DE2711629C2

DE2711629C2 - Verfahren und Schaltungsanordnung zum Orten von Dauererdschlüssen in Drehstromnetzen

Info

Publication number: DE2711629C2
Application number: DE2711629A
Authority: DE
Inventors: Siegfried 8881 Wittislingen Kleebaur; Ernst 8520 Erlangen Wiener
Original assignee: GOSSEN GmbH 8520 ERLANGEN
Current assignee: GOSSEN GmbH 8520 ERLANGEN
Priority date: 1977-03-17
Filing date: 1977-03-17
Publication date: 1978-12-07
Also published as: DE2711629B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Meßverfahren und eine Schaltungsanordnung zum Verwenden bei der Ortung von Dauererdanschlüssen in Drehstromnetzen mit induktiv geerdetem Sternpunkt.

Das Auffinden von Dauererdschlüssen ist mit den bekannten Methoden schwierig und zeitraubend.

So wird z. B. häufig das-Wirkleistungs-Richtungsrelais ^Μ verwendet, das an einen Summenstromwandler oder Kabelumbauwandler angeschlossen wird.

Das Wirkleistungs-Richtungsrelais liefert jedoch bei kleinen Wirkrestströmen keine sichere Anzeige mehr. Die verwendeten Wandler müssen bezüglich Bürde, Strom- und Winkelfehler genau abgestimmt werden, vermachte Netze müssen häufig in Strahlen aufgelöst werden. Auch benötigt der Suchvorgang recht viele Zeit, da mehrere Messungen jeweils erforderlich sind. Schließlich ist nachteilig, daß zur Kontrolle der richtigen Einstellung versuchsweise Erdschlüsse in dem betreffenden Netz erzeugt werden müssen.

Bekannt ist es ferner, zur Verbesserung der Meßmöglichkeiten den Erdstrom durch einen Belastungswiderstand im Erdstromkreis dauernd oder ¹^ vorübergehend zu vergrößern. Dazu wird z. B. an die Hilfswicklung der Erdschluß-Löschspule ein Belastungswiderstand geschaltet (Literatur: »Der Erdschluß im Netzbetrieb«, Seite 14—15, Siemens AG, Bestell-Nr. E141/1212).

Es stellt sich somit die Aufgabe, die Anzeige eines Dauererdschlusses während des Ortungsvorgangs zu vereinfachen und sicher zu machen, & h. letzten Endes die genannten Nachteile des vorbekannten Geräts zu vermeiden.

Die vorliegende Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß die Induktivität der Erdschluß-Löschspule periodisch geändert wird und daß die aus einem Erdschluß im Netz resultierenden periodischen Stromänderungen das Kriterium für das Vorhandensein eines Dauererdanschlusses bilden.

Drehstromnetze mit induktiv geerdetem Sternpunkt haben zwischen Sternpunkt und Erde eine Erdschluß-Löschspule (auch Petersenspule genannt), die dazu dient, einen kapazitiven Erdschlußstrom möglichst weitgehend zu kompensieren.

Um nun erfindungsgemäß die Induktivität der Erdschluß-Löschspule periodisch zu verändern, wird im Falle einer Erdschluß-Löschspule mit Sekundärwicklung an diese letztere periodisch eine Impedanz an- und abgeschaltet. Im Falle, daß keine Sekundärspule vorhanden ist, wird ein Einphasen-Umspanner parallel zur Erdschluß-Löschspule geschaltet und die Impedanz wird periodisch an den Eingang des Umspanners an- und abgeschaltet.

Wird nun die Erdschluß-Löschspule von Strom durchflossen, liegt also beispielsweise ein stationärer Erdschluß vor, so ergeben sich aus der periodisch erfolgenden Induktivitätsänderung Stromänderungen im Netz, die als Kriterium für das Vorhandensein eines Erdschlusses dienen.

Um einen Dauererdschluß zu beseitigen, muß selbstverständlich der Leitungsabschnitt, der mit Erdschluß behaftet ist, aufgefunden d. h. geortet werden. Die Ortung erfolgt dadurch, daß erfindungsgemäße Schaltungsanordnungen im Netz an geeigneter Stelle eingesetzt werden und daß zum Teil manche Leitungsstrecken aufgetrennt werden, um aus dem Ansprechen einzelner erfindungsgemäßer Schaltungsanordnungen Rückschlüsse auf die Lage des vom Erdschluß betroffenen Leitungsabschnittes ziehen zu können. Diese Art der Ortung selbst ist jedoch nicht Gegenstand der Erfindung.

Die bei erfindungsgemäßer periodischer Änderung der Induktivität der Erdschluß-Löschspule bei gegebenem Erdschluß im Netz resultierenden Stromänderungen werden durch Summenstromwandler (Stromwandler in Holmgreen-Schaltung oder Kabelumbauwandler) erfaßt, gleichgerichtet, differenziert und zur Anzeige benutzt.

Zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Meßverfahrens und der zur Durchführung dieses Verfahrens vorgesehenen Schaltungsanordnung dient die Zeichnung, in welcher F i g. 1 die Schaltung der Erdschluß-Löschspule und deren Induktivitätsänderung betrifft. In Fig.2 ist eine Schaltungsanordnung einfachster Form zur Durchführung des Meßverfahrens dargestellt. F i g. 3 zeigt eine vervollkommnete Form der Schaltung.

In Fig. 1 ist der Hochspannungstransformator 1 dargestellt, wobei die dargestellten Schaltungsarten des Trafos (Dreieck primär/Stern sekundär) nur als ein Beispiel unter mehreren Möglichkeiten aufzufassen sind. Die Sekundärseite des Trafos 1 liefert die Netzleitungen R, S, T. Der Sternpunkt der Sekundärwicklung ist über die Erdschluß-Löschspule 2 geerdet. Bei gesundem Netz hat der Sternpunkt keine Spannung

gegenüber Erde und es fließt dann demzufolge durch die Spule 2 auch kein Strom.

Liegt aber z. B. zwischen Phase Tund Erde ein Schluß vor, was in F i g. 1 durch den Blitz angedeutet wird, dann ist bekanntlich der Sternpunkt nicht spannungsfrei und es fließt ein Strom durch die Erdschluß-Löschspule 2. Bei dieser Betrachtung werden die Umladevorgänge beim Beginn eines Dauererdschlusses nicht weiter berücksichtigt

Erfindungsgemäß wird mit Hilfe eines Taktgerätes 3 eine Impedanz, und zwar vorzugsweise eine Kapazität 4, an die Sekundärwicklung der Erdschluß-Löschspule 2 oder an einen zur Erdschluß-Löschspule 2 parallelgeschalteten Einphasen-Umspanner periodisch an- und abgeschaltet. Das Taktgerät 3 schaltet selbsttätig mit einer Frequenz, die beispielsweise in der Größenordnung von 1/3 Hz liegen kann. Durch das Zuschalten einer Impedanz an die Sekundärwicklung der Spule 2 wird die induktivität der Spule geändert, was dazu führt, daß bei Stromfluß periodisch geändert wi-d, was auch eine periodische Beeinflussung der in den Netzleitungen zwischen Erdschluß-Löschspule und Fehlerstelle fließenden Ströme ergibt. Das Vorhandensein von pulsierenden Stromänderungen ist somit ein Kriterium für einen Dauererdschluß und kann zum Orten des Erdschlusses ausgewertet werden. So ist es durchaus möglich, den pulsierenden Strom mittels Summenstromwandler 5 oder auch mittels Kabelumbauwandler zu erfassen und beispielsweise mittels Meßgerät 6 zu messen. Zum Orten ist es aber einfacher, die Stromänderungen dauernd unter automatischer Kontrolle zu haben. Dazu wird die erfindungsgernäße Schaltung F i g. 2 angewendet.

Der vom Stromwandler 5 erfaßte Summenstrom, der mit der Frequenz des Taktgerätes 3 pulsiert, erhält nach Gleichrichtung und Glättung einen rechteckförmigen Verlauf. Dabei ist zu berücksichtigen, daß die Stromänderung gegenüber dem Gesamtstrom recht klein ist, und zwar liegt das Verhältnis Stromänderung zu Gesamtstrom in der Größenordnung von etwa 3 :1000 bis etwa 60 :1000. Aus diesem Grunde wird von einer Differenzierstufe 7 Gebrauch gemacht, die vom Anstiegsteil des Rechtecks einen spitzen, schmalen positiven Impuls und vom Abstiegsteil einen gleichartigen negativen Impuls liefert. Durch diese beiden Impulse wird von der Impulsformerstufe 8 wieder ein Rechteckimpuls gebildet, der unmittelbar eine Anzeigevorrichtung 9, s beispielsweise eine Leuchtdiode., ansprechen lassen kann, und zwar pulsierend mit der Frequenz des Taktgeräts 3.

Falls im Netz mit Störimpulsen gerechnet werden muß, ist es zweckmäßig, diese beispielsweise durch eine Verzögerungsstufe 10 herauszufiltern.

Im Netz der Fig. 1 könnte ein Stromfluß durch die Erdschluß-Löschspule 2 auch dann auftreten, wenn eine der drei Netzle'tungen unterbrochen wäre. Am Ansprechen der Anzeigevorrichtung 9 könnte man dann

is nicht erkennen, ob ein Erdschluß oder eine Leitungsunterbrechung vorliegt. Um letzteres selbsttätig auszuscheiden wird davon ausgegangen, daß wegen der Vermaschung der heutigen Drehstromnetze es als außerordentlich unwahrscheinlich angesehen werden kann, daß die Spannung an einer der drei Phasen ausfällt Demzufolge werden gemäß F i g. 3 an die drei Phasen R, S, Γ des Netzes drei gleich große ohmsche Widerstände 11, 12, 13 angeschlossen, deren andere Anschlüsse zu einem Sternpunkt 14 zusammengehen.

An diesem Sternpunkt 14 tritt eine Spannung dann und nur dann auf, wenn ein Erdschluß vorliegt. Diese Tatsache wird in der erfindungsgemäßen Schaltung verwendet, indem an einem UND-Gatter 15 der eine Eingang an die Verzögerungsstufe 10 und der andere Eingang an den über den Schwellwertschalter 16 gehenden Sternpunkt 14 geschaltet ist. Das UND-Glied 15 kann nur dann durchschalten, wenn an seinen beiden Eingängen gleichzeitig je ein Signal ansteht, nämlich letzten Endes das vom Summenstromwandler 5 und das vom Sternpunkt 14 herrührende Signal, also nur wenn ein Erdschluß vorliegt. Im Falle, daß die Anzeigevorrichtung 9 eine Leuchtdiode oder eine sonstige Signallampe enthält, wird diese synchron mit dem Taktgerät 3 blinken. Die Leuchtdiode kann in bekannter Weise auch ersetzt werden durch ein Relais nebst geeignetem Vorverstärker, wobei eine der üblichen Schaltungen verwendet werden kann, um das Relais zur Daueranzeige (nicht blinkend) zu bringen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Meßverfahren zum Verwenden bei der Ortung von Dauererdschlüssen in Drehstromnetzen mit induktiv geerdetem Sternpunkt, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktivität der Erdschluß-Löschspule (2) periodisch geändert wird und daß die aus einem Erdschluß im Netz resultierenden periodischen Stromänderungen das Kriterium für das Vorhandensein eines Erdschlusses bilden.

2. Meßverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mittels Taktgeber (3) eine Impedanz periodisch an die Sekundärwicklung der Erdschluß-Löschspule (2) bzw. an einem zur Erdschluß-Löschspule (2) parallelgeschalteten Einphasen-Umspanner zu- und abgeschaltet wird.

3. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanz vorzugsweise eine Kapazität (4) ist. ao

4. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im Netz resultierenden periodischen Stromänderungen mittels Summenstromwandler (5) erfaßt und einem Differenzierglied (7) zugeführt werden, dessen Ausgang an eine Impulsformerstufe (8) angeschlossen ist, deren Ausgangssignal eine Anzeigevorrichtung (9) betätigt.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der Impulsformerstufe (8) über ein Verzögerungsglied (10) an den einen Eingang eines UND-Gatters (15) und daß der über drei gleich große ohmsche Widerstände (11,12, 13) gebildete Sternpunkt (14) an einen Schwellwertschalter (16) angeschlossen isi, dessen Ausgangssignal am zweiten Eingang des UND-Gatters (15) ansteht, dessen Ausgangssignal bei gegebenem Dauererdschluß die Anzeigevorrichtung (9) periodisch ansprechen läßt.

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