DE1089471B

DE1089471B - Isolationsueberwachungseinrichtung

Info

Publication number: DE1089471B
Application number: DES60661A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Rudolf Streich
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1958-11-18
Filing date: 1958-11-18
Publication date: 1960-09-22
Also published as: BE583289A

Description

Isolationsüberwachungs einrichtung Es ist bekannt, die Überwachung des Isolationszustandes nicht geerdetes Wechselstrom- oder Drehstromantagen, insbesondere in Bergwerksbetrieben unter Tage, mit Hilfe einer kleinen Gleichspannung durchzuführen. Diese Gleichspannung kann als eingeprägte Spannung mit Hilfe eines über Widerstände zwischen dem Netz und der Erde angeordneten Gleichrichters oder als aufgedrückte Spannung, die über einen Transformator und Gleichrichter erzeugt wird, dem zu überwachenden Netz selbst entnommen werden. In der Erdleitung dieser Überwachungseinrichtung werden Anzeigeinstrumente oder Relais angebracht, die Signalgeräte betätigen oder auf die Auslösespule des Netzschalters einwirken können.
An derartigen tiberwachungseinrichtungen werden nun bezüglich der Genauigkeit hohe Anforderungen gestellt. Verlangt man beispielsweise ein Ansprechen bei Absinken des Isolationswiderstandes auf wo kr mit einer Genauigkeit von +2kr, also +2O0/o, bezogen auf den Fehlerwiderstand, und bemißt man den Innenwiderstand des Meßkreises mit Rücksicht auf die Eigensicherheit des Meßkreises mit lOOkQ, so bedeutet das für die gesamte Meßeinheit eine Widerstandsänderung zwischen 108 und 112 kr, also eine Meßgenauigkeit von weniger als +2/o. In dieser Toleranz müssen nicht nur die Streuung der Werte der Bauelemente, sondern auch alle Änderungen durch wechselnde Temperaturen, Netzspannungsschwankun gen und Alterung enthalten sein. Es ist daher erforderlich, den Einfluß von Netzspannungsschwankungen auf das Meßergebnis von Isolationsüberwachungseinrichtungen der vorbeschriebenen Art weitgehend auszuschalten. Es sind deshalb bereits Vorschläge bekanntgeworden, die dem Netz entnommene Meßspannung durch Anordnung von Stabilisatoren, wie Glimmlampen, Eisenwasserstoffwiderständen od. dgl., konstant zu halten. Derartige Stabilisatoren eignen sich jedoch nicht für die Verwendung in rauhen Betrieben, wie sie Bergbaubetriebe unter Tage darstellen.
Durch die Erfindung wird nun die Aufgabe, den Einfluß von Netzspannungsschwankungen auf das Meß ergebnis bei Isolationsüberwachungseinrichtungen für nicht geerdete Wechselstrom oder Drehstromnetze, insbesondere in Bergwerksbetrieben unter Tage, unter Verwendung einer dem Netz gegen Erde oder einen Schutzleiter aufgedrückten oder eingeprägten Meßgleichspannung und eines im Überwachungskreis liegenden Meßwiderstandes auszuschalten, gelöst, ohne von Stabilisatoren Gebrauch machen zu' müssen.
Durch die Erfindung wird darüber hinaus den bekannten Isolationsüberwachungseinrichtungen gegenüber der weitere Vorteil erreicht, daß sich auf diese Weise eine in ihrer Aufgabe besonders einfache Anlage mit hoher Empfindlichkeit mit trägheitsfreiem Ansprechen und Abfallen und dabei praktisch unbegrenzter wartungsfreier Lebensdauer ergibt, wobei hohe Betriebsspannungen des Überwachungskreises vermieden sind.
Die Erfindung besteht darin, daß neben dem Meßwiderstand ein Vergleichswiderstand vorgesehen ist, dessen durch einen auf die gleiche Spannungsquelle zurückgehenden Vergleichsstrom erzeugter Spannungsabfall mit dem Spannungsabfall am Meßwiderstand zur Erzeugung einer auszuwertenden Differenzspannung in Vergleich gesetzt ist.
Die Erfindung soll nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispiels einer Einrichtung gemäß der Erfindung näher erläutert werden.
An das zu überwachende Netz 1 ist in bekannter Weise über einen Widerstand 2 eine Gleichspannung angelegt, die über den Transformator 3 und die Gleichrichteranordnungen 4 dem zu überwachenden Netz 1 entnommen wird. Der zweite Pol der Gleichspannungsquelle ist geerdet bzw. mit dem geerdeten Schutzleiter 5 der Anlage verbunden. Bei Anlagen, deren Phasen untereinander ständig galvanisch verbunden sind, genügt es unter Umständen, die Gleichspannungsquelle an eine Phase des Netzes anzuschlieBen. Im anderen Fall ist es bekannt und üblich, mit Hilfe von an die einzelnen Phasen angeschlossenen Widerständen einen künstlichen Sternpunkt zu bilden, an dem die Gleichspannungsquelle angeschlossen wird.
Bei den bekannten Isolationsüberwachungseinrichtungen dieser Art wird nun in die Erdleitung ein Anzeigeinstrument oder ein Relais eingeschaltet, das die in der Erdleitung fließenden Meßstrom überwacht und bei Auftreten von Isolationsfehlern ein Signalgerät betätigt oder unmittelbar auf den Ausschalter des überwachten Netzes einwirkt. Im Gegensatz dazu wird gemäß der Erfindung in die Erdleitung ein Widerstand eingeschaltet, und der an diesem Widerstand auftretende Spannungsabfall wird mit dem konstanten Spannungsabfall an einem Vergleichswiderstand verglichen, der über einen Transformator und Gleichrichter ebenfalls aus dein zu überwachenden Netz gespeist wird. Die Differenz der beiden Spannungsabfälle dient dann zur Beeinflussung von Anzeige- oder Schaltgeräten.
In besonders vorteilhafter Weise kann für den Vergleich der beiden Werte von Transistoren Gebrauch gemacht werden. Zu diesem Zweck ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus den Widerständen 6 und 7, die in die Erdleitung der Meßspannungsquelle 4 geschaltet sind, einerseits und den Widerständen 8 und 9, die über den Transformator 10 und Gleichrichter 11 ebenfalls an das Netz 1 angeschaltet sind, andererseits eine Art Brückenschaltung gebildet, in deren Nullzweig der Transistor 12 gelegt ist. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß die beiden zu vergleichenden Spannungsabfälle an den Widerständen 7 und 9 in der gleichen Größenordnung von beispielsweise 10 V liegen. Bei einwandfreiem Netz ist der Transistor 12 durch die gewählte Anordnung gesperrt. Bei Auftreten eines Isolationsfehlers in dem überwachten Netz wird das Basis potential des Transistors 12 nach der negativen Seite so lange verschoben, bis er das durch die Vergleichsspannung konstant gehaltene Potential des Emitters iiberschreitet. In diesem Zeitpunkt öffnet der Transistor 12 und kann - gegebenenfalls iiber einen zvrischengeschalteten Verstärker - zur Betätigung von Anzeige- oder Schaltelementen mittels des Relais 13 dienen. Durch Parallelschaltung eines Trockengleichrichters können in bekannter Weise Spannungsspitzen beim Abschalten vermieden werden.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel dient zur doppelten Verstärkung eine Transistorschaltung mit den Transistoren 14 und 15. Dabei kann wie bei dem dargestellten Beispiel zwischen dem Kollektor des Transistors 14 und der Basis des Transistors 12 ein Widerstand 16 eingeschaltet werden, der eine Art Rückkopplung darstellt und eine gegenseitige Verschiebung der Werte für das Ansprechen und das Abfallen der Anordnung bewirkt, wodurch Flattern oder Pendelungen vermieden werden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist im Emitterkreis des Transistors 15 ein Trockengleichrichter vorgesehen, um eine vollständige Sperrung zu bewirken. Weiterhin kann es zweckmäßig sein, durch Parallelschaltung eines Kondensators 17 zu dem Meßkreis die Beeinflussung der Anordnung durch der Gleichspannung überlagerte Wechselspannungen aus dem zu überwachenden Netz zu vermeiden.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist außerdem mit dem Vergleichswiderstand 9 ein regelbarer Widerstand 9' in Reihe geschaltet. Dieser regelbare Widerstand gestattet es, die Ansprechwerte der Anordnung den jeweiligen Bedürfnissen anzupassen.
PTENTANSPROCHE: 1. Einrichtung zur Ausschaltung des Einflusses von Netzspannungsschwankungen auf das Meßergebnis von Isolationsüberwachungseinrichtungen für nicht geerdete Wechsel- oder Drehstromnetze, insbesondere in Bergwerksbetrieben unter Tage, unter Verwendung einer dem Netz gegen Erde oder einen Schutzleiter aufgedrückten oder eingeprägten Meßglebichspannung und eines Uberwachungskreis liegenden Meßwiderstandes, dadurch gekennzeichnet, daß neben dem Meßwiderstand (7) ein Vergleichswiderstand (9, 9') vorgesehen ist, dessen durch einen auf die gleiche Spannungsquelle zurückgehenden Vergleichsstrom erzeugter Spannungsabfall mit dem Spannungsabfall am Meßwiderstand zur Erzeugung einer auszuwertenden Differenzspannung in Vergleich gesetzt ist.
2. Isolationsüberwachungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des Meßstromes und des Vergleichsstromes an das zu überwachende Netz angeschlossene - Gleichrichter und Transformatoren dienen.
3. Isolationsüberwachungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Spannungsvergleich eine Transistorschaltung dient.

Claims

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1 765 062.