NO180768B

NO180768B - Differensialströmvernebryter

Info

Publication number: NO180768B
Application number: NO910417A
Authority: NO
Inventors: Dieter Harr
Original assignee: Siemens Ag
Priority date: 1990-02-05
Filing date: 1991-02-04
Publication date: 1997-03-03
Also published as: DK0440835T3; ES2077593T3; EP0440835A1; ATE128283T1; EP0440835B1; NO910417L; NO910417D0; NO180768C; DE59009689D1

Description

Oppfinnelsen angår en differensialstrøm-vernebryter i henhold til transduktorprinsippet, hvis sekundærvikling som mates av en frekvensgenerator virker som en eventuelt kompleks måleimpedans.

En slik differensialstrømvernebryter er kjent fra

EP-Pl-0 167 079 og slike frekvensgeneratorer blir benyttet til formagnetisering av sumstrømomformeren til differensialstrøm-vernebryter en .

Hensikten med oppfinnelsen er å utvikle en differensialstrøm-vernebryter hvis utløsningsfølsomhet er like stor ved positive og ved negative feilsignaler.

Denne hensikt oppnås ved en differensialstrømvernebryter i henhold til patentkravet. En innretning til symmetrering av de avgitte signalkurver er koblet bak frekvensgeneratoren som er

utført i form av en taktgenerator. Den systeminngang som tjener som generatorklemme fører til en frekvensdeler hvis delingsfaktor på i og for seg kjent måte henholdsvis er innstilt på eller kan innstilles på den resiproke verdi av en multiplikasjonsfaktor med hensyn på en tenkt grunnfrekvens for henholdsvis

systemet eller frekvensgeneratoren. Utgangen på frekvensdeleren er, eventuelt med mellomkobling av ytterligere elementer, ført til utgangen på innretningen, idet utgangen er forbundet med sekundærviklingen på differensialstrømvernebryteren. Mellom utgangen på frekvensdeleren og utgangen på innretningen er det koblet en kondensator, idet den som måleimpedans betegnede motstand på hvilken innretningen arbeider, totalt er kapasitiv.

En slik differensialstrømvernebryter utløses ved veksel-feilstrømmer og dessuten ved pulserende feilstrømmer, men også ved feilstrømmer med glatte likestrømkomponenter og ved glatte likestrømfeilstrømmer. I forbindelse med frekvensdelingen fås en symmetrering med hensyn til signalenes nullgjennomgang, slik dette i og for seg er kjent. Her blir imidlertid utløsningsfor-holdene like gode ved positive og ved negative feilstrømmer. I forbindelse med skillekondensatoren fås en symmetrering om mållinjen med hensyn til amplituden og like oppløsningsforhold ved positive og ved negative feilstrømmer med hensyn til forskjellige amplituder.

Ved felles bruk av frekvensdelingen og det galvaniske skille oppnår man et fullstendig likt utløsningsforhold ved positive og negative feilstrømmer med hensyn på forskjellige nullgjennomganger eller amplituden, enten de er gitt på forhånd ved feilsignalene eller på grunn av forskjellige toleranser i de frekvensgenererende elementer av systemet.

Den kapasitive måleimpedans kan ved en differensialstrøm-vernebryter i henhold til transduktorprinsippet overta det galvaniske skille, slik at det i innretningen ikke er nødvendig med en egen skillekondensator, idet det allikevel oppnås en symmetrering av amplitudene med hensyn på nullinjen.

I henhold til et fordelaktig utførelseseksempel blir frekvensdeleren til innretningen realisert med en D-vippe. Særlig egner en flankestyrt D-vippe seg.

Oppfinnelsen skal nå forklares nærmere i tilknytning til på tegningen sterkt skjematiske gjengitte utførelseseksempler.

På fig. 1 er det vist en innretning til symmetrering av signalkurver, benyttet ved en differansialstrømvernebryter. Fig. 2 viser en utførelse av innretningen i form av et blokkdiagram. Fig. 3 viser en videreutvikling av innretningen fremstilt som på fig. 2. Fig. 4 viser en ytterligere videreutvikling av innretningen fremstilt som på fig. 2. Fig. 5-8 viser diagrammer hvori signalforløpet og virkemåten til innretningen er angitt. Fig. 9 viser et utførelseseksempel på frekvensmultiplikatoren til innretningen.

Innretningen 1 til symmetrering av signalkurver består i utførelseseksemplet på fig. 1 først av en frekvensdeler 2 for å symmetrere signalkurvene med hensyn på nullgjennomgangene. En forsterker 3 blir fordelaktig benyttet til forsterkning av den med sin frekvens delte signalkurve. I henhold til en videreutvikling på fig. 1 er det i innretningen etterkoblet en kondensator 4 som er anordnet for å skille innretningen galvanisk mot en annen pol, på utførelseseksemplet jord. Innretningen 1 blir matet av en frekvensgenerator 5 som er utført som taktgenerator til generering av firkantkurver.

Frekvensdeleren 2 har en delingsfaktor som kan innstilles på den resiproke verdi av en multiplikasjonsfaktor, i utførel-seseksemplet frekvensgeneratorens 5. Det avgitte signal fra frekvensgeneratoren 5 med hensyn på en tenkt grunnfrekvens ligger til grunn for denne multiplikasjonsfaktor. I det enkleste tilfellet stiller man frekvensgeneratoren på en dobbelt frekvens av den tenkte grunnfrekvens og deler i frekvensdeleren med to. I innretningen kan det eventuelt være mellomkoblet ytterligere elementer, på utførelseseksemplet en forsterker 3.

Kondensatoren 4 til galvanisk skille bevirker en symmetrering av amplitudene om nullinjen, i utførelseseksemplet på fig. 1 er det jord, hvorved det oppnås samme utløsningsforhold ved positive og ved negative feilstrømmer tross avvikende amplituder av taktfrekvensen. Denne symmetrering utvider sym-metreringen ved frekvensdeleren 2 som symmetrerer signalkurvene med hensyn på deres nullgjennomganger. Den detaljerte virkemåte skal senere forklares nærmere i tilknytning til fig. 5-8.

Innretningen 1 er i henhold til fig. 1 anvendt ved en dif-feransialstrømvernebryter med transduktorkobling og tjener til å symmetrere dennes formagnetisering. En tilsvarende differan- sialstrømvernebryter er i og for seg nærmere omtalt i EP-Bl-0 167 079.

Innretningen 1 er tilkoblet til sekundærviklingen 6 på en sumstrømomformer 7 og tilfører sumstrømomformeren en formagnetisering ved frekvensgeneratoren 5. Sekundærviklingen 6 er koblet foran en dempningsmotstand 8 og en måleimpedans 9 mot jord 10. En analysekrets 11 står i forbindelse med en utløser-innretning 12. Utløserinnretningen 12 står på sin side i inngrepsforbindelse 14a med en koblingslås 13. Koblingslåsen 13 virker over funksjonsforbindelsen 14b på koblingskontakter15i de ledere som skal overvåkes. Sumstrømomformeren 7 kan forstås som transduktorkobling med formagnetisering ved frekvensgeneratoren 5.

Ved en transduktorkobling blir sekundærsiden vekselmagnetisert like inntil metningsgrensen ved en påtrykket, høyfrekvent vekselspenning. I seriekobling med sekundærviklingen er måleimpedansen 9 anordnet hvorfra signaler for analysekretsen kan tas ut. Når det går en strøm gjennom primærviklingen, blir det i sekundærviklingen indusert en strøm som overlagres vekselmagnetiseringsstrømmen. Dermed overskrides metningsgrensen og den induktive impedans i sekundærviklingen blir mindre. Som følge herav blir spenningsamplituden ved måleimpedansen 9 større. I analysekretsen blir spenningen ved måleimpedansen sammenlignet med en på forhånd innstilt terskelspenning og ved overskridelse av terskelspenningen aktiveres utløserinnretnin-gen som deretter bryter den ledning som skal overvåkes. Den omtalte differansialstrømvernebryter i henhold til fig. 1 får en internnettforsyning av sine elektroniske komponenter over en nettdel 15, fra nettspenningen til den leder som skal overvåkes .

I utførelseseksemplet på fig. 1 arbeider differansialstrømver-nebryteren sammen med en feilstrømvernebryter 16 som parallelt med differansialstrømvernebryteren virker elektrisk på utløser-innretningen 12. Feilstrømvernebryteren er sikret sin funksjon uavhengig av nettspenningen. Den virker dermed redundant i forhold til differansialstrømvernebryteren. Feilstrømverne-bryteren utløses i en vanlig basisutførelse av vekselfeilstrøm-mer og i en for tiden som regel påkrevet utførelse også av pulserende feilstrømmer. Differansialstrømvernebryteren utløses 1 utførelsen i henhold til transduktorprinsippet av samtlige feilstrømtyper, dvs. også ved glatt likestrømfeil.

På fig.2er det vist en innretning til symmetrering av signalkurver i enkel utførelse. Frekvensgeneratoren 5 er innstilt på den dobbelte frekvens av en tenkt grunnfrekvens og innretningen består av en frekvensdeler 2, hvilket i prinsippet er tilstrekkelig for en symmetrering med hensyn på signal-kurvens nullgjennomganger. I utførelseseksemplet er det anordnet ytterligere en forsterker 3. I henhold til fig. 3 har innretningen 1 en frekvensmultiplikator 17 og en frekvensdeler 2 og en forsterker 3. En frekvensmultiplikator 17 har den fordel at man i valget av en multiplikasjonsfrekvens er uavhengig av frekvensgeneratorens innstillingsmuligheter.

I utførelsen på fig. 4 er det i tillegg til utførelsen på fig. 3 anordnet ytterligere en kondensator 4 til galvanisk skille i innretningen. Kondensatoren 4 til galvanisk skille av den annen tilkobling på innretningen 1 muliggjør symmetrering av signalkurven med hensyn på forskjellige signalamplituder.

I diagrammene i henhold til fig. 5-8 er det på abscissen avsatt tiden og på ordinaten spenningen. På fig. 5 blir det overdrevet gjengitt et eksempel for den med hensyn på nullgjennomgangene ikke symmetriske signalkurve etter frekvensmultiplikasjonen. På fig. 6 som er sammenstilt med fig. 5, er virkningen av frekvensdelingen på en signalkurve i henhold til fig. 5 vist. Frekvensdelingen blir trigget av nullgjennomgangen og elimine-rer forskjellene til de positive og negative halvbølger av signalkurvene på fig. 5 med hensyn på midtlinjen som kan forstås å befinne seg på nullpotensial eller jordpotensial. På fig. 7 er det igjen overdrevet vist en ikke-symmetrert signalkurve som er usymmetrisk med hensyn på nullgjennomgangene og står som moteksempel til fig. 5. I henhold til fig. 7 er de positive halvbølger overdrevet lange og de negative halvbølger overdrevet korte. På fig. 8 er igjen virknigen av frekvensdelingen vist, idet fig. 8 er sammenstilt med fig. 7. Frekvensdelingen blir igjen trigget av nullgjennomgangene på fig. 7. Oversikten i henhold til fig. 5 og 6 såvel som i henhold til fig. 7 og 8 skal ses i målestokk 1:1.

På fig. 9 er det vist et utførelseseksempel på en frekvensdeler som er utført som en D-vippe, spesielt som en flankestyrt D-vippe. Vippekomponenten 18 til frekvensdeleren 2 har tilkoblingene C = klokke, D = inngang, Q = utgang og Q = inverterende utgang. Tilkoblingene D og Q er ledende forbundet med hver-andre. Virkemåten til en slik D-vippe er tidligere kjent.

Claims

1. Differensialstrøm-vernebryter i henhold til transduktorprinsippet, hvis sekundærvikling (6) som mates av en frekvensgenerator (5) virker som en eventuelt kompleks måleimpedans (9), karakterisert ved at frekvensgeneratoren (5) er utført i form av en taktgenerator, idet en innretning (1) for å balansere de avgitte signalkurver er etterkoblet, at den i innretningen som dennes generatorklemme benyttede systeminngang fører til en frekvensdeler (2) hvis delingsfaktor på i og for seg kjent måte henholdsvis er innstilt eller kan innstilles på den resiproke verdi av en multiplikasjonsfaktor med hensyn til en tenkt grunnfrekvens i systemet eller frekvensgeneratoren (5), at utgangen på frekvensdeleren (2) eventuelt under mellomkobling av ytterligere elementer (3) fører til utgangen på innretningen (1) som er forbundet med sekundærviklingen (6) til differensialstrøm-vernebryter en , at det mellom utgangen på frekvensdeleren (2) og utgangen på innretningen (1) er koblet en kondensator (4), og at måleimpedansen (9) totalt er kapasitiv.