WO1999022249A1 - Verfahren sowie messeinheit zur überprüfung des vorliegens einer nullleiterverbindung zwischen einem vierleiternetz und einer messeinheit - Google Patents

Verfahren sowie messeinheit zur überprüfung des vorliegens einer nullleiterverbindung zwischen einem vierleiternetz und einer messeinheit Download PDF

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WO1999022249A1
WO1999022249A1 PCT/DE1998/003016 DE9803016W WO9922249A1 WO 1999022249 A1 WO1999022249 A1 WO 1999022249A1 DE 9803016 W DE9803016 W DE 9803016W WO 9922249 A1 WO9922249 A1 WO 9922249A1
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measuring
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Andreas MÜLLER
Georg Grimm
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R23/00—Arrangements for measuring frequencies; Arrangements for analysing frequency spectra
    • G01R23/16—Spectrum analysis; Fourier analysis
    • G01R23/20—Measurement of non-linear distortion
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/55—Testing for incorrect line connections
    • G—PHYSICS
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    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H5/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal non-electric working conditions with or without subsequent reconnection
    • H02H5/10—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal non-electric working conditions with or without subsequent reconnection responsive to mechanical injury, e.g. rupture of line, breakage of earth connection

Definitions

  • the invention relates to methods for checking the presence of a neutral connection between a four-wire network and a measuring unit according to the preambles of patent claims 1 and 6. Furthermore, the invention relates to a measuring unit for checking the presence of a neutral connection between a four-wire network and a measuring unit with the features of the preamble of claim 8.
  • a three-phase power supply is known from EP-OS 0 554 484, in which a current-limiting current source is provided in order to avoid saturation-related overloads in the event of a ground fault in a phase conductor.
  • Measuring units connected to four-wire networks are connected in four-wire networks to the three phases (L1, L2, and L3) and, if properly connected, to the neutral conductor N of the four-wire network.
  • the measuring voltages can be determined via the measuring unit in relation to the potential of the neutral conductor.
  • the invention has for its object to provide methods for checking the presence of a properly connected Nulle tervig between a four-wire network and a measuring unit and a measuring unit used for this purpose.
  • the problem is solved for the method on the one hand by the characterizing features of claim 1 in conjunction with the preamble.
  • Advantageous process variants are realized by subclaims 2 to 5.
  • the task is solved by the characterizing part of claim 7 in conjunction with the preamble.
  • Advantageous embodiments of the measuring unit are realized in subclaims 8 to 12.
  • the inventive method according to claim 1 makes it possible to determine the absence of a properly connected neutral connection between the measuring unit and the four-wire network by checking whether the third harmonic of the network frequency of the three-phase network is present. If the neutral connection between the measuring unit and the four-wire network is not properly established, the third harmonic of the network frequency of the Three-phase network can be determined.
  • This third harmonic is generated in the measuring unit by the three-phase power supply unit of the measuring unit. This happens as a result of rectification in the voltage circuit of the three-phase power supply. In the present case, a distortion or dirt effect of the power supply is advantageously used.
  • the method according to the invention according to claim 1 now makes it possible, using the tapped voltages U1, U2 and U3 at the three phases L1, L2 and L3, to determine whether there is a properly connected neutral conductor connection or not.
  • the measured variables determined during a normal measurement are thus also used without further or additional information being required.
  • the third harmonic oscillation which was caused by the power supply in the measuring unit, can no longer flow back into the neutral of the three-phase network via such a neutral connection. Rather, a summary of the tapped voltages U1, U2 and U3 can determine a voltage signal with the frequency of the third harmonic of the network frequency of the four-wire network.
  • the individual voltages Ul, U2 and U3 oscillate in the same phase with the third harmonic of the three-phase mains frequency.
  • the combined signal from U1, U2 and U3 is also largely or completely dig canceling vibration components of the voltage variables Ul, U2 and U3 of the mains frequency.
  • the signals U1, U2 and U3, which are amplified due to the fact that they are in phase, are now advantageously fed to a high-pass filter in order to filter out frequencies below the third harmonic, in particular the three-phase mains frequency itself.
  • the overall signal of U1, U2 and U3 of the third harmonic is also rectified, so that no frequency for assessing the overall voltage signal, but rather a DC voltage threshold can be considered.
  • the overall voltage signal can be passed through a low-pass filter for further smoothing and averaging.
  • the third harmonic occurring in the tapped voltages U1, U2 and U3 occurring when there is no properly connected neutral conductor connection between the measuring unit and the four-wire network can be determined after addition to an overall voltage either by frequency detection or by rectification and threshold value assessment.
  • the method described in the independent claim 6 provides for a determination of an incorrectly connected neutral connection between the measuring unit and the three-phase power supply by comparing the phase positions of the tapped voltages U1, U2 and U3.
  • the third harmonic that occurs when the neutral conductor connection is not present occurs in phase in the tapped voltages U1, U2 and U3, so that there is a difference from the voltage signals Ul, U2 and U3 that occur when the neutral conductor connection with phase shift is properly present.
  • the phase position of the partial voltages U1, U2 and U3 is accordingly observed in the method according to the invention, while the frequency of the partial signals U1, U2 and U3 combined to form an overall signal or a threshold value determined from the overall voltage signal is assessed in the inventive method becomes.
  • the measuring unit according to the invention with the features of claim 7 has a threshold value unit. If there is no properly connected neutral connection between the measuring unit and the four-wire network, the third harmonics already described occur in the star point S of the measuring lines Ml, M2 and M3 for each partial voltage signal Ul, U2 and U3, which are amplified due to their in-phase nature.
  • the threshold value unit now makes it possible to detect such a DC voltage signal amplified in this way when a corresponding threshold value is set.
  • the partial voltage signals U1, U2 and U3 which do not amplify due to their in-phase nature, occur at the mains frequency, which do not exceed the threshold set in the threshold value unit.
  • the total voltage signal passes through a high-pass filter in order to filter out lower frequencies, in particular signals with the mains frequency.
  • An input signal for the threshold value unit is determined via rectification of the total voltage signal in a rectifier and subsequent averaging and smoothing in a low-pass filter. With a display unit, it can be made visible on the measuring unit whether or not there is a proper neutral connection between the measuring unit and the four-wire network.
  • a remote interrogation unit integrated in the measuring unit can be used at any time to determine whether or not there is a proper neutral connection between the measuring unit and the four-wire network.
  • FIG. 1 a measuring unit connected to a four-wire network, consisting of a three-phase power supply and a measuring system and
  • FIG. 2 shows a basic circuit diagram of the measuring unit.
  • FIG. 1 shows the four-wire network 2 with the three phases L1, L2 and L3 and the neutral conductor N.
  • the measuring unit 3 consists of the three-phase power supply 1 and the measuring system 3a and is connected to the four-wire network 2.
  • the measuring unit 3 which is designed, for example, as an electronic energy consumption payer, is connected to the conductors L1, L2 and L3 via the measuring lines M1, M2 and M3.
  • the measuring conductors M1, M2 and M3 consist of resistors R1, R2 and R3 as well as RIO, R20 and R30, between which the voltages Ul, U2 and U3 are tapped.
  • the measuring unit 3 When properly connected, the measuring unit 3 is connected to its neutral point S, at which the measuring lines M1, M2 and M3 are brought together, via the measuring line M4 to the neutral conductor N (shown in dashed lines).
  • the third harmonic that occurs during the measurement is fed back from the neutral point S into the neutral conductor N of the four-wire network in the case of an existing neutral conductor connection (that is to say a neutral conductor N drawn with a solid line).
  • the star point S is the third harmonics of the network frequency of the four-wire network that can no longer be ascertained.
  • the three in-phase sub-signals Ul, U2 and U3 of the third harmonic are amplified on addition, while the additional signals Ul, U2 and U3 in the three-phase network frequency range largely or completely cancel each other out due to their phase shift.
  • the measuring unit 3 can now either on the signal strength of the added partial signals Ul, U2 and U3 or on their frequency (namely the third harmonic compared to the three-phase mains frequency) or the phase position of the individual partial voltages Ul, U2 and U3 (namely in phase with the partial voltage signals at line frequency) it can be determined that the neutral connection via the neutral conductor N is not present.
  • FIG. 2 the processing of the partial voltages U1, U2 and U3 in the measuring unit 3 is illustrated in a basic circuit diagram.
  • a Caribbean breeding is from Ul, U2 and U3 to the total voltage U ge sam tf which the presence of incorrect neutral connection (ie the absence of neutral N) through the phase condition the signals of the d ⁇ t- th harmonic of Ul, U2 and U3, a signal amplification over the individual signals experience.
  • the high-pass filter 4 now passes, with lower frequencies, in particular signal components, being filtered out with the three-phase mains frequency. After rectification in
  • the remote interrogation unit 9 can be used at any time to determine whether the measuring unit 3 is connected to the neutral conductor of the three-phase power supply and the four-conductor network via a proper neutral connection.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Meßeinheit zur Überprüfung des Vorliegens einer ordnungsgemäßen Nullleiterverbindung zwischen einem Vierleiternetz und einer Meßeinheit, insbesondere einem elektronischen Energieverbrauchszähler, in einem Vierleiternetz, wobei das Auftreten einer charakteristischen Frequenz am Sternpunkt überwacht wird. In Abhängigkeit vom Auftreten der Frequenz wird ein Fehlersignal erzeugt.

Description

Beschreibung
Verfahren sowie Meßeinheit zur Überprüfung des Vorliegens einer Nulleiterverbindung zwischen einem Vierleiternetz und ei- ner Meßeinheit
Die Erfindung betrifft Verfahren zur Überprüfung des Vorliegens einer Nulleiterverbindung zwischen einem Vierleiternetz und einer Meßeinheit nach den Oberbegriffen der Patentansprü- ehe 1 und 6. Ferner betrifft die Erfindung eine Meßeinheit zur Überprüfung des Vorliegens einer Nulleiterverbindung zwischen einem Vierleiternetz und einer Meßeinheit mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 8.
Aus der EP-OS 0 554 484 ist ein Drehstromnetzteil bekannt, bei dem zur Vermeidung sättigungsbedingter Überlastungen bei einem Erdschluß eines Phasenleiters eine strombegrenzende Stromquelle vorgesehen ist.
An Vierleiternetze angeschlossene Meßeinheiten (z.B. elektronische Energieverbrauchszähler) werden in Vierleiternetzen an die drei Phasen (Ll, L2, und L3) sowie bei ordnungsgemäßem Anschluß zusätzlich an den Nulleiter N des Vierleiternetzes angeschlossen.
Bei ordnungsgemäß vorliegender Nulleiterverbindung zwischen der Meßeinheit und dem Vierleiternetz können die Meßspannungen über die Meßeinheit in Bezug auf das Potential des Nullleiters ermittelt werden.
Aus der DE 43 39 241 C2 ist bekannt, den nachgebildeten Sternpunkt eines Drehstromnetzes mit einem vorgegebenen Schwellwert zu vergleichen. Beim Auftreten einer Verlagerungsspannung wird ein durch eine Schaltungsanordnung erzeug- tes Ausfallsignal erzeugt. Anwendungsgebiet sind mobile Einrichtungen, z.B. Netzversorgungen in Baucontainern.
Aus der DE 39 28 551 AI ist eine Schaltungsanordnung für ei- nen Generator m der Energieerzeugung bekannt, wobei n Abhängigkeit von der Grundschwingung der Verlagerungsspannung und der dritten Harmonischen eine Aussage über einen Erdschluß und einen Windungsschluß gemacht wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Verfahren zur Überprüfung des Vorliegens einer ordnungsgemäß angeschlossenen Nulle terverbindung zwischen einem Vierieiternetz und einer Meßeinheit sowie eine zu diesem Zweck verwendete Meßeinheit anzubieten. Die Aufgabe wird für das Verfahren zum einen durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 in Verbindung mit dem Oberbegriff gelost. Vorteilhafte Verfahrensvarianten werden durch die Unteranspruche 2 bis 5 realisiert.
Die Aufgabe wird ferner durch die Merkmale des kennzeichnenden Teil des nebengeordneten Patentanspruchs 6 in Verbindung mit dem Oberbegriff gelost.
Für die Meßeinheit wird die Aufgabe durch den kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 7 in Verbindung mit dem Oberbegriff gelost. Vorteilhafte Ausfuhrungsformen der Meßeinheit werden in den Unteranspruchen 8 bis 12 realisiert.
Das erfindungsgemaße Verfahren nach Patentanspruch 1 ermog- licht es, das Nichtvorliegen einer ordnungsgemäß angeschlossenen Nulleiterverbindung zwischen Meßeinheit und Vierleiter- netz zu ermitteln, indem überprüft wird, ob die dritte Harmonische der Netzfrequenz des Drehstromnetzes vorliegt. Bei einer nicht ordnungsgemäß vorliegenden Nulleiterverbindung zwischen der Meßeinheit und dem Vierleiternetz kann am Sternpunkt S, an dem die an den drei Phasen Ll, L2 und L3 des Drehstromnetzes angeschlossenen Meßleitern Ml, M2 und M3 zu- sa mengeführt sind, die dritte Harmonische der Netzfrequenz des Drehstromnetzes festgestellt werden.
Diese dritte Harmonische wird in der Meßeinheit durch das Drehstromnetzteil der Meßeinheit erzeugt. Dies geschieht in- folge der Gleichrichtung im Spannungskreis des Drehstromnetzteils. Es wird also vorliegend ein Verzerrungs- oder Schmutzeffekt des Netzteils vorteilhaft genutzt.
Das erfindungsgemäße Verfahren nach Patentanspruch 1 ermög- licht es nun, unter Verwendung der abgegriffenen Spannungen Ul, U2 und U3 an den drei Phasen Ll, L2 und L3 festzustellen, ob eine ordnungsgemäß angeschlossene Nulleiterverbindung vorliegt oder nicht.
Es werden damit auch die bei einer normalen Messung ermittelten Meßgrößen verwendet, ohne das weitere oder zusätzliche Informationen benötigt werden.
Falls nun keine Nulleiterverbindung zwischen der Meßeinheit und dem Vierleiternetz besteht, kann die dritte Harmonische Schwingung, die durch das Netzteil in der Meßeinheit hervorgerufen wurde, nicht mehr über eine derartige Nulleiterverbindung in den Nulleiter des Drehstromnetzes zurückfließen. Vielmehr kann bei einer Zusammenfassung der abgegriffenen Spannungen Ul, U2 und U3 ein Spannungssignal mit der Frequenz der dritten Harmonischen der Netzfrequenz des Vierleiternetzes festgestellt werden. Dabei schwingen die einzelnen Spannungen Ul, U2 und U3 in gleicher Phase mit der dritten Harmonischen der Drehstromnetzfrequenz. Das zusammengefaßte Signal aus Ul, U2 und U3 weist ferner sich weitgehend oder vollstän- dig aufhebende Schwingungsanteile der Spannungsgrößen Ul, U2 und U3 der Netzfrequenz auf. Die sich aufgrund ihr Gleichphasigkeit bei der Zusammenfassung verstärkenden Signale Ul, U2 und U3 werden nun vorteilhafterweise einem Hochpaß zugeführt, um Frequenzen unterhalb der dritten Harmonischen, insbesondere die Drehstromnetzfrequenz selbst, herauszufiltern.
Vorteilhafterweise erfolgt weiterhin eine Gleichrichtung des Gesamtsignals von Ul, U2 und U3 der dritten Harmonischen, so daß keine Frequenz zur Beurteilung des Spannungsgesamtsignals sondern eine Gleichspannungsschwellwertbetrachtung erfolgen kann. Zur weiteren Glättung und Ausmittelung kann das Spannungsgesamtsignal durch einen Tiefpaßfilter hindurchgeführt werden.
Insgesamt kann also die bei Nichtvorliegen einer ordnungsgemäß angeschlossenen Nulleiterverbindung zwischen Meßeinheit und Vierleiternetz auftretende dritte Harmonische in den abgegriffenen Spannungen Ul, U2 und U3 nach einer Aufaddition zu einer Gesamtspannung entweder durch Frequenzdetektierung oder durch Gleichrichtung und Schwellwertbeurteilung ermittelt werden. Das im nebengeordneten Patentanspruch 6 beschriebene Verfahren sieht eine Ermittlung einer nicht ordnungsgemäß angeschlossenen Nulleiterverbindung zwischen der Meßeinheit und dem Drehstromnetzteil durch Vergleich der Phasenlagen der abgegriffenen Spannungen Ul, U2 und U3 vor.
Die bei nicht vorliegender Nulleiterverbindung auftretende dritte Harmonische tritt gleichphasig in den abgegriffenen Spannungen Ul, U2 und U3 auf, so daß ein Unterschied zu den bei ordnungsgemäß vorliegender Nulleiterverbindung mit Phasenverschiebung auftretender Spannungssignale Ul, U2 und U3 vorliegt. Beim erfindungsgemäßen Verfahren nach Patentanspruch 6 wird demnach die Phasenlage der Teilspannungen Ul, U2 und U3 beobachtet, während beim erfindungsgemäßen Verfahren nach Patentanspruch 1 die Frequenz der zu einem Gesamtsignal zusammenge- faßten Teilsignale Ul, U2 und U3 bzw. ein aus dem Spannungsgesamtsignal ermittelter Schwellwert beurteilt wird.
Die erfindungsgemäße Meßeinheit mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 weist eine Schwellwerteinheit auf. Beim Nichtvor- liegen einer ordnungsgemäß angeschlossenen Nulleiterverbindung zwischen der Meßeinheit und dem Vierleiternetz treten im Sternpunkt S der Meßleitungen Ml, M2 und M3 für jedes Teilspannungssignal Ul, U2 und U3 die bereits beschriebenen dritten Harmonischen auf, die sich aufgrund ihrer Gleichphasig- keit verstärken.
Über die Schwellwerteinheit wird nun ermöglicht, ein derartig verstärktes Gleichspannungssignal bei Einstellung eines entsprechenden Schwellwertes zu detektieren. Im Normalbetrieb mit ordnungsgemäß vorliegender Nulleiterverbindung treten nur die sich aufgrund ihrer Gleichphasigkeit nicht verstärkenden Teilspannungssignale Ul, U2 und U3 mit der Netzfrequenz auf, welche die in der Schwellwerteinheit eingestellte Schwelle nicht übersteigen. Nach einer Addition der Einflußspannungssignale Ul, U2 und U3 zu einem verstärkten Spannungsgesamtsignal mit der Frequenz der dritten Harmonischen, durchläuft das Gesamtspannungssignal ein Hochpaßfilter um niedrigere Frequenzen insbesondere Signale mit der Netzfrequenz herauszufiltern.
Über eine Gleichrichtung des Spannungsgesamtsignals in einem Gleichrichter sowie eine darauffolgende Ausmittelung und Glättung in einem Tiefpaßfilter wird ein Eingangssignal für die Schwellwerteinheit ermittelt. Bei einer Anzeigeeinheit kann an der Meßeinheit sichtbar gemacht werden, ob eine ordnungsgemäße Nulleiterverbindung zwischen der Meßeinheit und dem Vierleiternetz vorliegt oder nicht.
Über eine in die Meßeinheit integrierte Fernabfrageeinheit kann jederzeit festgestellt werden, ob eine ordnungsgemäße Nulleiterverbindung zwischen Meßeinheit und Vierleiternetz vorliegt oder nicht.
Eine alternative Losung der Aufgabe bezuglich des Verfahrens st in Patentanspruch 13 angegeben. Der erfinderische Grundgedanke dabei ist, daß bei einer fehlerhaften Nulleiterverbindung ein charakteristisches Frequenzsignal am Sternpunkt eines Drehstromnetzes, insbesondere eines Dreiphasen-Vierlei- terstromnetzes, auftritt. Diese charakteristische Frequenz, nämlich die dritte Harmonische, wird mit dem vorliegenden Verfahren ermittelt und als Information für das Vorliegen eines Fehlers verwendet. Die Frequenz dient quasi als Fehlenn- dikator.
Dabei ist es besonders einfach, wenn zur Überwachung ein von der Summenspannung abgeleitetes Signal, z.B. ein von der Frequenz abhangiges Gleichsignal, mit einem vorgegebenen Grenz- wert verglichen wird. Das überschreiten des Grenzwertes symbolisiert dann das Auftreten der charakteristischen Frequenz. In Abhängigkeit von der Grenzwertuberschreitung wird dann das Fehlersignal für die fehlerhafter Nulleiterverbindung erzeugt. Diese Grundgedanken lassen sich selbstverständlich vorteilhaft mit den oben angegebenen Ausbildungen der übrigen Patentanspr che gunstig kombinieren.
Die Erfindung ist anhand eines Ausfuhrungsbeispieles in den Zeichnungsfiguren naher erläutert. Es zeigen: FIG. 1 eine an ein Vierieiternetz angeschlossene Meßeinheit, bestehend aus einem Drehstromnetzteil und einem Meßsystem sowie
FIG. 2 ein Prinzipschaltbild der Meßeinheit.
FIG. 1 zeigt das Vierieiternetz 2 mit den drei Phasen Ll, L2 und L3 sowie dem Nulleiter N. Die Meßeinheit 3, besteht aus dem Drehstromnetzteil 1 und dem Meßsystem 3a und ist an das Vierieiternetz 2 angeschlossen.
Zur Ermittlung von Meßgroßen (z.B. Spannungswerte, Energieverbrauch, Leistung etc.) ist die Meßeinheit 3, die beispielsweise als elektronischer Energieverbrauchszahler ausge- bildet ist, über die Meßleitungen Ml, M2 und M3 mit den Leitern Ll, L2 und L3 verbunden.
Die Meßleiter Ml, M2 und M3 bestehen zur Spannungsteilung aus Widerstanden Rl, R2 und R3 sowie RIO, R20 und R30, zwischen denen die Spannungen Ul, U2 und U3 abgegriffen werden.
Bei ordnungsgemäßem Anschluß ist die Meßeinheit 3 mit ihrem Sternpunkt S, an dem die Meßleitungen Ml, M2 und M3 zusammengeführt werden, über die Meßleitung M4 mit dem Nulleiter N (gestrichelt gezeichnet) verbunden.
Die bei der Messung auftretende dritte Harmonische wird bei einer vorliegenden Nulleiterverbindung (also durchgezogen gezeichnetem Nulleiter N) vom Sternpunkt S in den Nulleiter N des Vierieiternetzes zuruckgeleitet .
Bei einer nicht vorliegenden Nulleiterverbindung - also ohne den hinwegzudenkenden Nulleiter N - ist in den abgegriffenen Spannungen Ul, U2 und U3 gegenüber den Sternpunkt S die nun- mehr nicht abgeführte dritte Harmonische der Netzfrequenz des Vierieiternetzes feststellbar.
Die drei gleichphasigen Teilsignale Ul, U2 und U3 der dritten Harmonischen verstarken sich bei Addition, wahrend die zusätzlich vorliegenden Signale Ul, U2 und U3 im Drehstromnetzfrequenzbereich sich aufgrund ihrer Phasenverschiebung weitgehend oder völlig aufheben.
In der Meßeinheit 3 kann nun entweder an der Signalstarke der aufaddierten Teilsignale Ul, U2 und U3 oder an deren Frequenz (nämlich der dritten Harmonischen gegenüber der Drehstromnetzfrequenz) oder der Phasenlage der einzelnen Teilspannungen Ul, U2 und U3 (nämlich Gleichphasigkeit im Vergleich zu den Teilspannungssignalen bei Netzfrequenz) ermittelt werden, daß die Nulleiterverbindung über den Nulleiter N nicht vorliegt.
In FIG. 2 wird in einem Prinzipschaltbild die Verarbeitung der Teilspannungen Ul, U2 und U3 in der Meßeinheit 3 verdeutlicht. Zunächst erfolgt eine Zusammenfuhrung von Ul, U2 und U3 zur Gesamtspannung Ugesamtf welche beim Vorliegen einer nicht ordnungsgemäßen Nulleiterverbindung (also fehlendem Nulleiter N) durch die Gleichphasigkeit der Signale der dπt- ten Harmonischen von Ul, U2 und U3 eine Signalverstarkung gegenüber den Einzelsignalen erfahrt.
Ugesamt durchlauft nun den Hochpaßfllter 4, wobei niedrigere Frequenzen, insbesondere Signalanteile mit der Drehstromnetz- frequenz herausgeflltert werden. Nach Gleichrichtung im
Gleichrichter 5 und Ausmittelung und Glattung im Tiefpaßfilter 6 liegt in der Schwellwerteinheit 7 ein Gleichspannungs- signal vor, das aufgrund seiner im Falle des vorliegenden der dritten Harmonischen vorhandenen Signalstarke einen einstell- baren Schwellwert übertrifft, wahrend die mit der Drehstrom- netzfrequenz schwingenden Teilsignale Ul, U2 und U3 sich nicht aufaddieren und somit keine Signalverstärkung stattfindet.
Das Nichtvorliegen einer Nulleiterverbindung zwischen der Meßeinheit 3 und dem Vierleiternetz - und somit das Fehlen eines Nulleiters N, - kann in der Anzeigeeinheit 8 sichtbar gemacht werden.
Über die Fernabfrageeinheit 9 kann jederzeit ermittelt werden, ob die Meßeinheit 3 über eine ordnungsgemäße Nulleiterverbindung mit dem Nulleiter des Drehstromnetzteils und des Vierleiternetzes verbunden ist.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Überprüfung des Vorliegens einer ordnungsgemäßen Nulleiterverbindung zwischen einem Vierleiternetz (2) und einer Meßeinheit (3) , insbesondere einem elektronischen Energieverbrauchszahler, wobei
- die Meßeinheit (3) bei ordnungsgemäßem Anschluß an das Vierleiternetz (2) über Meßleitungen (Ml, M2 und M3) mit den drei Phasen (Ll, L2 und L3) sowie über eine weitere
Meßleitung (M4) mit dem Nulleiter (N) des Vierleiternetzes (2) verbunden ist,
- die Meßleitungen (Ml, M2 und M3) in einem mit der weiteren Meßleitung (M4) verbundenen Sternpunkt (S) zusammengeführt sind und je zwei zur Spannungsteilung in Reihe geschaltete Widerstände (R1/R10, R2/R20 bzw. R3/R30) umfassen, sowie
- jeweils zwischen den in Reihe geschalteten Widerständen (R1/R10, R2/R20 bzw. R3/R30) auf den Sternpunkt (S) bezogene Spannungen (Ul, U2 und U3) für die drei Phasen (Ll, L2 und L3) abgegriffen werden, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h folgende Verfahrensschritte, a) Bildungen der Gesamt- oder Summenspannung (UgeSamt) der abgegriffenen Spannungen (Ul, U2 und U3) , b) Ermittlung der Frequenz der Gesamt- oder Summenspannung
(Ugesamt) SOwie, c) Feststellung des Nichtvorliegens einer ordnungsgemäßen Nulleiterverbindung zwischen dem Vierleiternetz (2) der Meßeinheit (3) , falls die ermittelte Frequenz der Ge- samtspannung (Ugesamt) einem einstellbaren Frequenzwert entspricht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß eine Fest- Stellung des Nichtvorliegens einer ordnungsgemäßen ange- schlossenen Nulleiterverbindung zwischen dem Vierleiternetz (2) und der Meßeinheit vorliegt, falls die Frequenz der Gesamtspannung (Ugesamt) der dritten Harmonischen der Netzfrequenz des Vierleiternetzes (2) entspricht.
3. Verfahren nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Nichtvorliegen einer ordnungsgemäßen angeschlossenen Nulleiterverbindung zwischen dem Vierleiternetz (2) und der Meßeinheit (3) festgestellt wird, wenn bei einer Netzfrequenz von 50 Hz eine Frequenz von 150 Hz vorliegt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß eine Fil- terung des Signals von (UgeSamt) erfolgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß eine Gleichrichtung der Gesamtspannung (Ugesamt) erfolgt.
6. Meßeinheit zur Überprüfung des Vorliegens einer ordnungsgemäß angeschlossenen Nulleiterverbindung zwischen der Meßeinheit (3) und einem Vierleiternetz (2), wobei
- die Meßeinheit (3) bei ordnungsgemäßem Anschluß an das Vierleiternetz (2) über Meßleitungen (Ml, M2 und M3) mit den drei Phasen (Ll, L2 und L3) sowie über eine Meßleitung (M4) mit dem Nulleiter (N) des Vierleiternetzes (2) verbunden ist,
- die Meßleitungen (Ml, M2 und M3) in einem mit der Meßlei- tung (M4) verbundenen Sternpunkt (S) zusammengeführt sind und aus je zwei zur Spannungsteilung in Reihe geschalteten Widerständen (R1/R10, R2/R20 bzw. R3/R30) bestehen; sowie
- jeweils zwischen den in Reihe geschalteten Widerständen (R1/R10, R2/R20 bzw. R3/R30) auf den Sternpunkt (S) bezöge- ne Spannungen (Ul, U2 und U3) für die drei Phasen (Ll, L2 und L3) abgegriffen werden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß ein Meßsystem (3a) mit Schwellwerteinheit (7) vorgesehen ist, um fest- zustellen, ob der Spannungswert einer durch Addition der abgegriffenen Einzelspannungen (Ul, U2 und U3) entstehenden Gesamtspannung (Ugesamt) einem vorgebbaren Schwellwert entspricht .
7. Meßeinheit nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß ein Hochpaßfilter (4) für die Gesamtspannung (Ugesa t) vorgesehen ist.
8. Meßeinheit nach Anspruch 7 oder 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß ein Tiefpaßfilter (6) für die Gesamtspannung (Ugesamt) vorgesehen ist.
9. Meßeinheit nach einem der Ansprüche 6 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß ein Gleichrichter (5) für die Gesamtspannung (Ugesamt) vorgesehen ist .
10. Meßeinheit nach einem der Ansprüche 6 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß eine An- zeigeeinheit (8) vorgesehen ist, um das (Nicht - ) Vorliegen einer ordnungsgemäß angeschlossenen Nulleiterverbindung zwischen dem Vierleiternetz (2) und der Meßeinheit (3) anzuzeigen.
11. Meßeinheit nach einem der Ansprüche 6 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Meßeinheit eine Fernabfrageeinheit (9) aufweist.
12. Verfahren zum Überwachen einer Nulleiterverbindung zwischen einem Drehstromnetz (2) und einem daran angeschlossen elektrischen Gerät (3) mit Netzteil (1), wobei a) am oder im elektrischen Gerät (3) die Summenspannung (Ugesamt) der Phasenspannungen gebildet wird, b) die Summenspannung (Ugesamt) auf das Vorliegen eines vom Netzteil' (1) erzeugten Signals mit vorgegebener Frequenz überwacht wird und c) beim Vorliegen der vorgegebenen Frequenz ein Fehlersignal für eine fehlende Nullleiterverbindung erzeugt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei zur Überwachung der vorgegebenen Frequenz ein von der Summenspannung (UgeSamt) abgeleitetes Signal mit einem vorgegebenen Grenzwert verglichen wird.
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