DE19648905A1 - Switching circuit for monitoring three-phase mains safety - Google Patents
Switching circuit for monitoring three-phase mains safetyInfo
- Publication number
- DE19648905A1 DE19648905A1 DE19648905A DE19648905A DE19648905A1 DE 19648905 A1 DE19648905 A1 DE 19648905A1 DE 19648905 A DE19648905 A DE 19648905A DE 19648905 A DE19648905 A DE 19648905A DE 19648905 A1 DE19648905 A1 DE 19648905A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- circuit
- phase
- relay
- circuit arrangement
- arrangement according
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Ceased
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
- H02H3/02—Details
- H02H3/04—Details with warning or supervision in addition to disconnection, e.g. for indicating that protective apparatus has functioned
- H02H3/046—Signalling the blowing of a fuse
-
- 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
- G01R31/74—Testing of fuses
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Überwachung eines Siche rungsausfalls im Drehstromnetz.The invention relates to a circuit arrangement for monitoring a safety device failure in the three-phase network.
Zur Überwachung eines Sicherungsausfalls im Drehstromnetz sind Schaltungsan ordnungen bekannt, in denen vor und nach den Sicherungen die Spannungspoten tiale über Widerstände abgegriffen werden, um daraus je einen künstlichen Stern punkt zu bilden. Zwischen beiden Sternpunkten wird dann die bei einem Siche rungsausfall auftretende Differenzspannung ausgewertet (siehe dazu beispielsweise DE 41 18 346 C1).Circuit monitoring is required to monitor a fuse failure in the three-phase network regulations known in which the voltage potentials before and after the fuses tials can be tapped via resistors to create an artificial star point to form. Between the two star points is the one of a Siche failure voltage occurring evaluated (see for example DE 41 18 346 C1).
Ebenso bekannt sind Schaltungsanordnungen zum Abgreifen der Potentiale nur nach den 3 Phasensicherungen. Dabei wird ebenfalls über Widerstände der künstli che Sternpunkt nach den Sicherungen gebildet und dessen Potential mit dem des - in diesem Falle ebenfalls anzuschließenden - Mittelpunktleiters verglichen. Dieses Meßprinzip läßt sich auch zur Meldung der Phasenasymmetrie verwenden.Circuit arrangements for tapping the potentials are also only known after the 3 phase locks. It is also about resistance of the artificial star point after the fuses and its potential with that of the in this case also to be connected - the center conductor. This measuring principle can also be used to report the phase asymmetry.
Die Schaltungsanordnungen der Überwachungseinrichtungen enthalten meist ein Ausgangsrelais, dessen Kontakt den Fehlerzustand meldet. Dabei unterscheidet man das "Ruhestromprinzip" (Ausgangsrelais ist im "Gutzustand" angezogen) und das "Arbeitsstromprinzip" (Ausgangsrelais ist im "Fehlerfall" angezogen). Alternativ kann statt des Relais auch ein Optokoppler als Meldeglied eingesetzt sein.The circuit arrangements of the monitoring devices usually contain one Output relay, the contact of which reports the fault status. It makes a difference you do that "Quiescent current principle" (output relay is energized in the "good state") and that "Open-circuit current principle" (output relay is energized in the event of an "error"). Alternatively, an optocoupler can be used as a signaling element instead of the relay.
Das Überwachungsverfahren mit Mittelpunktleiteranschluß ist in den Varianten mit und ohne zusätzliche Hilfsspannung bekannt. Bei der ersten Variante wird für die Versorgung der internen Elektronik der Überwachungseinrichtung, des Ausgangsre lais und dessen Ansteuerung, eine zusätzliche Hilfsspannung benötigt, die entweder aus dem zu überwachenden Netz entnommen oder extern angelegt wird. Bei der zweiten Variante wird die Betriebsenergie für die Überwachungseinrichtung aus den zu überwachenden Phasenleitern nach den Sicherungen gewonnen.The monitoring method with a neutral conductor connection is included in the variants and known without additional auxiliary voltage. In the first variant, the Supply of the internal electronics of the monitoring device, the output re relay and its control, an additional auxiliary voltage is required, either taken from the network to be monitored or created externally. In the the second variant is the operating energy for the monitoring device from the phase conductors to be monitored after the fuses.
Die Erfindung beschreibt eine Schaltungsanordnung für Sicherungsüberwachungs einrichtungen basierend auf dem zweiten Verfahren (Abgriff der 3 Phasenpotentiale nach den Sicherungen und Mittelpunktleiter MP) mit den zusätzlichen Forderungen "Arbeitsstromprinzip" und "ohne Hilfsspannung". Die beschriebene Schaltungsan ordnung eignet sich auch zur Überwachung auf Netzasymmetrie. "Arbeitsstromprinzip" bedeutet, daß das Ausgangsrelais der Überwachungseinrich tung bei Ausfall von einer oder zwei Phasensicherungen oder Netzasymmetrie an ziehen soll.The invention describes a circuit arrangement for fuse monitoring devices based on the second method (tapping the 3 phase potentials according to the fuses and center conductor MP) with the additional requirements "Open-circuit principle" and "without auxiliary voltage". The circuit described order is also suitable for monitoring for network asymmetry. "Open-circuit principle" means that the output relay of the monitoring device if one or two phase fuses or line asymmetry fail should pull.
"Ohne Hilfsspannung" bedeutet, daß außer den 3 zu überwachenden Phasenan schlüssen (nach den Sicherungen) und dem Mittelpunktleiter des Drehstromnetzes keine weiteren Hilfsspannungsanschlüsse zum Betrieb der Einrichtung vorgesehen sind."Without auxiliary voltage" means that in addition to the 3 phases to be monitored conclusions (after the fuses) and the center conductor of the three-phase network no further auxiliary voltage connections are provided for operating the device are.
Aus beiden Forderungen ergibt sich, daß bereits eine - beliebige - Phasenspannung gegen MP in der Lage sein muß, das Ausgangsrelais der Überwachungseinrichtung anziehen zu lassen. Bei Ausfall aller 3 Phasenspannungen soll keine Meldung, d. h. kein Anziehen des Ausgangsrelais, erfolgen. It follows from both requirements that an - arbitrary - phase voltage already exists against MP must be able to the output relay of the monitoring device to get dressed. If all 3 phase voltages fail, no message should appear. H. no tightening of the output relay.
Eine zur Lösung dieses Problems bekannte Schaltungsanordnung bildet dazu den künstlichen Sternpunkt aus den 3 Phasen mit relativ niederohmigen Abgreifwi derständen, so daß bei einem Sicherungsausfall aus der dann auftretenden Diffe renzspannung zwischen diesem niederohmigen künstlichen Sternpunkt und dem MP des Netzes direkt ein Ausgangsrelais bestromt werden kann.A circuit arrangement known to solve this problem forms the artificial star point from the 3 phases with relatively low-resistance tapping conditions, so that in the event of a failure of the fuse then occurring Diffe limit voltage between this low-resistance artificial star point and the MP an output relay can be energized directly in the network.
Die Abgreifwiderstände zur Bildung des künstlichen Sternpunktes müssen dabei so niederohmig sein, daß die Differenzspannung auch bei Ausfall von 2 Phasenspan nungen und zulässiger Unterspannung in der weiterhin anstehenden Phase noch genügend Strom treiben kann, um das Ausgangsrelais anziehen zu lassen.The tapping resistors for the formation of the artificial star point must be so be low-impedance, that the differential voltage even in the event of failure of 2 phase chips voltage and permissible undervoltage in the upcoming phase can drive enough current to pull the output relay.
Diese zuletzt beschriebene Schaltungsanordnung weist dadurch folgende Nachteile
auf:
This circuit arrangement described lastly has the following disadvantages:
- 1) Die "Abgreifwiderstände" für den künstlichen Sternpunkt müssen verständli cherweise recht niederohmig sein, damit über sie bei Sicherungsausfall, auch bei Netzunterspannung, ein Relais zum Anziehen gebracht werden kann. Damit wird, auch gerade im Normalzustand mit intakten Phasensicherungen, von den Abgreifwi derständen eine erhebliche Verlustleistung in Wärme umgesetzt, die ein Mehrfaches der Betriebsleistung des Ausgangsrelais beträgt. Dadurch verbietet sich der Einbau der Überwachungseinrichtung in kleine, platzsparende Gehäuse.1) The "tapping resistances" for the artificial star point must be understandable be quite low impedance, so that in the event of a fuse failure, also with Mains undervoltage, a relay can be pulled. With that, also in the normal state with intact phase fuses, from the tapping devices a considerable heat dissipation is converted into heat, which is a multiple the operating power of the output relay. This prevents installation the monitoring device in small, space-saving housing.
- 2) Aufgrund der ohnehin kritischen Leistungsbilanz läßt sich mit dieser Schaltungs anordnung praktisch nur ein Totalausfall von ein oder zwei Phasen (Phasenspannun gen gegen Null) erkennen. Beim Sicherungsausfall in Drehstromnetzen kann jedoch durchaus der Fall auftreten, daß - z. B. durch größere, nur teilbelastete Motoren, die auf zwei Phasen weiterlaufen - die dritte, ausgefallene Phasenspannung generato risch regeneriert (zurückgespeist) wird, und dies u. U. mit einer Höhe von ≧ 80% der Netzspannung. Die letztgenannte Schaltungsanordnung kann derartige Unsym metrien im Drehstromnetz nicht erkennen, da dann die Differenzspannung zwischen künstlichem Sternpunkt und MP sowie die dort verfügbare elektrische Leistung bei weitem nicht zur Ansteuerung eines Ausgangsrelais ausreichen.2) Due to the already critical power balance, this circuit can be used arrangement practically only a total failure of one or two phases (phase voltage towards zero). However, in the event of a fuse failure in three-phase networks quite the case that - z. B. by larger, only partially loaded engines that continue on two phases - the third, failed phase voltage generato risch regenerated (fed back), and this u. U. with a height of ≧ 80% the mains voltage. The latter circuit arrangement can be such an unsym Do not recognize metrics in the three-phase network, because then the differential voltage between artificial star point and MP as well as the electrical power available there by far not sufficient to control an output relay.
Aufgabe der Erfindung war es demnach, eine Schaltungsanordnung zur Sicherungs
überwachung im Dreiphasennetz zu entwickeln, die ohne zusätzliche Hilfsspannung
arbeitet, auch im "Arbeitsstromprinzip" verwendet werden kann und
erstens eine geringe Leistungsaufnahme besitzt,
zweitens noch bei Ausfall von bis zu zwei Phasen das Ausgangsrelais anziehen läßt,
drittens aber auch wahlweise bei geringerer Netzasymmetrie reagiert, wie sie bei
Sicherungsausfall durch generatorische Rückspeisung laufender Motoren auftritt.The object of the invention was therefore to develop a circuit arrangement for fuse monitoring in the three-phase network, which works without additional auxiliary voltage, can also be used in the "open-circuit principle" and
firstly, has a low power consumption,
secondly, if the output relay picks up if up to two phases fail,
thirdly, it also reacts optionally with lower network asymmetry, as occurs in the event of a fuse failure due to regenerative regeneration of running motors.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß
According to the invention this object is achieved in that
- a) die Schaltungsanordnung die Erzeugung einer ständigen internen Betriebs- (Versorgungs-)spannung (für das Ausgangsrelais und dessen Ansteuerung) durch eine 3-phasige Gleichrichterschaltung vorsieht, wodurch diese interne Versorgungs spannung, unabhängig vom Gut- oder Fehlerzustand des Netzes, sowohl mit 3, 2 oder nur 1 anliegenden Phasenspannung in ausreichender Höhe bereitgestellt wird, jedoch in allen Fällen mit geringer Leistungsaufnahme; a) the circuit arrangement the generation of a permanent internal operating (Supply) voltage (for the output relay and its control) a 3-phase rectifier circuit provides, which this internal supply voltage, regardless of the good or fault condition of the network, both with 3, 2 or only 1 existing phase voltage is provided at a sufficient level, however in all cases with low power consumption;
- b) der Sicherungsausfall/die Asymmetrie mittels eines getrennten, hochohmig gebildeten künstlichen Sternpunktes gegen MP erfaßt wird undb) the fuse failure / asymmetry by means of a separate, high-resistance formed artificial star point against MP is detected and
- c) das so gewonnene Asymmetriesignal mittels einer elektronischen Schaltung ver stärkt wird und so, beim Erreichen einer wählbaren Schwelle, das Ausgangsrelais ansteuert.c) ver the asymmetry signal thus obtained by means of an electronic circuit is strengthened and so, when a selectable threshold is reached, the output relay controls.
Erläuterungen dazu:
Zu a): Bei der Erfindung wird die Tatsache ausgenutzt, daß die 3-phasige Gleich
richterschaltung am nachgeschalteten Stütz- oder Siebkondensator bei relativ gerin
ger Last stets die gleiche Ausgangsspannung erzeugt, unabhängig ob 3, 2 oder nur
1 Phase einspeisen. Damit ist die Versorgung des Ausgangsrelais der Einrichtung
und dessen Ansteuerschaltung in allen zu betrachtenden Fällen gesichert.Explanations:
To a): In the invention, the fact is exploited that the 3-phase rectifier circuit on the downstream backup or filter capacitor always produces the same output voltage at a relatively low load, regardless of whether 3, 2 or only 1 phase feed. This ensures the supply of the output relay of the device and its control circuit in all cases to be considered.
Da die durch die Gleichrichterschaltung intern erzeugte Versorgungsspannung bei "Arbeitsstromprinzip" des Ausgangsrelais im Normalfall (Gutzustand der Sicherun gen bzw. des Netzes) praktisch nicht belastet wird, ist die Leistungsaufnahme der Überwachungseinrichtung in diesem Fall vernachlässigbar. Aber auch im Fall des Sicherungs-/Netzfehlers, wenn das Ausgangsrelais bestromt wird, ist die Lei stungsaufnahme gering, da das Relais und die Ansteuerschaltung an die durch die Gleichrichterschaltung erzeugte Versorgungsspannung angepaßt werden können und Verluste in Vorwiderständen somit gering bleiben.Since the supply voltage generated internally by the rectifier circuit at "Open-circuit principle" of the output relay in the normal case (good condition of the fuse power or the network) is practically not charged, the power consumption of the Monitoring device negligible in this case. But also in the case of Fuse / mains failure when the output relay is energized is the lei Power consumption low, since the relay and the control circuit to the through the Rectifier circuit generated supply voltage can be adjusted and losses in series resistors thus remain low.
Zu b): Weiter ist ein Vorteil der Erfindung, daß der Sicherungsausfall bzw. die Asymmetrie über einen hochohmig gebildeten künstlichen Sternpunkt gegen MP erfaßt wird, wodurch ebenfalls die Leistungsaufnahme gering bleibt.To b): Another advantage of the invention is that the fuse failure or Asymmetry over a high-resistance artificial star point against MP is detected, which also keeps the power consumption low.
Zu c): Schließlich ist der Zusatznutzen dieser Erfindung, daß das so gewonnene Asymmetriesignal elektronisch verstärkt wird, und somit je nach Auslegung der in ternen Ansprechschwelle wahlweise auch schon geringe Netzasymmetrien zur An steuerung des Ausgangsrelais führen können.Regarding c): Finally, the added benefit of this invention is that it is obtained in this way Asymmetry signal is electronically amplified, and thus depending on the design of the low response asymmetry to the on control of the output relay.
Damit kann die erfundene Schaltungsanordnung nicht nur als Sicherungswächter, auch in Netzen mit möglicher "Rückspeisung", eingesetzt werden, sondern auch als Asymmetriewächter Verwendung finden.The invented circuit arrangement can thus be used not only as a fuse monitor, can also be used in networks with possible "feedback", but also find use as asymmetry monitor.
Die 3-phasige (oder 3-pulsige) Gleichrichterschaltung kann nach der Erfindung auch vorteilhaft so abgewandelt sein, daß sie mit "kapazitiven Vorwiderständen" arbeitet. Dadurch müssen bei höheren Netznennspannungen keine hochohmigen, teuren Re lais und keine elektronischen Ansteuerbauteile mit hoher Spannungsbelastbarkeit verwendet werden, um die Schaltung an die Netznennspannung anzupassen, son dern es können preiswerte, niederohmige Relais und Bauteile eingesetzt werden, ohne daß die Verlustleistung der Einrichtung sowohl im Ruhezustand als auch bei angesteuertem Ausgangsrelais erhöht wird. (Diese Variante wird in Fig. 2 behan delt).The 3-phase (or 3-pulse) rectifier circuit according to the invention can also be advantageously modified so that it works with "capacitive series resistors". As a result, no high-impedance, expensive relays and no electronic control components with a high voltage rating have to be used to adapt the circuit to the nominal voltage at higher nominal voltages, but inexpensive, low-impedance relays and components can be used without the power loss of the device both in the Idle state as well as when the output relay is activated. (This variant is treated in Fig. 2).
Ebenso kann nach der Erfindung die elektronische Verstärkung und Auswertung des Asymmetriesignals sowie die Ansteuerung des Ausgangsrelais auf verschiedene Weise realisiert sein. Es kann z. B. ein Schaltverstärker mit diskreten Transistoren verwendet werden (siehe auch Fig. 1) oder einer mit integriertem Komparator und wahlweise mit Zeitverzögerungsstufe (Fig. 2).Likewise, according to the invention, the electronic amplification and evaluation of the asymmetry signal and the activation of the output relay can be implemented in different ways. It can e.g. B. a switching amplifier with discrete transistors can be used (see also FIG. 1) or one with an integrated comparator and optionally with a time delay stage ( FIG. 2).
2 Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher erläutert:2 embodiments of the invention are shown in the drawing and are explained in more detail below:
Fig. 1 zeigt eine besonders kostengünstige Variante der erfundenen Schaltungsan ordnung der Überwachungseinrichtung (S1) mit einfacher 3-phasiger Gleich richterschaltung und Auswertung des Asymmetriesignals mittels eines Schaltverstärkers aus 2 Transistoren. Fig. 1 shows a particularly cost-effective variant of the invented circuit arrangement of the monitoring device (S1) with a simple 3-phase rectifier circuit and evaluation of the asymmetry signal by means of a switching amplifier made of 2 transistors.
Fig. 2 stellt eine etwas aufwendigere Schaltungsvariante (S2) dar mit "kapazitiven Vorwiderständen" im 3-phasigen Gleichrichter und Auswertung des Asym metriesignals mittels eines Komparators und einer Zeitverzögerungsstufe. Fig. 2 shows a somewhat more complex circuit variant (S2) with "capacitive series resistors" in the 3-phase rectifier and evaluation of the Asym metry signal by means of a comparator and a time delay stage.
In der Fig. 1 sind die 3 Phasenleiter des Drehstromnetzes mit L1, L2, L3 bezeichnet, der zugehörige Mittelpunkts-(Null-)leiter mit MP. Üblicherweise sind die Phasenlei ter abgesichert (Sicherungen F1, F2, F3) und gehen weiter zu nicht dargestellten Verbrauchern. Die Potentiale der Phasenleiter nach den Sicherungen und der MP sind an die Überwachungseinrichtung S1 (gestrichelt umrahmt) mit den zugehörigen Klemmen L1*, L2*, L3*, MP* angeschlossen.In Fig. 1, the 3 phase conductors of the three-phase network are designated L1, L2, L3, the associated center (neutral) conductor with MP. The phase conductors are usually protected (fuses F1, F2, F3) and continue to consumers, not shown. The potentials of the phase conductors after the fuses and the MP are connected to the monitoring device S1 (framed with dashed lines) with the associated terminals L1 *, L2 *, L3 *, MP *.
In der Überwachungseinrichtung S1 ist eine 3-phasige Gleichrichterschaltung an die Klemmen L1*, L2*, L3*, MP* angeschlossen, jeweils bestehend aus einer Diode D1, D2, D3 und zugehörigem Vorwiderstand R1, R2, R3. Die Kathoden der Dioden D1, D2, D3 führen auf einen gemeinsamen Punkt, der den Pluspol der internen Stromversorgung +UB bildet und an dem der Stützkondensator C1 angeschlossen ist. C1 ist mit seinem anderen Anschluß an MP*, dem Minuspol der internen Stromversorgung, angeschlossen. Parallel zu C1 ist ein hochohmiger Widerstand R10 angeschaltet. Vom Pluspol der internen Stromversorgung +UB führt ein weite rer Strompfad über Emitter - Kollektor des PNP-Transistors T2 durch das Ausgangs relais RL1 zum Minuspol MP*. RL1 betätigt einen nicht gezeichneten Kontakt, der das Ansprechen der Überwachungseinrichtung nach außen meldet. Parallel zum Relais RL1 liegt eine Freilaufdiode D4. Vom Pluspol +UB ist weiterhin ein Strom pfad durch die Widerstände R8 und R9 und die Kollektor-Emitter-Strecke von NPN-Tran sistor T1 nach Minuspol MP* geführt, wobei der Verbindungspunkt von R8 zu R9 mit dem Basisanschluß von T2 verbunden ist. Parallel zur Kollektor-Emitter- Strecke von T1 liegt ein Kondensator C2, dessen Funktion noch beschrieben wird.A 3-phase rectifier circuit is connected to the monitoring device S1 Terminals L1 *, L2 *, L3 *, MP * connected, each consisting of a diode D1, D2, D3 and associated series resistor R1, R2, R3. The cathodes of the diodes D1, D2, D3 lead to a common point, which is the positive pole of the internal Power supply + UB forms and to which the support capacitor C1 is connected is. C1 with its other connection to MP *, the negative pole of the internal one Power supply, connected. In parallel with C1 is a high resistance R10 switched on. A long lead leads from the positive pole of the internal power supply + UB rer current path via emitter - collector of PNP transistor T2 through the output relay RL1 to negative pole MP *. RL1 actuates an unsigned contact that reports the response of the monitoring device to the outside. Parallel to Relay RL1 is a free-wheeling diode D4. There is still a current from the positive pole + UB path through resistors R8 and R9 and the collector-emitter path from NPN-Tran sistor T1 led to negative pole MP *, the connection point from R8 to R9 is connected to the base terminal of T2. Parallel to the collector-emitter Line T1 is a capacitor C2, the function of which will be described.
An die Klemmen L1*, L2*, L3* der Überwachungseinrichtung sind außerdem die einen Enden der Widerstände R4, R5, R6 angeschlossen, die mit ihrem jeweils and ren Ende einen gemeinsamen künstlichen Sternpunkt STP bilden. Von diesem Punkt führt ein Strompfad über Zenerdiode ZD1 auf die Basis von T1, wobei der Ansteu erstrecke Basis - Emitter von T1 noch der Widerstand R7 und der Kondensator C3 parallelgeschaltet sind.At the terminals L1 *, L2 *, L3 * of the monitoring device are also one end of the resistors R4, R5, R6 connected to each other with their end form a common artificial star point STP. From that point leads a current path via Zener diode ZD1 on the basis of T1, the control the base - emitter of T1 extend the resistor R7 and the capacitor C3 are connected in parallel.
Die Funktionsweise der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 ist wie folgt:
Wenn die Sicherungen F1 bis F3 nicht ausgelöst haben, ist im normalen Drehstrom
netz (geringe Asymmetrien) das Potential des durch R4 bis R6 gebildeten künstli
chen Sternpunktes STP mit dem des Mittelpunktleiters MP* nahezu identisch, so
daß dazwischen keine nennenswerte Differenzspannung UD auftritt. Infolgedessen
wird die Basis des Transistors T1 wegen der durch ZD1 gebildeten Schwelle nicht
angesteuert. (Dabei dienen R7 und C3 zur Unterdrückung von evtl. Störeinflüssen).
Damit fließt kein Strom im Kollektorkreis von T1; somit sind T2 und das Ausgangs
relais RL1 nicht angesteuert, C2 ist auf UB aufgeladen. Der Stützkondensator C1
für die interne Stromversorgung des Relais und der Ansteuerung lädt sich praktisch
auf den Spitzenwert der 3 Phasenspannungen an L1 bis L3 auf. Eine andauernde
"Überladung" von C1 durch Störspitzen im Netz wird durch den hochohmigen Paral
lelwiderstand R10 verhindert.The functioning of the circuit arrangement according to FIG. 1 is as follows:
If the fuses F1 to F3 have not tripped, the potential of the artificial star point STP formed by R4 to R6 is almost identical to that of the center conductor MP * in the normal three-phase network (low asymmetries), so that no appreciable differential voltage UD occurs between them. As a result, the base of transistor T1 is not driven because of the threshold formed by ZD1. (R7 and C3 serve to suppress any interference). This means that no current flows in the collector circuit of T1; thus T2 and the output relay RL1 are not activated, C2 is charged to UB. The support capacitor C1 for the internal power supply of the relay and the control practically charges up to the peak value of the 3 phase voltages at L1 to L3. A persistent "overloading" of C1 due to interference peaks in the network is prevented by the high-resistance parallel resistor R10.
Löst eine oder zwei der Sicherungen F1 bis F3 aus oder entsteht aus anderen Grün den eine größere Netzasymmetrie, dann überschreitet die am künstlichen Stern punkt STP gegen MP* anliegende Differenzspannung UD den durch die ZD1 vorge gebenen Schwellwert, so daß Transistor T1 während der positiven Halbwellen von UD durchschaltet, C2 entlädt und T2 sowie das Relais RL1 ansteuert. Durch den Kondensator C2 wird die Kollektor-Emitter-Spannung von T1 auch in den negativen Halbwellen gering gehalten, da C2 sich über R8/R9 nur relativ langsam aufladen kann und in den positiven Halbwellen stets wieder neu entladen wird. Durch diese "Überbrückung" wird für Transistor T2 auch in den negativen Halbwellen von UD eine durchgängige Basis-Ansteuerung gewährleistet, das Relais RL1 zieht an.Triggers one or two of the fuses F1 to F3 or other green the greater network asymmetry, then exceeds that on the artificial star point STP against MP * applied differential voltage UD as specified by ZD1 given threshold, so that transistor T1 during the positive halfwaves of UD switches through, C2 discharges and controls T2 and relay RL1. By the Capacitor C2 is the collector-emitter voltage of T1 also in the negative Half waves kept low, since C2 charges relatively slowly via R8 / R9 can and is always discharged again in the positive half-waves. Through this "Bridging" is also for transistor T2 in the negative half-waves of UD Continuous basic control is guaranteed, relay RL1 picks up.
Auch wenn 2 der 3 Sicherungen (oder 2 der 3 Phasenspannungen L1 bis L3) ausfal len, liefert der übrigbleibende speisende Gleichrichterstrang des 3-phasigen Gleich richters R1 bis R3/D1 bis D3 immer noch genügend Spannung an +UB, so daß die Versorgung der Ansteuerschaltung und des Ausgangsrelais gewährleistet ist.Even if 2 of the 3 fuses (or 2 of the 3 phase voltages L1 to L3) fail len, supplies the remaining supplying rectifier string of the 3-phase DC Richters R1 to R3 / D1 to D3 still have enough voltage at + UB so that the Supply of the control circuit and the output relay is guaranteed.
In der Fig. 2 ist nur die modifizierte Schaltungsanordnung der Überwachungseinrich tung selbst (S2) dargestellt; die Applikation im Drehstromnetz ist dieselbe wie in Fig. 1. In S2 ist die 3-phasige Gleichrichterschaltung mit D1 bis D3/R1 bis R3, wie bereits aus Fig. 1 bekannt, folgendermaßen abgeändert:In Fig. 2, only the modified circuit arrangement of the supervising device itself (S2) is shown; the application in the three-phase network is the same as in FIG. 1. In S2, the three-phase rectifier circuit with D1 to D3 / R1 to R3, as already known from FIG. 1, is modified as follows:
Zwischen die jeweilige Gleichrichterdiode D1 bis D3 und den zugehörigen Vorwider stand R1 bis R3 jedes Gleichrichterstranges ist je ein Kondensator C4 bis C6 einge fügt. Von den jeweiligen Verbindungsstellen der Kondensatoren C4 bis C6 zu den Dioden D1 bis D3 führt je ein Strompfad über eine Diode oder Zenerdiode ZD2 bis ZD4 zum Anschluß MP*.Between the respective rectifier diode D1 to D3 and the associated series resistor stood R1 to R3 of each rectifier string, a capacitor C4 to C6 is on adds. From the respective connection points of the capacitors C4 to C6 to the Diodes D1 to D3 each carry a current path via a diode or Zener diode ZD2 to ZD4 for connection MP *.
Ebenso ist der Schaltungsteil zur Auswertung des Asymmetriesignals (UD zwischen
dem aus R4 bis R6 gebildeten künstlichen Sternpunkt STP und MP* ) wie folgt ab
geändert:
Vom künstlichen Sternpunkt STP führt eine Diode D5 auf den +Eingang des inte
grierten Komparators K1. Ebenfalls vom +Eingang K1 sind außerdem R7 und C3
nach MP* geschaltet. Am anderen (-)Eingang von K1 liegt eine Schwellspannung S
an, die aus der durch die 3-phasige Gleichrichterschaltung gewonnene interne Be
triebsspannung +UB hergeleitet wird (nicht dargestellt). Der Ausgang von K1 ist
mit dem Eingang einer Zeitverzögerungsstufe TV verbunden. Deren Ausgang wie
derum führt über Widerstand R11 auf die Basis des Transistors T3, der das Aus
gangsrelais RL1 ansteuert. K1 und TV werden aus der internen Betriebsspannung
+UB versorgt.Likewise, the circuit part for evaluating the asymmetry signal (UD between the artificial star point STP and MP * formed from R4 to R6) is changed as follows:
A diode D5 leads from the artificial star point STP to the + input of the integrated comparator K1. Also from + input K1, R7 and C3 are also switched to MP *. At the other (-) input of K1 there is a threshold voltage S which is derived from the internal operating voltage + UB obtained by the 3-phase rectifier circuit (not shown). The output of K1 is connected to the input of a time delay stage TV. Its output as in turn leads via resistor R11 to the base of transistor T3, which drives the output relay RL1. K1 and TV are supplied from the internal operating voltage + UB.
Die 3-phasige Gleichrichterschaltung in Fig. 2 funktioniert ähnlich wie die in Fig. 1, nur sind hier zusätzliche "kapazitive Vorwiderstände" C4 bis C6 in den 3 Gleich richtersträngen enthalten. Während der positiven Halbwelle einer Phasenspannung gegen MP*, z. B. L1*, fließt über R1, C4 und D1 ein Ladestrom in den Stützkon densator C1 der internen Betriebsspannungsversorgung +UB. Dabei wird auch C4 aufgeladen. In der negativen Halbwelle von L1* sperrt D1; jedoch kann sich der Kondensator C4 über ZD2/R1 wieder entladen, so daß während der folgenden po sitiven Halbwelle erneut Ladestrom über C4 in C1 (+UB) fließen kann. Die Zener dioden ZD2 bis ZD4 begrenzen den Wert der gleichgerichteten Spannung +UB auf das für das Ausgangsrelais und die übrige Elektronik gewünschte Maß.The 3-phase rectifier circuit in FIG. 2 functions similarly to that in FIG. 1, only here additional “capacitive series resistors” C4 to C6 are contained in the 3 rectifier strings. During the positive half-wave of a phase voltage against MP *, e.g. B. L1 *, flows via R1, C4 and D1, a charging current in the support capacitor C1 of the internal operating voltage supply + UB. This also charges C4. In the negative half wave of L1 * D1 blocks; however, the capacitor C4 can discharge again via ZD2 / R1, so that charging current can flow again via C4 in C1 (+ UB) during the following positive half-wave. The Zener diodes ZD2 to ZD4 limit the value of the rectified voltage + UB to the desired level for the output relay and the other electronics.
Diese modifizierte Gleichrichterschaltung mit "kapazitiven Vorwiderständen" hat gegenüber der in Fig. 1 dargestellten den Vorteil, daß man eine relativ kleine Span nung +UB (z. B. 15 V) erzeugen kann, aus der sowohl ein niederohmiges, preisgün stiges Relais als auch die integrierten Schaltkreise für K1 und TV direkt versorgt werden können, ohne daß eine große Verlustleistung in den Vorwiderständen der Gleichrichterschaltung entsteht, was vor allem auch bei höheren Netznennspannun gen der Fall sein würde. Zenerdioden ZD2 bis ZD4 können durch normale Dioden ersetzt werden, wenn +UB ständig einen genügend großen Laststrom treiben muß. Dann ist eine Begrenzung von +UB nicht notwendig, da die Last selber die Höhe von +UB bestimmt.This modified rectifier circuit with "capacitive series resistors" has the advantage over that shown in Fig. 1 that you can generate a relatively small voltage + UB (z. B. 15 V), from which both a low-resistance, preisgün term relay and the integrated circuits for K1 and TV can be supplied directly without a large power loss in the series resistors of the rectifier circuit, which would be the case especially at higher nominal voltages. Zener diodes ZD2 to ZD4 can be replaced by normal diodes if + UB constantly has to drive a sufficiently large load current. Then a limitation of + UB is not necessary, since the load itself determines the height of + UB.
Das Asymmetriesignal UD wird bei Fig. 2 zunächst durch Diode D5 gleichgerichtet, mit C3/R7 gesiebt und durch den +Eingang des Komparators K1 mit dem Schwellwert S am -Eingang verglichen. Übersteigt das gleichgerichtete Asymme triesignal am +Eingang den vorgegebenen Schwellwert S, so wird der Ausgang des Komparators K1 high und steuert die Zeitstufe TV an. Nach dem Ablauf der Zeitstu fe wird deren Ausgang ebenfalls high, steuert über R11 Transistor T3 an und bringt damit das Ausgangsrelais RL1 zum Anziehen.In FIG. 2, the asymmetry signal UD is first rectified by diode D5, sieved with C3 / R7 and compared with the threshold value S at the input by the + input of comparator K1. If the rectified asymmetry signal at the + input exceeds the predefined threshold value S, the output of the comparator K1 becomes high and controls the time stage TV. After the time step has elapsed, its output also goes high, controls transistor T3 via R11 and thus causes the output relay RL1 to pick up.
Beiden Ausführungen der erfundenen Schaltungsanordnung (Fig. 1 und 2) ge neinsam ist das Prinzip der 3-phasigen Gleichrichterschaltung, die die interne Be triebs- oder Versorgungsspannung +UB für das Ausgangsrelais sowie dessen An steuerelektronik bereitstellt, unabhängig ob 3, 2 oder nur 1 beliebige Phasenspan nung zur Verfügung stehen.Common to both versions of the invented circuit arrangement (FIGS . 1 and 2) is the principle of the 3-phase rectifier circuit, which provides the internal operating or supply voltage + UB for the output relay and its control electronics, regardless of whether 3, 2 or only 1 any phase voltage are available.
Natürlich kann die 3-phasige Gleichrichterschaltung grundsätzlich auch mit umge kehrter Polarität verwendet werden: Dann sind D1 bis D3 sowie bei Fig. 2 auch ZD2 bis ZD4 anders herum gepolt, UB ist negativ gegen MP und die Ansteuerschal tung wird entsprechend abgeändert.Of course, the 3-phase rectifier circuit can in principle also be used with reversed polarity: Then D1 to D3 and in Fig. 2 also ZD2 to ZD4 are polarized the other way round, UB is negative against MP and the control circuit is modified accordingly.
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19648905A DE19648905A1 (en) | 1996-11-26 | 1996-11-26 | Switching circuit for monitoring three-phase mains safety |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19648905A DE19648905A1 (en) | 1996-11-26 | 1996-11-26 | Switching circuit for monitoring three-phase mains safety |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE19648905A1 true DE19648905A1 (en) | 1998-05-28 |
Family
ID=7812785
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19648905A Ceased DE19648905A1 (en) | 1996-11-26 | 1996-11-26 | Switching circuit for monitoring three-phase mains safety |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE19648905A1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT409675B (en) * | 1999-06-04 | 2002-10-25 | Schneider Schaltgeraetebau Und | MONITORING SYSTEM FOR NH SECURITY SYSTEMS |
| DE102009000637A1 (en) * | 2009-02-05 | 2010-08-19 | Wöhner GmbH & Co. KG Elektrotechnische Systeme | Input-voltage switching device for use in fuse monitoring arrangement, has controlling device comprising transistor connected with another transistor, such that switching of latter transistor causes switching of former transistor |
| ITMI20090310A1 (en) * | 2009-03-03 | 2010-09-04 | Dino Ghilardi | APPARATUS AND METHOD OF DETECTION OF FAILURE IN A POLYPHASE DISTRIBUTION LINE |
-
1996
- 1996-11-26 DE DE19648905A patent/DE19648905A1/en not_active Ceased
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT409675B (en) * | 1999-06-04 | 2002-10-25 | Schneider Schaltgeraetebau Und | MONITORING SYSTEM FOR NH SECURITY SYSTEMS |
| DE102009000637A1 (en) * | 2009-02-05 | 2010-08-19 | Wöhner GmbH & Co. KG Elektrotechnische Systeme | Input-voltage switching device for use in fuse monitoring arrangement, has controlling device comprising transistor connected with another transistor, such that switching of latter transistor causes switching of former transistor |
| ITMI20090310A1 (en) * | 2009-03-03 | 2010-09-04 | Dino Ghilardi | APPARATUS AND METHOD OF DETECTION OF FAILURE IN A POLYPHASE DISTRIBUTION LINE |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE3109482A1 (en) | SHORT CIRCUIT PROTECTION DEVICE FOR A DC CONTROLLER | |
| DE3006565A1 (en) | CIRCUIT FOR LIMITING THE INLET CURRENT, IN PARTICULAR FOR RECTIFIERS AND MAINS | |
| DE10303246B3 (en) | Switch control circuit for switched power factor converter has signal generation circuit responding to detected critical condition for providing control signal with pulse ratio dependent on regulation signal | |
| WO2019192819A1 (en) | Method and device for operating a motor vehicle | |
| DE69032123T2 (en) | Circuit for monitoring the energy supply | |
| DE102016223264A1 (en) | breaker | |
| EP2523296A1 (en) | Switch assembly for providing excess voltage protection and method for operating same | |
| DE10144591C2 (en) | Circuit arrangement for voltage regulation | |
| DE3417481A1 (en) | Protection circuit for an accumulator | |
| EP0314681A1 (en) | Final stage of a bridge circuit. | |
| EP0970555A1 (en) | Electronic fuse | |
| DE3844442A1 (en) | BATTERY CHARGING SYSTEM WITH ERROR DISPLAY | |
| DE10301954A1 (en) | Electric power supply device installed in a vehicle | |
| WO2018054835A1 (en) | Solar module, phovoltaic system, and voltage limitation method | |
| DE19648905A1 (en) | Switching circuit for monitoring three-phase mains safety | |
| EP0339598A2 (en) | Protection circuit for capacitives loads | |
| DE69114982T2 (en) | Power supply circuit. | |
| EP3895312A1 (en) | Electronic switch with current regulation | |
| DE4330114B4 (en) | Circuit arrangement for controlling a plurality of consumers, in particular ballast for lamps | |
| DE4309974A1 (en) | Power supply circuit | |
| DE4344013C1 (en) | Electrical circuit arrangement | |
| DE2203300A1 (en) | Battery charging system for motor vehicles | |
| DE102012018411A1 (en) | Circuit arrangement, and level converter and comparator circuit for the circuit arrangement | |
| DE2801844A1 (en) | GENERATOR UNIT | |
| DE10008266A1 (en) | Device for switching controller on and off has two electronic switches, each for separate supply voltage path, logic unit with signal combination unit between the inputs and outputs |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| 8131 | Rejection |