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JPS63167629A - 差電流保護開閉器 - Google Patents

差電流保護開閉器

Info

Publication number
JPS63167629A
JPS63167629A JP62322647A JP32264787A JPS63167629A JP S63167629 A JPS63167629 A JP S63167629A JP 62322647 A JP62322647 A JP 62322647A JP 32264787 A JP32264787 A JP 32264787A JP S63167629 A JPS63167629 A JP S63167629A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
switch
voltage
coupling
circuit
secondary winding
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.)
Pending
Application number
JP62322647A
Other languages
English (en)
Inventor
フリツツ、ポール
デイーター、ハル
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Corp filed Critical Siemens Corp
Publication of JPS63167629A publication Critical patent/JPS63167629A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H1/00—Details of emergency protective circuit arrangements
    • H02H1/04—Arrangements for preventing response to transient abnormal conditions, e.g. to lightning or to short duration over voltage or oscillations; Damping the influence of DC component by short circuits in AC networks
    • H02H1/043—Arrangements for preventing response to transient abnormal conditions, e.g. to lightning or to short duration over voltage or oscillations; Damping the influence of DC component by short circuits in AC networks to inrush currents
    • 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
    • H02H3/26—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 responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents
    • H02H3/32—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 responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at corresponding points in different conductors of a single system, e.g. of currents in go and return conductors
    • H02H3/33—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 responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at corresponding points in different conductors of a single system, e.g. of currents in go and return conductors using summation current transformers
    • H02H3/332—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 responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at corresponding points in different conductors of a single system, e.g. of currents in go and return conductors using summation current transformers with means responsive to DC component in the fault current
    • 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
    • H02H3/26—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 responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents
    • H02H3/32—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 responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at corresponding points in different conductors of a single system, e.g. of currents in go and return conductors
    • H02H3/33—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 responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at corresponding points in different conductors of a single system, e.g. of currents in go and return conductors using summation current transformers
    • H02H3/337—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 responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at corresponding points in different conductors of a single system, e.g. of currents in go and return conductors using summation current transformers avoiding disconnection due to reactive fault currents

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  • Power Engineering (AREA)
  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分腎〕 本発明は、トランスダクタ回路の原理による差電流保護
開閉器に関する。
〔従来の技術〕
二次巻線が複素および主として容置性の測定インピーダ
ンスと直列に矩形波発生器に接続されており、この直列
回路の１つの取出し点に評価回路が接続されており、こ
の評価回路が引外し装置およびラッチ装置を介して開閉
接点装置を駆動する差電流保護開閉器はドイツ連邦共和
国特許出願公開第２４２４９５９号明細書から公知であ
る。
このような差電流保護開閉器ではトランスダクタ回路ま
たは相変流器の二次巻線が印加された高周波の交流電圧
により飽和限界の近くまで交流磁化される。−次巻線を
通って差電流が流れると、相変流器のなかに、印加され
た磁界と同一方向に変流器の飽和限界を超過する磁界が
重畳され、従って二次巻線の誘導性インピーダンスが小
さくなる。そのときに二次巻線に対して直列に配置され
ている測定インピーダンスのなかに、矩形波発生器によ
り基準電位にくらべて高い電位が生ずる。
その際に測定インピーダンスにおける電圧振幅も高くな
り、従って評価回路のなかでこの電圧振幅が設定された
しきい電圧と比較され、またしきい電圧の超過の際に引
外し装置が能動化し、また監視すべき導線が遮断される
。このような差電流保護開閉器はすべての種類の障害電
流に、すなわち交流電流のほかに直流電流成分を有する
障害電流および平滑な直流障害電流にも応答する。すな
わち、このような差電流保護開閉器は交直双方の電流に
対して敏感である。
複素および主として容量性の測定インピーダンスにより
、矩形波発生器の周波数に調和しｔ、相変流器からの熱
が容易に導き出され得るように少数の一次巻線ですませ
ることができ、それにより占有場所を小さくてすませ、
また小形の保護開閉器を構成することができる（ドイツ
連邦共和国特許出願公開第３４２４９５９号明細書）。
このような敏感な差電流保護開閉器では、サージ電圧ま
たはサージ電流の際にも誤用外しをする傾向があるとい
う問題が生ずる。サージ電流の際の誤用外しを回避する
ため、電圧制限および後続の積分を行うことは公知であ
る（ドイツ連邦共和国特許出願公開第３４２４９５９号
明細書）、そのだめに二次巻線と測定インピーダンスに
直列に接続されている減衰抵抗との間の接続点と基準電
位との間にツェナーダイオードが挿入されている。
それでもなおサージ電流の際の誤用外しの回避は時とし
て満足に行われない。
本発明は、強磁性材料では約１０ないし３０ｍ５のオー
ダーの短い時間中の高い飽和磁化は定常的な作動にくら
べて高められた残留磁気を後に残すという認識に基づい
ている。さて、二次巻線の誘導性インピーダンスが高め
られた残留磁気の間は低められ、従ってまた測定インピ
ーダンスにおける電圧信号が高くなるので、保護開閉器
が引外し得ることが判明している。別の公知の差電流保
護開閉器においても、遠方での雷撃および電力系統の開
閉サージにより惹起されるサージ電流の抑制が行われて
いる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明の目的は、サージ電流の際に誤用外しを生じない
ように一層確実に保護されている差電流保護開閉器を提
供することである。
ｒ問題点を解決するための手段〕 この目的は、本発明によれば、評価回路が、サージ電流
またはサージ電圧に応答するセンサにより応答時間の間
はセンサにより制御される阻止装置により引外しを阻止
されることにより達成される。
（作用効果〕 それにより従来とは異なり、サージ電流またはサージ電
圧の放流またはその続流の減衰が行われるのではなく、
サージ電流またはサージ電圧が保護開閉器の引外しを阻
止するために直接に利用される。それによりサージ電流
によるあらゆる種類の誤用外しが防止されることが保証
されている。
阻止は、二次巻線と引外し装置との間の信号処理が中断
されることにより行われる。
〔実施態様〕
本発明の１つの実施態様例によれば、評価回路は、整流
および積分要素から成る第１の段とじきい値スイッチか
ら成る第２の段とを有し、両段の間に基準電位に接続可
能な結合スイッチがセンサおよび阻止装置として接続さ
れており、この結合スイッチが矩形波発生器と測定イン
ピーダンスとの間から取出された電位により制御される
。結合スイッチは、その制御回路がサージ電流に対する
セーンサとして作用し、またその動作出力端において第
１の段の積分要素のコンデンサを放電させる光結合器で
あってよい、その後は第２の段のなかのしきい値スイッ
チが応答し得ないので、評価回路はセンサの応答により
、光結合器が再びその動作出力端の間を阻止されるまで
、阻止されている。
光結合要素は、制御側と動作側との間で完全な電位分離
が行われているので、高いサージ電流も二次側への電圧
移行に通じ得ないという利点を有する。すなわち光結合
要素は非常に高いサージ電流および非常に急峻なサージ
電流に対するセンサとして適している。
結合スイッチは、矩形波発生器と二次巻線との間から取
出された電位と基準電位との間の電圧の結果として流れ
る電流により制御される光結合装置により動作し得る。
電位は二次巻線と光結合要素に対する減衰抵抗との間か
らも取出され得る。
制御電位が二次巻線における差電圧として取出され、ま
た結合スイッチに二極で供給されるならば、サージ電流
に起因する一層大きな信号変化分を結合スイッチの制御
のために利用することができる。それにより、一層小さ
なサージ電流の際にも差電流保護開閉器の誤用外しが回
避され得る。
結合スイッチは光結合要素の制御回路のなかに二路整流
器、電圧しきい、ＲＣ要素および記憶コンデンサならび
に電流＃１ＩＩＪ限抵抗から成る回路を有し、また光結
合要素の負荷回路のなかに電流または電圧制限器を有し
′ζいてよい、この出力端は整流器および積分要素と評
価回路のしきい値スイッチとの間に接続されている。も
し光結合要素が応答していれば、積分要素のコンデンサ
は電流または電圧制限器を介して放電され、また評価回
路のしきい値スイッチは阻止時間の間は応答し得ない。
〔実施例〕
以下、図面に示されている実施例により本発明を一層詳
細に説明する。
第１図による保護開閉器は、トランスダクク回路または
相変流器の制御回路の一次巻線３および４をそれぞれ形
成する外線１および中性線２を監視する。−次巻線３お
よび４は単に相変流器を貫通する外線！および中性線２
として構成されていてよい、矩形波発生器５が増幅器６
を介してトランスダクタ回路または相変流器の二次巻線
７と接続されている。二次巻線７の出力端に直列に減衰
抵抗８および複素および主として容量性の測定インピー
ダンス９が接続されている。測定インピーダンス９の第
２の端子は基準電位、実施例では零電位に接続されてい
る。測定インピーダンス９は主としてコンデンサであっ
てよい、抵抗はコンデンサの副効果として生じ得る。
二次！［７と測定インピーダンス９との間の取出し点に
、実施例では二次巻線７の減衰抵抗８の後に、評価回路
１０が接続されている。この評価回路は直列に主として
整流および積分要素１０１から成る第１の段と、その後
に接続されているしきい値スイッチ１０２から成る第２
の段とを有し、しきい値スイッチ１０２の後に評価要素
１０３が接続されている。動作出力端で一方では基準電
位と他方では整流および積分要素１０１としきい値スイ
ッチ１０２との間の接続点に接続されている結合スイッ
チ１９が応答しないならば、障害電流の際に評価要素１
０３は引外し装ｒｏｌｌを応答させず、従って作用連結
部１３およびランチ１２を介して、保護すべき導線中の
接点装置１４は開かれる。
図示されている回路でセンサおよび阻止装置とし”ζ作
用する結合スイッチ１９は制御側で、実線で示されてい
る実施例によれば、二次巻線７と減衰抵抗日との間に接
続されている。破線で示されている実鵬例によれば、結
合スイッチ１９は制御側で増幅器６と二次巻線７との間
に接続されている。二次巻線に対して並列に接続されて
いるフィルタ要素、実施例では並列に接続されている電
圧制限器を有する低域通過フィルタ２０は結合スイッチ
１９からの低い周波数を有する二次信号を分離するので
、差電流保護開閉器は直ちに引外し得る。それに対して
、通常は誤用外しに通ずる高い周波数を有するサージ電
流の際には、評価回路ＩＯが阻止される。第１図に破線
で示されζいる第２の実施例によれば、フィルタ要素２
ｏと破線で示されている導線の端子との間の実線で示さ
れζいる接続線が断たれている。
制御側で結合スイッチにサージ電流が供給されると、結
合スイッチはその動作出力端を介して整流および積分要
素１０１のなかのコンデンサを放電させ、従って評価回
路１０のしきい値スイッチ１０２は応答し得ない、従っ
て引外し装置１１は誤って駆動され得ない。
差電流保護開閉器の第２図による二次回路中で結合スイ
ッチ１９は下記のように構成されている。
直列に三路整流器１９１と、！ｌ１節範囲内の差電流の
際に応答を阻止する電圧しきい１９２、たとえばツェナ
ーダイオードと、記憶コンデンサ４ａするＲＣ回路１９
３と、電流制限器１９４、たとえば抵抗と、光結合要素
１９５と、整流および積分要素１０１のコンデンサの放
電回路内の電流または電圧制限器１９６とが接続されて
いる。
三路整流３１９１は、二次側にサージ電流により発生さ
れた正または負の電圧ピークが同一の仕方で処理され、
また評価回路１０の同種の阻止に通ずるようにする。
記憶コンデンサを有するＲＣＩＩｊＢ１９３内のコンデ
ンサと電流制限器１９４とを適当に選定するごとにより
、光結合要素１９５、たとえば発光ダイオードを通って
電流が流れる時間は１ｍｓよりも好ましくは短くまたは
それに等しい時間に設定され得る。この時間中、整流お
よび積分要素１０１のコンデンサは充電および放電状態
に保たれる。
数ｍｇの時間への制限は、評価回路１０が不可欠な時間
よりも長く阻止された状態にとどまらないことを保証す
る。追加的にしきい値スイッチ１０２に対する阻止時間
は、整流および積分要素１０１の放電回路内に電流また
は電圧制限器１９６が挿入されるならば、減ぜられ得る
。それによりコンデンサは制限器により定められた電圧
に光結合要素、たとえばホトトランジスタの導通電圧を
加えた電圧にとどまる。それよりも低い電圧にコンデン
サは放電しない。
もしフィルタ要素２０に電圧制限器が並列に接続されて
いれば、結合スィッチ１９自体は外部のサージ電流およ
び過電圧による破壊から保護される。同時にその他の電
子部品も保護される。
第３図による結合スイッチ１９はその２つの両制御導線
により二次巻線７に、これが端子の間に位置するように
接続されている。それに対して、第１図による実施例で
は第２の制御導線は基準電位と接続されている。
【図面の簡単な説明】
第１図は２種類の結合スイッチを有する差電流保護開閉
器のブロック回路図、第２図は相変流器の二次回路中の
結合スイッチの実施例を保護開閉器の評価回路と結び付
けて示すブロック回路図、第３図は第１図による差電流
保護開閉器の別の実施例を示すブロック回路図である。 １・・・外線、２・・・中性線、３．４・・・−次巻線
、５・・・矩形波発生器、６・・・増幅器、７・・・二
次巻線、８・・・減衰抵抗、９・・・測定インピーダン
ス、１０・・・評価用電子回路、１１・・・引外し装置
、１２・・・ラッチ、１３・・・作用連結部、１４・・
・開閉接点装置、１９・・・結合スイッチ、２０・・・
電圧制限器および低域通過フィルタ、１０１・・・整流
および積分要素、１０２・・・しきい値スイッチ、１０
３・・・評価要素、１９１・・・三路整流器、１９２・
・・電圧しきい、１９３・・・記憶コンデンサを有する
ＲＣ要素、１９４・・・電流制限器、１９５・・・光結
合要素、１９６・・・整流および積分要素１０１のコン
デンサの放電回路内の電流または電圧制限器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １）トランスダクタ回路の原理による差電流保護開閉器
    であって、その二次巻線（７）が複素および主として容
    量性の測定インピーダンス（９）と共に直列に矩形波発
    生器（５）に接続されており、この直列回路の１つの取
    出し点に評価回路（１０）が接続されており、この評価
    回路が引外し装置（１１）およびラッチ装置（１２）を
    介して開閉接点装置（１４）を駆動する差電流保護開閉
    器において、評価回路（１０）が、サージ電流またはサ
    ージ電圧に応答するセンサにより応答時間の間はセンサ
    により制御される阻止装置により引外しを阻止されるこ
    とを特徴とする差電流保護開閉器。 ２）評価回路（１０）が、整流および積分要素（１０１
    ）から成る第１の段としきい値スイッチ（１０２）から
    成る第２の段とを有し、両段の間に基準電位に接続可能
    な結合スイッチ（１９）がセンサおよび阻止装置として
    接続されており、この結合スイッチが矩形波発生器（５
    ）と測定インピーダンス（９）との間から取出された電
    位により制御されることを特徴とする特許請求の範囲第
    １項記載の保護開閉器。 ３）結合スイッチ（１９）が、矩形波発生器（５）と二
    次巻線（７）との間から取出された電位と基準電位との
    間の電圧の結果として流れる電流により制御される光結
    合装置（１９５）により動作することを特徴とする特許
    請求の範囲第２項記載の保護開閉器。 ４）結合スイッチ（１９）が、二次巻線（７）と測定イ
    ンピーダンス（９）の前の減衰抵抗（８）との間から取
    出された電位と基準電位との間の電圧の結果として流れ
    る電流により制御される光結合装置（１９５）により動
    作することを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の保
    護開閉器。 ５）結合スイッチ（１９）が制御側で二極に二次巻線（
    ７）と接続されており、またこれがその端子の間を閉じ
    ることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の保護開
    閉器。 ６）光結合要素（１９５）の制御回路のなかに二路整流
    器（１９１）、電圧しきい（１９２）、ＲＣ要素および
    記憶コンデンサ（１９３）および電流制限抵抗（１９４
    ）から成る回路が挿入されており、また光結合要素（１
    ９５）の負荷回路のなかに電流または電圧制限器（１９
    ６）が挿入されていることを特徴とする特許請求の範囲
    第４項記載の保護開閉器。
JP62322647A 1986-12-22 1987-12-18 差電流保護開閉器 Pending JPS63167629A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3643981.9 1986-12-22
DE3643981A DE3643981C2 (de) 1986-12-22 1986-12-22 Differenzstromschutzschalter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS63167629A true JPS63167629A (ja) 1988-07-11

Family

ID=6316929

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62322647A Pending JPS63167629A (ja) 1986-12-22 1987-12-18 差電流保護開閉器

Country Status (6)

Country Link
US (1) US4860146A (ja)
EP (1) EP0273255B1 (ja)
JP (1) JPS63167629A (ja)
AT (1) ATE66102T1 (ja)
DE (3) DE3643981C2 (ja)
ES (1) ES2023400B3 (ja)

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