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Die Erfindung betrifft ein Messverfahren zur Ortung von Dauererdschlüssen in Drehstromnetzen mit induktiv geerdetem Sternpunkt, wobei die Induktivität einer Erdschluss-Loschspule periodisch geändert wird und die aus einem Erdschluss im Netz resultierenden Stromanderungen durch Or- tungseinrichtungen erfasst werden und das Kriterium für das Vorhandensein eines Erdschlusses bilden.
Das Auftreten von Erdschlussverbindungen - also zumindest einpoligen Erdverbindungen - in Drehstromnetzen ist unerwunscht, da aufgrund derartiger Erdfehler eine Spannungsüberhöhung in den "gesunden", d h nicht geerdeten, Leitungsbereichen und somit die Gefahr eines nochmaligen Erdschlusses mit Kurzschlusswirkung besteht
Zur Erfassung von Erdschlussen werden im allgemeinen Erdschluss-Melderelais sowie Erdschluss-Richtungsrelais eingesetzt
Aus der DE-PS 27 11629 ist ein Verfahren zur Ortung von Erdschlüssen in Drehstromnetzen mit induktiv geerdetem Sternpunkt bekannt Hierbei wird die Induktivität einer zwischen Sternpunkt und Erde angeschlossenen Erdschluss-Loschspule, welche zur Kompensation eines kapazitiven Erdschlussstroms dient,
durch periodisches An- und Abschalten der mit der Sekundärwicklung der Erdschluss-Löschspule verbundenen Impedanz bewirkt Ersatzweise kann auch ein Einphasen-Umspanner parallel zur Erdschluss-Loschspule geschaltet werden und die Impedanz periodisch dem Eingang des Umspanners zu-/abgeschaltet werden
Im Falle eines Erdschlusses wird nun die Erdschluss-Loschspule von Strom durchflossen und es ergeben sich somit aufgrund der periodisch erfolgenden Induktivitatsanderung der ErdschlussLoschspule Stromanderungen im Drehstromnetz,
welche durch Einsatz erfindungsgemasser Schaltanordnungen an geeigneten Stellen des Drehstromnetzes schrittweise geortet werden konnen
Die durch Zu-/Abschaltung der Impedanz bewirkte Anderungen der Induktivität der ErdschlussLoschspule erfolgt periodisch und zeitlich symmetrisch durch einen Taktgeber Im Falle eines Erdschlusses wird nun an den beschriebenen erfindungsgemassen Schaltungsanordnungen (insbesondere durch Summenstromwandler) erfasst, gleichgerichtet und geglättet, so dass sich ein symmetrischer, rechteckiger Taktsignalverlauf ergibt
Dieses soeben beschriebene Messverfahren eignete sich insbesondere zum Auffinden von Erdschlussen niedriger Impedanz Im Falle von hochohmigen Erdschlussen (also Erdschlüssen hoher Impedanz) kann das vorgeschlagene Messverfahren zu Fehlanzeigen fuhren,
da durch einen hohen erheblichen Spannungsabfall an der Stelle des Erdschlusses eine sich im Rhythmus des Taktsignals andernde Spannung an der Erdschluss-Loschspule einstellt Dies bewirkt, dass sich in "kranken" - also geerdeten - wie auch in "gesunden" - also nicht geerdeten Leitungsabschnitten das Taktsignal feststellen lasst, womit also eine Unterscheidung von geerdeten bzw nicht geerdeten Leitungsabschnitten nicht mehr möglich ist
Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, ein Messverfahren zur Ortung von Erdschlussen in Drehstromnetzen durch periodische Anderung der Induktivität einer Erdschluss-Löschspule dergestalt zu verändern, dass auch Erdschlüsse höherer Impedanz (sogenannte hochohmige Erdschlüsse) geortet werden konnen.
Die Aufgabe wird durch den kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelost
Als Kern der Erfindung wird es angesehen, die zur Anderung der Induktivität der ErdschlussLoschspule an die Sekundärwicklung der Erdschluss-Löschspule bzw an den Eingang eines parallel zur Erdschluss-Loschspule geschalteten Umspanners anschliessbare Impedanz zeitlich asymmetrisch zu- bzw abzuschalten
Dies wird dadurch erreicht, dass der durch einen Taktgeber gesteuerte Schaltungsvorgang zur Zu-/Abschaltung der Impedanz unterschiedliche Offen- bzw Geschlossenzeiten aufweist
Durch das erfindungsgemässe Messverfahren ist sichergestellt, dass an der Ortungseinrichtung im Drehstromnetz allein in solchen Leitungsabschnitten ein - nun zeitlich asymmetrisch verlaufendes - Taktsignal festgestellt werden kann, welche einen Erdschluss aufweisen.
Durch das geschilderte zeitlich asymmetrische Zu-/Abschalten der Impedanz und der hierdurch bewirkten Änderungen der Induktivität der Erdschluss-Löschspule sowie durch eine standige, geringfugige Überkompensation (also zu jedem Zeitpunkt vorliegender Aufhebung) des kapazitiven Erdschlussstromes durch einen induktiven Löschstrom aufgrund einer im Erdschlussfall an der Erdschluss-Loschspule auftretenden Spannung wird sichergestellt, dass auch im Falle eines hochohmigen Erdschlusses eine sichere Ortung des Erdschlusses durch erfindungsgemässe Schal-
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tungsanordnungen stattfindet.
Gemäss einer weiteren Ausbildung der Erfindung, bei der durch einen Taktgeber eine Impedanz periodisch an die Sekundärwicklung der Erdschluss-Löschspule bzw. an einem zur ErdschlussLöschspule parallel geschalteten Einphasen-Umspanner zu- und abgeschaltet wird, kann vorgesehen sein, dass die Zu- und Abschaltung der Impedanz zeitlich asymmetrisch erfolgt, wobei in weiterer Ausbildung der Erfindung die Impedanz vorzugsweise eine Kapazität sein kann.
Durch die Zu- und Abschaltung einer Kapazität an die Sekundärwicklung der ErdschlussLöschspule oder eines Einphasen-Umspanners kann der aus Netz- und Löschspule gebildete Schwingkreis periodisch bestimmt werden. Da der modulierte Strom im Falle eines "satten" Erdschlusses nur über den kranken Leiter zum Erdschlussort fliesst, können geeignete Einrichtungen den Weg des E-Spulenstromes verfolgen und so den Erdschluss einkreisen.
Weiters betnfft die Erfindung eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens, wobei die im Netz resultierenden periodischen Stromanderungen mittels Summenstromwandler erfasst und einer Signalvorverarbeitungsstufe zugeführt werden, der Ausgang an einen A/D-Wandler mit nachfolgendem Mikroprozessor angeschlossen ist, dessen Ausgangssignal ein Anzeigeelement betätigt und bei der erfindungsgemäss vorgesehen ist, dass die im Netz resultierenden periodischen Stromänderungen zeitlich asymmetrisch erfolgen.
Die auf diese Weise erzielte asymmetrische Taktung ist in jenen Fällen von Bedeutung, in denen es einen hochohmigen Erdschluss zu orten gilt Durch die Phasenumkehr des Taktstromes in den gesunden Abzweigen im Vergleich zu dem kranken, fehlerbehafteten Leiter, können selbst hochohmige Erdschlüsse sicher erkannt werden. Im Falle einer symmetrischen Taktung ist diese Unterscheidung nicht möglich und hochohmige Erdschlüsse sind prinzipiell nicht ortbar
Die Punktionsweise des erfindungsgemässen Messverfahrens sowie der zugehörigen erfindungsgemässen Schaltungsanordnung sind anhand von Schaltbildern näher erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 ein Schaltbild eines Drehstromnetzes mit einem Erdschluss in der Hauptleitung,
Fig. 2 ein Schaltbild eines Drehstromnetzes mit einem Erdschluss in der Stichleitung und
Fig. 3 eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemässen Messverfahrens.
Aus Fig. 1 ist die in einen Einphasen-Umspanner integrierte Erdschluss-Löschspule 2 ersichtlich, deren Induktivität durch zeitlich asymmetrische, durch den Taktgeber 3 gesteuerte, Zuschaltung der als Kapazität 1 ausgeführten Impedanz erfolgt. In der Hauptleitung des Drehstromnetzes liegt nun ein durch das Blitzzeichen gekennzeichneter (hochohmiger) Erdschluss vor, welcher zu orten ist. Aufgrund des vorliegenden Erdschlusses treten im Drehstromnetz zeitlich asymmetrisch verlaufende Stromänderungen auf, welche durch den Stromwandler 4, der in Holmgren-Schaltung ausgeführt ist und z B mit dem Messgerät 5 versehen ist sowie der Ortungseinrichtung 6, welche z. B. als Umbauwandler ausgeführt ist, festgestellt. Die ebenfalls z B als Umbauwandler ausgeführten Ortungseinrichtungen 7 bzw 8 in der Stichleitung geben keine Meldung ab.
Damit ist ersichtlich, dass ein Erdschluss in der Hauptleitung des Drehstromnetzes nach der Ortungseinrichtung 6 vorliegt Falls kein Erdschluss vorliegt, fliesst auch - sonstige Mängelfreiheit des Drehstromnetzes vorausgesetzt - kein Strom durch die Erdschluss-Loschspule. Es erfolgt damit auch keine durch den Taktgeber 3 sowie die Impedanz 1 verursachte zeitlich asymmetrische Stromänderung, welche durch den Stromwandler 4 oder eine der Ortungseinrichtungen 6,7, 8 festgestellt werden könnte
Wie in Fig 2 angedeutet, kann der - wiederum durch Blitzzeichen symbolisierte - Erdschluss auch in der Stichleitung eines Drehstromnetzes auftreten In diesem Fall fliesst nun wiederum durch die Erdschluss-Löschspule 2 ein aufgrund der Wirkungsweise des Taktgebers 3 und der Zuschaltung der Impedanz 1 zeitlich asymmetrisch verlaufender Strom,
welcher nun im Stromwandler 4 (wiederum in Holmgren-Schaltung ausgeführt) sowie Ortungseinrichtung 7 festgestellt wird Die Ortungseinrichtungen 6 und 8 sprechen nicht an Damit ist der Erdschluss einwandfrei geortet und muss in der Stichleitung zwischen den Ortungseinrichtungen 7 und 8 liegen Hierbei ist eine strahlenförmige Struktur des Drehstromnetzes vorausgesetzt
Im Falle eines Erdschlusses auftretende zeitlich asymmetrisch verlaufende Stromänderungen können nun zum einen durch ein Messgerät 5 (vgl. Fig. 1 und 2) oder eine erfindungsgemässe Schaltungsanordnung nach Fig 3 festgestellt werden
Hierbei wird die vom Stromwandler 4 erfasste zeitlich asymmetrische Stromänderung, welche nach der Vorgabe des Taktgebers 3 pulsiert zunächst durch eine Signalvorverarbeitungsstufe 9 ausgefiltert.
Dieser Signalvorverarbeitungsstufe sind ein A/D-Wandler 10 und ein Mikroprozessor
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11nachgeschaltet. Der Mikroprozessor 11bewertet die Form und die Phasenlage der Eingangsgrösse.