DE2112065C2 - Differentialrelais zur Überwachung einer Wechselstromleitung gegen Erdschlüsse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Differentialrelais nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie es z. B. aus der GB-PS 11 07 879 bekannt ist.

Das bekannte Differentialrelais spricht bei einer Phasenunsymmetrie an, wie sie sich beispielsweise bei Erdschluß einer Phase ergibt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein solches Relais mit einfachen Mitteln so zu verbessern, daß auch ein allgemeiner Erdschluß, bei dem ja keine Phasenunsymmetrie auftritt, miterfaßt wird.

Diese Aufgabe wird durch ein Relais gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Eine Ausgestaltung der Erfindung ist im Anspruch 2 gekennzeichnet.

Nachfolgend wird anhand der Zeichnung ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert In der einzigen Figur ist diese Ausführungsform des erfindungsgemäßen Differentialrelais dargestellt.

Das Differentialrelais enthält einen Ringkern-Stromwandler 2, durch den alle ein geschlossenes Phasendiagramm ergebenden Leiter der zu überwachenden elektrischen Leitung hindurchgeführt sind. Die Sekundärseite 3 ist einerseits an Masse und andererseits über ein Regelpotentiometer 1, einen von zwei parallelen antipolaren Dioden 4 und 6 sowie von deren Schutzwiderstand 7 gebildeten Impulsbegrenzungskreis und einen Korrekturkreis mit Phasenvoreilung, der von einem in Reihe geschalteten Widerstand 8 und einem an Masse geschalteten Kondensator 9 gebildet wird, an den

nicht umkehrenden Eingang NI eines Differentialver-

4,i »stärkere 11 angeschlossen. ,■

Der Durchlaßbereich des Differentialverstärkers 11

■ wird durch zwei Rückkopplungsschleifen begrenzt, die zwischen den Ausgang 10 und den ^umkehrenden Eingang /des Differentialverstärkers 11 geschaltet sind.

Die erste Rückkopplungsschleife besitzt ein ÄC-Tiefpaßfilter, das in Reihe geschaltete Widerstände 12, 13, 14 und parallel geschaltete Kondensatoren 15 und 16

ι ο aufweist Sie unterdrückt die gesamte Gleichstromkomponente des Signals. Die zweite Rüekkopplungsschleife besitzt ein Hochpaßfilter, das aus einem Widerstand 18 und einem hierzu parallel geschalteten Kondensator 17 besteht Diese unterdrückt die Komponenten hoher Frequenz des Signals.

Der Differentialverstärker wird vom Netz über eine Gleichrichterbrücke 19 mit Betriebsgleichspannung versorgt, die gleichstromseitig durch zwei in Reihe geschaltete Zenerdioden 20 und 21 stabilisiert wird. Ein Kondensator 22 bzw. 23 ist zu jeweils einer Zenerdiode 20 bis 21 parallel geschaltet Die Kondensatoren 22 und 23 besitzen unterschiedliche Kapazitäten. Dies ermöglicht eine Auslösung des Differentialrelais auch dann, wenn die Speisung des Differentialverstärkers 11 aufhört, d.h. beispielsweise bei einem allgemeinen Erdschluß der zu überwachenden Wechselstromleitung.

Wechseistromseitig sind mit der Gleichrichterbrücke

19 ein Widerstand 24 und ein Kondensator 30 in Reihe geschalt-jt Die Werte dieser Bauelemente sind so gewählt, daß die Speisung des Differentialverstärkers 11 von Netzen verschiedener Spannungen aus ohne Umschaltung und mit geringem Verlust möglich ist

Der Ausgang 10 des Differentialverstärkers 11 ist mit der Spule 5 des Meßrelais über ein Tiefpaßfilter verbunden, welches ein stufenweises /?C-Filter ist, das von in Reihe geschalteten Widerständen 25 und 26 und parallel geschalteten Kondensatoren 27, 28 und 29 gebildet wird.

Wenn die zu überwachende elektrische Leitung ein Netz mit 50 Hz ist, sind die einzelnen Bauelemente der Filter so bemessen, daß der Ansprechbereich des Relais bei 3 dB auf etwa 25 Hz zentriert ist und eine Länge von etwa 60 Hz besitzt. Außerhalb dieses Bereichs wird die einzelnen Filter eine starke Schwächung bewirkt, so daß die Störimpulse, deren Frequenz weit über 100 Hz

liegen, auf das Relais keine Wirkung haben, während ein Fehlerstrom, der die Frequenz des Netzes besitzt, selbst bei sehr geringer Stromstärke das ReI iis auslöst.

Wird als Meßrelais ein elektromechanisches polarisiertes Relais benutzt, so kann die Ansprechzeit des Differentialrelais dadurch verringert werden, daß vor die Spule 5 des Meßrelais eine Gleichrichterbrücke eingesetzt wird.

Der Differentialverstärker 11 ist vorzugsweise ein als integrierte Schaltung ausgeführter Operationsverstärker. Er besitzt hierbei außerdem seine eigenen Frequenzkorrekturkreise.

Das erfindungsgemäße Differentialrelais ist besonders zweckmäßig in Schutzsystemen gegen elektrische Schläge bei direkter oder indirekter Berührung eines aktiven Leiters verwendbar.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Differentialrelais zur Überwachung einer Wechselstromleitung gegen Erdschlüsse, mit einem Stromwandler, dessen Primärkreis an die Leitung angeschlossen ist und dessen Sekundärwicklung an einen Eingang eines Differentialverstärkers führt, wobei der Ausgang dieses Verstärkers mit einem Meß- und Melderelais verbunden ist und die Betriebsgleichspannung des Verstärkers von der zu überwachenden Wechselstromleitung über eine Gleichrichter- und eine kapazitive Speicherstufe abgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherstufe aus zwei unterschiedlich großen Kondensatoren (22,23) besteht, die in Reihe zwischen den Anschlußpolen des Verstärkers (11) für die Betriebsgleichspannung angeordnet sind und deren Verbindungspunkt auf dem Bezugspotential des Verstärkers liegt

2. Differentialrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichterstufe (19) in Brückenschaltung ausgeführt ist und daß die Gleichstromseite mit der Serienschaltung zweier Zenerdioden (20, 21) stabilisiert ist, deren Mittelabgriff ebenfalls auf dem Bezugspotential des Verstärkers liegt