitstromen (zoals deze kunnen optreden in het eerste deel van de te beschermen leiding) en het toegevoegde magnetische 35 deel dat per fase bestaat uit een via een stroomtransfoimator gevoed stroommeetrelais, dat bij overschrijding van een ingestelde waarde wordt bekrachtigd, waarbij het aanspreken van dit stroommeetrelais de bekrachtiging van de magneetschakelaar naar de afgaande leiding ondeibreekt.According to the invention this is achieved with a combination of a thematic / magnetic and a delayed acting magnetic characteristic, wherein the thermal / magnetic part per phase consists of a circuit breaker, which functions completely independently with larger short-circuit currents (such as these can occur in the first part). of the line to be protected) and the added magnetic part, which per phase consists of a current measuring relay fed via a current transformer, which is energized when a set value is exceeded, whereby the activation of this current measuring relay interrupts the activation of the magnetic switch to the outgoing line .

Volgens een verdere uitwerking van de uitvindingsgedachte wordt de in te stellen vertragingstijd gekozen in overeenstemming met de maximaal toelaatbare aanraaktijd.According to a further elaboration of the inventive idea, the delay time to be set is selected in accordance with the maximum allowable touch time.

40 Daarbij kan de stroominstelling worden gekozen op een waarde, welke boven de nominale waarde van de belastingstroom, doch beneden de laagst optredende kortsluitstroom en beneden de voor de leiding hoogste toelaatbare stroomsterkte blijft.The current setting can be selected at a value which remains above the rated value of the load current, but below the lowest occurring short-circuit current and below the highest permissible current for the line.

De werking is zodanig dat op alle punten van het kabeltraject aan de gestelde voorwaarden van de beveiliging wordt voldaan, zowel wat betreft het aanrakingsgevaar als de bescherming van de kabel zetf.The operation is such that the conditions of the protection are met at all points of the cable route, both with regard to the risk of contact and the protection of the cable.

45 Op het eerste deel van het traject waar nog voldoende hoge kortsluitstromen optreden werkt het thermisch deel, verder op de kabel neemt het magnetische gedeelte de beveiligende functie over.45 The thermal part works on the first part of the route where sufficiently high short-circuit currents still occur, and further on the cable, the magnetic part takes over the protective function.

De onderhavige uitvinding verschaft dus een aanvullende voorziening welke de noodzaak van een grotere leidingdoorsnede t.b.v. het resterend kortsluitvermogen wegneemt. Het beveiligingssysteem dient voor elk ontwerp specifiek te worden ingeregeld. De selectiviteit t.o.v. zowel de vooriiggende als achteriig-50 gende veiligheden blijft behouden.Thus, the present invention provides an additional feature that eliminates the need for a larger conductor cross section for the residual short-circuit capability. The protection system must be specifically adjusted for each design. The selectivity with regard to both the previous and the previous safeties is maintained.

De schakeling is zodanig ingericht dat bij storingen in driefasensystemen alleen de gestoorde geleider wordt afgeschakeld, zie figuur 2.The circuit is designed in such a way that in the event of faults in three-phase systems, only the defective conductor is switched off, see figure 2.

Een hernieuwde automatische inschakelpuls kan er niet toe leiden dat een door de beveiliging uitgeschakelde geleider opnieuw onder spanning wordt gebracht.A renewed automatic turn-on pulse cannot cause a safety-disabled conductor to be energized again.

55 Opgemerkt wordt dat uit het Amerikaanse octrooischrift 3.636.410 bekend is een elektrische onderbreker van driefasen-net bij kortsluiting of langdurig aanhoudende hoge stromen in een onderling selectief stelsel, d.w.z. een stelsel wat ook nog andere beveiligingen bevat.55 It is to be noted that from U.S. Pat. No. 3,636,410 is known an electrical breaker of three-phase mains in the event of a short circuit or sustained high currents in a mutually selective system, i.e. a system which also contains other protections.

192415 2192415 2

Verder is uit het Duitse ’’Auslegeschrift” 11.90.092 bekend een elektrische overbelastingsschakelaar, bijvoorbeeld voor een motor, met name met zware, langzaam afnemende aanloopstroom met alléén thermische onderbreker en een daaraan toegevoegd deel dat de uitschakeltijd beïnvloedt. De uitschakel· karakteristiek, d.w.z. de stroom-tijd-kromme van een dergelijke thermische schakelaar volgt uit de stroom 5 welke de onderbreker beïnvloedt, uit de krachten die de schakelaar moet opbrengen en de thermische tijdconstante van de meestal als bimetaal uitgevoerde onderbreker.Furthermore, German "Auslegeschrift" 11.90.092 discloses an electrical overload switch, for example for a motor, in particular with heavy, slowly decreasing starting current with only thermal breaker and an added part that influences the switch-off time. The tripping characteristic, that is to say the current-time curve of such a thermal switch, follows from the current which influences the interrupter, from the forces which the switch must apply and the thermal time constant of the interrupter usually constructed as bimetal.

Tenslotte beschrijft het Amerikaanse octrooischrift 4.090.156 meerpolige schakelaars met een thermisch-magnetische afschakeling in het algemeen, en meer in het bijzonder onderbrekers voorzien van automatische trip-eenheden op basis van halfgeleiders, reagerend op bepaalde foutstromen.Finally, U.S. Pat. No. 4,090,156 describes multipolar switches with thermal-magnetic tripping in general, and more particularly circuit breakers equipped with semiconductor automatic trip units responsive to certain fault currents.

10 Ten opzichte van deze specificaties zijn er steeds twee verschillen: - mststroom-principe van de onderhavige uitvinding versus arbeidsstroom-principe van de overige publicaties; - fase-beveiliging tegen aanraking, met instelbare tijdbegrenzing.There are always two differences with respect to these specifications: - mast flow principle of the present invention versus work flow principle of the other publications; - phase protection against contact, with adjustable time limit.

15 De uitvinding zal aan de hand van een uitvoeringsvoorbeeld weergegeven in de tekening nader worden -toegelicht........ -—------------The invention will be further elucidated on the basis of an exemplary embodiment shown in the drawing ........ -—------------

In de tekening toont: figuur 1 het bekende verloop van spanningsveriies en kortsluitstroom als functie van de kabellengte; figuur 2 het verband tussen kortsluitstroom en afschakeltijd van het beveiligingssysteem volgens de 20 uitvinding in relatie tot de kabellengte; figuur 3 een stroom/tijdkarakteristiek van een beveiligingssysteem volgens de uitvinding in relatie tot overige van belang zijnde elektrische grootheden; figuur 4 een bedradingsschema voor een complete 3-fase-groep, uitgevoerd volgens de uitvinding; figuur 5 een stroomkringschema voor een complete 3-fase-groep, volgens de uitvinding; 25 figuur 6 een stuurstroomschema voor deze 3-fase-groep, volgens de uitvinding.In the drawing: figure 1 shows the known course of voltage losses and short-circuit current as a function of the cable length; figure 2 shows the relationship between short-circuit current and switch-off time of the protection system according to the invention in relation to the cable length; figure 3 shows a current / time characteristic of a protection system according to the invention in relation to other electric values of interest; figure 4 shows a wiring diagram for a complete 3-phase group, carried out according to the invention; Figure 5 shows a circuit diagram for a complete 3-phase group according to the invention; Figure 6 shows a control flow diagram for this 3-phase group, according to the invention.

In figuur 1 is onder de schematisch aangegeven kabel het spanningsveriies AU en het verloop van de kortsluitstroom lk ais functie van de kabellengte aangegeven. Bij toenemende lengte wordt de minimaal vereiste kortsluitstroom lk<min) niet meer bereikt en zou het verderop gelegen gebied in wezen, qua 30 afschakeltijd, niet meer afdoende beveiligd zijn. De afschakeltijd van de beveiliging zal, zoals in de inleiding is aangeduid, uitstijgen boven de officieel vastgestelde maximale waarde.Figure 1 shows the voltage losses AU and the variation of the short-circuit current 1k as a function of the cable length under the schematically indicated cable. With increasing length, the minimum required short-circuit current 1k <min) is no longer reached and the area further away would essentially no longer be adequately protected in terms of tripping time. The switch-off time of the protection, as indicated in the introduction, will exceed the officially established maximum value.

In figuur 2 is in het bovenste deel de kortsluitstroom als functie van de kabellengte, en in het onderste deel de afschakeltijd aangegeven. Het verderop gelegen gebied waar de minimaal vereiste kortsluitstroom niet meer wordt bereikt, is magnetisch beveiligd, het ervoor gelegen gebied is thermisch beveiligd.Figure 2 shows the short-circuit current as a function of the cable length in the upper part, and the switch-off time in the lower part. The remote area where the minimum required short-circuit current is no longer reached is magnetically protected, the area in front is thermally protected.

35 In figuur 3 is de beveiligingskarakteristiek van het onderhavige beveiligingssysteem weergegeven.Figure 3 shows the security characteristic of the present security system.

Verticaal is de uitschakeltijd uitgezet, en horizontaal de kortsluitstroom. Tevens zijn de totale bedrijfsstroom en de totale inschakelstroom weergegeven. Ook is de beveiligingskarakteristiek van een op de kabel aangesloten eindverbruiker aangegeven. Essentieel is dat er selectiviteit blijft bestaan tussen de uitschakel-karakteristiek van de beveiligde toestellen en de uitschakelkarakteristiek volgens de uitvinding (groeps-40 beveiliging).The tripping time is turned off vertically and the short-circuit current horizontally. The total operating current and the total inrush current are also shown. The protection characteristic of an end consumer connected to the cable is also indicated. It is essential that selectivity remains between the switch-off characteristic of the protected devices and the switch-off characteristic according to the invention (group-40 protection).

De schakeling kan zowel voor 1 fase als voor 3 fasen worden ingericht, zie figuren 4,5 en 6.The circuit can be set up for 1 phase as well as for 3 phases, see figures 4,5 and 6.

Het thermische gedeelte bestaat per fase uit een installatieautomaat welke geheel zelfstandig functioneert bij grotere kortsluitstromen (zoals deze kunnen optreden in het eerste deel van de leiding).The thermal part consists per phase of a circuit breaker which functions completely independently with larger short-circuit currents (such as these can occur in the first part of the line).

Het magnetische deel bestaat per fase uit een via een stroomtransfoimator (TR1, 2, 3) gevoed 45 stroommeetrelais (M1, 2,3) dat bij overschrijding van een ingestelde waarde wordt bekrachtigd.The magnetic part consists per phase of a 45 current measuring relay (M1, 2,3) fed via a current transformer (TR1, 2, 3) and energized when a set value is exceeded.

Het aanspreken van dit stroommeetrelais onderbreekt de bekrachtiging van de magneetschakelaar (A1, 2, 3) naar de afgaande leiding.Activating this current measuring relay interrupts the energization of the contactor (A1, 2, 3) to the downstream line.

De vertragingstijd van het tijdrelais (T1, 2, 3) wordt gekozen in overeenstemming met de maximaal toelaatbare aanraaktijd.The delay time of the time relay (T1, 2, 3) is chosen according to the maximum allowable touch time.

50 De stroominstelling wordt gekozen op een waarde welke boven de nominale waarde van de installatieautomaat, doch beneden de laagst optredende kortsluitstroom en beneden de voor de leiding hoogste toelaatbare stroomsterkte blijft.50 The current setting is selected at a value that remains above the rated value of the circuit breaker, but below the lowest occurring short-circuit current and below the highest permissible current for the line.

De selectiviteit t.o.v. de achterliggende beveiligingsmiddelen blijft gewaarborgd, zie figuur 3.The selectivity with regard to the underlying security means remains guaranteed, see figure 3.

Claims (3)

3 1924153 192415 1. Beveiligingssysteem voor lange, relatief licht belaste sterkstroomleidingen of -kabels, gekenmerkt door een combinatie van een thermisch/magnetische en een vertraagd werkende magnetische karakteristiek, 5 waarbij het thermisch/magnetische gedeelte per fase bestaat uit een installatieautomaat, welke geheel zelfstandig functioneert bij grotere kortsluitstromen (zoals deze kunnen optreden in het eerste deel van de te beschermen leiding) en het toegevoegde magnetische deel dat per fase bestaat uit een via een stroom-transformator gevoed stroommeetrelais, dat bij overschrijding van een ingestelde waarde wordt bekrachtigd, waarbij het aanspreken van dit stroommeetrelais de bekrachtiging van de magneetschakelaar naar de 10 afgaande leiding onderbreekt.Protection system for long, relatively lightly loaded high-voltage power lines or cables, characterized by a combination of a thermal / magnetic and a delayed-acting magnetic characteristic, wherein the thermal / magnetic part per phase consists of a circuit breaker, which functions completely independently at larger short-circuit currents (such as may occur in the first part of the line to be protected) and the added magnetic part, which per phase consists of a current measuring relay fed by a current transformer, which is energized when a set value is exceeded, whereby the response of this current measuring relay interrupts the actuation of the contactor to the 10 outgoing line. 2. Beveiligingssysteem volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de in te stellen vertragingstijd wordt gekozen in overeenstemming met de maximaal toelaatbare aanraaktijd.Protection system according to claim 1, characterized in that the delay time to be set is selected in accordance with the maximum permissible contact time. 3. Beveiligingssysteem volgens conclusie 1 en/of 2, met het kenmerk, dat de stroominstelling wordt gekozen op een waarde, welke boven de nominale waarde van de belastingstroom, doch beneden de laagst 15 optredende kortsluitstroom en beneden de voor de leiding hoogste toelaatbare stroomsterkte blijft. Hierbij 6 bladen tekeningProtection system according to claim 1 and / or 2, characterized in that the current setting is selected at a value which remains above the nominal value of the load current, but below the lowest short-circuit current occurring and below the highest permissible current for the line. . Hereby 6 sheets drawing
NL8902169A 1989-08-25 1989-08-25 Protection system for long, relatively light-duty high-voltage power lines or cables. NL192415C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL8902169A NL192415C (en) 1989-08-25 1989-08-25 Protection system for long, relatively light-duty high-voltage power lines or cables.

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL8902169A NL192415C (en) 1989-08-25 1989-08-25 Protection system for long, relatively light-duty high-voltage power lines or cables.
NL8902169 1989-08-25

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NL8902169A NL8902169A (en) 1991-03-18
NL192415B NL192415B (en) 1997-03-03
NL192415C true NL192415C (en) 1997-07-04

Family

ID=19855227

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL8902169A NL192415C (en) 1989-08-25 1989-08-25 Protection system for long, relatively light-duty high-voltage power lines or cables.

Country Status (1)

Country Link
NL (1) NL192415C (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL1006294C2 (en) * 1997-06-12 1998-12-15 H A Hoeflake Electrotechniek B Protection system for long, relatively lightly loaded high current conduits or cables

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1190092B (en) * 1961-09-18 1965-04-01 Licentia Gmbh Electrical overcurrent switch with thermal release and associated element that influences its release time
US3636410A (en) * 1970-07-24 1972-01-18 Franco Pardini Automatic molded case circuit breaker with time-delay overcurrent tripping
FR2269188A1 (en) * 1974-04-24 1975-11-21 Siemens Ag Power cct. breaker with two secondary trips - one trip being of electrodynamic type whose natural and breaker time cycle is smaller than that of second trip
US4090156A (en) * 1976-04-12 1978-05-16 I-T-E Imperial Corporation Circuit breaker having solid state and thermal-magnetic trip means

Also Published As

Publication number Publication date
NL8902169A (en) 1991-03-18
NL192415B (en) 1997-03-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8174801B2 (en) Controlling arc energy in a hybrid high voltage DC contactor
US5886860A (en) Circuit breakers with PTC (Positive Temperature Coefficient resistivity
US3873887A (en) Alternating-current power delivery system
US5473495A (en) Combination load controller
US8810986B2 (en) Circuit breaker
JPH0224089B2 (en)
US8508891B2 (en) Trip unit providing remote electrical signal to remotely indicate that an arc reduction maintenance mode is remotely enabled, and electrical switching apparatus including the same
EP2712463A2 (en) Magnetic circuit interrupter with current limiting capability
US4314300A (en) Fused short circuit and grounding switch
GB2581992A (en) Circuit breaker
KR910007039B1 (en) Dispositie de protection contre courts - circults breaker
US2823338A (en) Coordinated combinations of currentlimiting fuses and circuit interrupters
NL192415C (en) Protection system for long, relatively light-duty high-voltage power lines or cables.
US6441709B2 (en) Device for short-circuit protection
US20030030953A1 (en) Method for automatically reclosing and an automatic reclosing device
US3987340A (en) Combination motor controller including resistor shunted fusible elements
GB1576877A (en) Apparatus for the rapid interruption of currents
US5689397A (en) Arrangement for disconnecting branches of a low voltage supply network under short circuit conditions
CN115280171A (en) Protection switch device and method
CN111433875B (en) Low-voltage protection switch device
EP1816720A2 (en) Electrical switching apparatus, power distribution system, and method employing breakpoint trip
KR100487408B1 (en) trip portion structure of MCCB
SU943912A1 (en) Current-limiting selective switch
SU532912A1 (en) Current-limiting selective switch
SU738043A1 (en) Device for protection of power transmission line from elevated voltage

Legal Events

Date Code Title Description
BA A request for search or an international-type search has been filed
CNR Transfer of rights (patent application after its laying open for public inspection)

Free format text: HOEFLAKE ELECTROTECHNIEK B.V. H.A. -

BB A search report has been drawn up
BC A request for examination has been filed
V4 Lapsed because of reaching the maximum lifetime of a patent

Effective date: 20090825