CH419310A - Verfahren und Anordnung zur Erfassung von Fehlern in elektrischen Netzwerken - Google Patents

Description

      Verfahren    und Anordnung     zur    Erfassung von     Fehlern    in elektrischen     Netzwerken            Es    ist bekannt,     ,zur    Erfassung von Fehlern in  elektrischen Netzwerken zwei Spannungen zu ver  wenden, von denen die eine der Spannung an dem  Netzwerk und die andere dem Strom in dem Netz  werk proportional ist. Dabei kann aus diesen beiden  Spannungen .auf verschiedene Weise - beispielsweise  sei auf den den Phasenwinkel     zwischen    den beiden  Spannungen     auswertenden        Koinzidenzschutz    hinge  wiesen - ein Meldekriterium gewonnen wenden.

   Im  Rahmen     ider    Erfindung soll unter einer Meldung  nicht nur eine optische oder .akustische     Anzeige,        son-          ,dern    beispielsweise auch -ein Signal verstanden wer  den, ;das zur Auslösung einer :Schutzeinrichtung oder  zum     Auslösen    eines }dem     aufgetretenen    Fehler entge  genwirkenden Vorganges benutzt wird.  



  Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein  neues, vorteilhaftes Verfahren zur     Erfassung    von  Fehlern in elektrischen     Netzwerken    zu schaffen, bei  dem zwei Spannungen, von denen die eine der Span  nung an dem Netzwerk und die andere dem Strom in  dem     Netzwerk    proportional ist, zur Gewinnung eines  Meldekriteriums benutzt wenden.

   Das Verfahren ist  dadurch gekennzeichnet, dass     .erfindungsgemäss    der  Wert einer der beiden Spannungen für eine vorbe  stimmte Zeitdauer auf der Höhe des Scheitelwertes  dieser Spannung gehalten wird, dass innerhalb dieser       Zeitdauer    .ein Vergleich der     Momentanwerte    der an  deren der beiden Spannungen mit dem genannten       Scheitelwert    vorgenommen und dass eine     Meldung     dann bewirkt wird,

   wenn die     Differenz        zwischen    den       Momentanwerten    und dem     genannten    Scheitelwert  während der vorbestimmten Zeitdauer ein bestimm  tes Vorzeichen     annimmt.     



  Wie aus ,dem in Figur 1 schematisch dargestellten  beispielsweisen Verlauf der beiden 'zur Gewinnung  des Meldekriteriums     benutzten    Spannungen ersicht-    lieh und im folgenden erläutert, besitzt das     erfin-          dungsgemässe    Verfahren besonders günstige Eigen  schaften hinsichtlich Richtungsselektivität und Unab  hängigkeit vom Phasenwinkel zwischen den beiden       Spannungen,        id.    h.     letztlich    dem     Phasenwinkel    zwi  schen der Spannung an dem zu überwachenden Netz  werk und dem Strom in diesem Netzwerk.  



  Im Beispiel der Figur 1 ist     angenommen,    dass  während der Zeitdauer T1 der Wert der spannungs  proportionalen Spannung     u1    auf dem Scheitelwert  gehalten und die     Momentanwerte    der .strompropor  tionalen Spannung u2 mit ;dem Scheitelwert vergli  chen werden.

   Eine Meldung wird nach dem     erfin-          dungsgemässen    Verfahren dann hervorgerufen, wenn  die     Momentanwerte    -der stromproportionalen Span  nung u2 irgendwann während der vorbestimmten       Zeitdauzr        T1        grösser    als der Scheitelwert der Span  nung u 1 werden,     d.        h..    wenn ;die     während        ider    positi  ven Halbwellen der     spannungsproportionalen    Span  nung     u1        auftretende    Differenz zwischen .den     Momen:

  -          tanwerten    und dem     gemannten    Scheitelwert während  der     vorbestimimten        Zeitdauer    positiv wird. Da näm  lich     beispielsweise    ein     Kurzschluss    in     idem    zu über  wachenden Netzwerk eine     Vergrösserung    des Stro  mes und einen Zusammenbruch der Spannung zur  Folge hat, übersteigt in :diesem Fall unter Berück  sichtigung der     Auslösebedingungen    ;

  bei .dem erfin  dungsgemässen Verfahren der     Momentanwert    der  stromproportionalen     Spannung    u2 den Scheitelwert  der     spannungsproportionalen    Spannung     u1.     



  Sofern     zwischen    der     spannungsproportionalen     Spannung     u1    und der     stromproportionalen    Spannung  <I>u2</I> eine     derart        grosse    Phasenverschiebung     9p    auftritt,       dass    die eine     positiv-,

      Differenz zwischen den       Momentanwerten    der     stromproportionalen    Spannung  u2 einerseits und dem     Scheitelwert    der spannungs-           proportionalen    Spannung     u1        andererseits        zur    Folge  habenden     Momentanwerte    der     stromproportionalen     Spannung u2 erst .ausserhalb der     vorgegebenen)    Zeit  dauer     T1        nuftreten,    erfolgt     keine    Meldung.

       Anderer-          seits    ist es aber für     die        Gewinnung    einer Meldung  gleichgültig, ob )die die     positive        Differenz        verursia-          chenden        Momentanwerte    der stromproportionalen       Spannung        .u2        zu    Beginn oder am Ende der,

   vorgege  benen Zeitdauer     T1        oder-        irgendwann    innerhalb die  ser Zeitdauer     auftreten.    In dem     in        Figur    1 angenom  menen Fall einer Speicherung des     Scheitelwertes    der  Spannung     u1    für 90      elektrisch        kann    also, wenn man  den durch den Scheitelwert gegebenen maximalen       Stromwert    der     stromproportionalen    Spannung u2     als     wesentlich     für        idie    Erzeugung der Meldung ansieht,

    -der Phasenwinkel zwischen der     spannungsproportio-          nalen    Spannung     u1        einerseits    und der strompropor  tionalen Spannung u2     andererseits        zwischen    0 und  90  liegen, ohne dass die     Wirkungsweise    und     (die    Zu  verlässigkeit des     erfindungsgemässen        Verfahrens    be  einträchtigt wenden.  



  Andererseits ermöglicht das     erfindungsgemässe     Verfahren, wie bereits bemerkt, den Vorteil der       Richtungsselektivität,    der insbesondere     dann;    ersicht  lich wird, wenn man die gestrichelt in Figur 1     einge-          zeichnete    Kurve für u2 bei     einem        Phasenwinkel        T    =  180  betrachtet.

   Man     erkennt,        dass    jetzt bei einer in  folge     Vorkegens    eines Fehlers     vergrösserten    strom  proportionalen Spannung u2 ihre     Momentaawerte,     selbst wenn sie     betragsmässig    grösser     als;

      der Schei  telwert der spannungsproportionalen     Spannung        u1     sind,     dennoch    keine Meldung     hervorrufen,        weil    die       Differenz    zwischen     diesen        Momentanwerten    und dem  genannten     Scheitelwert    während der     vorbestimmten          Zeitdauer        T1        infolge        (p    = 180      negativ    ist.

   Auch bei       9p    = 90      (strichpunktierte    Kurve)     erfolgt        in,    dem Bei  spiel nach Figur 1     keine    Meldung.  



  Diese Richtungsselektivität lässt sich, wie aus  dem Vorhergehenden folgt, durch Änderung der vor  gegebenen Zeitdauer     T1        ebenfalls        verändern,    da der       betrachtete    Fall     (p   <I>=</I> 180  der     Extremfall    ist.

   An     dien          ser    Stelle sei bemerkt, dass     verständlicherweise        im          Gegensatz    zu dem Beispiel nach Figur 1 auch der  Wert der stromproportionalen Spannung für eine  vorgegebene     Zeitdauer    auf der Höhe ihres Scheitel  wertes gehalten und dementsprechend während     dieser     Zeitdauer die     Momentanwerte    der     spannungspropor-          tionalen        Spannung    mit dem genannten Scheitelwert  verglichen wenden können.     In:

          diesem    Falle wird     einte     Meldung während der positiven Halbwelle der strom  proportionalen     Spannung    dann erzeugt, wenn die       Differenz    zwischen dem genannten     Scheitelwert    und  den     Momentanwerten    der     spannungsproportionalen     Spannung     irgendwann    während     der    vorgegebenen  Zeitdauer negativ, d. h. der Scheitelwert der strom  proportionalen Spannung grösser als der Momentan  wert der spannungsproportionalen Spannung wird.

    Es soll aber zwecks     Vereinfachung    der Darstellung   im folgenden, ohne dass hierdurch eine Beschrän  kung ,ausgesprochen     wind,    der Fall .betrachtet werden,    dass der Wert der spannungsproportionalen     Span:-          nung    für die vorgegebene Zeitdauer auf der Höhe  ihres Scheitelwertes gehalten und durch     Vergleich        mit          Iden        Mo:mentanwerten    der stromproportionalen:

       Span-          nung    die     Differenz    zwischen     Iden        Momentanwerten     und     dem        genannten        Scheitelwert    gebildet wird.  



  In dem in     Figur    1     )diagrammatisch    dargestellten  Verfahren ist weiterhin .angenommen, dass sowohl  bei der     positiven        .als    auch )bei der negativen Halb  welle     (der        spannungsproportionalen        Spannung    ein  Vergleich vorgenommen wird.

   Ganz allgemein ge  sprochen stellt also Figur 1 ein Verfahren dar, bei dem  der     Wert        der        einem,    der beiden Spannungen -     u)      bei der positiven und der negativen Halbwelle die  ser     :

  Spannung        für    je eine     vorbestimmte    Zeitdauer     -          TI        bzw.    T2 - auf     Ader    Höhe des Scheitelwertes der       jeweiligen    Halbwelle dieser     Spannung    gehalten     wind,

       bei dem     -ferner    innerhalb der jeweiligen Zeitdauer     -          T   <I>1</I>     (bzw.   <I>T2</I> - ein     Vergleich    der     Momentanwerte    der  anderen der beiden     Spannungen    - u2 - mit     denn     Scheitelwert der     jeweiligen    Halbwelle der einen der  beiden     Spannungen    -     -ul    -     vorgenommen    und die  Meldung dann bewirkt     wird,    wenn die     Differenzen     zwischen ,

  den     Momentanwerten    und den Scheitelwer  tender     einzelnen    Halb- wellen während der     jeweiligen     Zeitdauer -     T1        bzw.    T2 - bestimmte     Vorzeichen          annehmen.    Dabei wird man     zweckmässigerweise    die  der positiven     Halbwelle        zugeordnete    Zeitdauer T1  gleich der der negativen     Halbwelle    zugeordneten       Zeitdauer    T2, wie dies in Figur 1 :angenommen ist,  wählen.  



  Verwendet man gemäss     Figur    1     als    eine der bei  den     Spannungen    die     spannungsproportionale    Span  nung u1 und als andere der beiden     Spannungen    die  stromproportionale Spannung u2, so wird bei dem       erfindungsgemässen    Verfahren die Meldung dann       bewirkt,

      wenn     idie    während der positiven Halbwelle  der     Spannung        u1    auftretende-Differenz während der  zugeordneten Zeitdauer     T1    positives und die wäh  rend der negativen Halbwelle auftretende Differenz  während der dieser     zugeordneten)    Zeitdauer T2 nega  tives Vorzeichen     annimmt.     



       Verständlicherweise    kann man als Meldekrite  rium auch     rdie    Tatsache benutzen,     dass,    während der  Zeitdauer T1 eine     ,Differenz    mit positivem Vorzei  chen oder dass während der     Zeitdauer    T2 leine Diffe  renz :mit negativem Vorzeichen auftritt; es brauchen       demzufolge    nicht unbedingt beide Vorzeichenbedin  gungen zur Erzeugung     einer    Meldung herangezogen  zu     werden;.     



  Man erkennt also,     ,dass    das,     erfindungsgemässe     Verfahren die Erfassung von , Fehlern in elektrischen       Netzwerken    unabhängig von     ider    im Fehlerfall auftre  tenden     Phasenverschiebung        zwischen    Spannung und  Strom des zu     überwachenden    Netzwerkes und mit  sicherer     Richtungsselektivität    gestattet, wobei .diese       Vorteile    nicht in zusätzlichen Verfahrensschritten  oder - wie sich noch zeigen wird - zusätzlichen  Schaltungsmitteln,     .sondern:    in der Eigenart des Ver  fahrens     sielbst    begründet sind.

        Die Erfindung     betrifft    weiterhin eine     Anordnung     zur     Durchführung    des beschriebenen Verfahrens.  Diese Anordnung enthält eine Vergleichseinrichtung,  die .einerseits mit einer Speicheneinrichtung, die den  Scheitelwert der einen der beiden Spannungen für die  vorbestimmte Zeitdauer speichert, und andererseits.  mit dem die andere oder beiden Spannungen liefern  den Schaltungsteil in Verbindung steht; ferner sind       Schaltmittel    vorgesehen, die     Meldungen    nur infolge  während der jeweiligen Zeitdauer auftretender Diffe  renzen zwischen     Momentanwerten    und Scheitelwer  ten zustande     kommen    lassen.  



  Figur 2 zeigt als Blockschaltbild einen beispiels  weisen Aufbau der     erfindungsgemässen    Anordnung  zur     Durchführung    des beschriebenen     erfindungsge-          mässen    Verfahrens. Man erkennt, dass die Ver  gleichseinrichtung V einerseits mit der     Speicherein-          richtung        Sp    und andererseits mit dem beispielsweise  die stromproportionale Spannung u2 liefernden  Schaltungsteil S2 in Verbindung steht.

   Die Speicher  einrichtung     Sp    wird in diesem Ausführungsbeispiel  von dem .die spannungsproportionale Spannung     u1     liefernden     Schaltungsteil        S1    mit dem Scheitelwert der  spannungsproportionalen Spannung     u1    gespeist, den  sie für die in Figur 1 mit     T1    und T2 bezeichneten  vorbestimmten Zeiten speichert.     Selbstverständlich     kann man sich, wie bereits oben angeführt, auf die  Untersuchung bei nur einer Halbwelle der span  nungsproportionalen Spannung     u1    beschränken;

   das  in Figur 2 dargestellte Blockschaltbild gilt also eben  falls wieder     ohne    Beschränkung nur für ein Ausfüh  rungsbeispiel der     erfindungsgemässen        Anordnung.     Ferner können     wiederum    die Spannungen     u1    und u2  vertauscht sein.  



  An der Leitung     L1    kann also die     Spannung    an  dem zu     überwachenden    Netzwerk, an der Leitung L2  der Strom in dem Netzwerk mittels geeigneter Wand  ler oder dergleichen abgegriffen werden.  



  Weiterhin, sind bei der Anordnung nach Figur 2  Schaltmittel M vorgesehen, die Meldungen nur in  folge während der jeweiligen Zeitdauer auftretender  Differenzen bestimmten Vorzeichens zwischen       Momentanwerten    und Scheitelwerten zustande kom  men lassen. Diese Aufgabe könnten die Schaltmittel  in Abweichung von der in Figur 2 wiedergegebenen       Möglichkeit    in der Weise lösen, dass sie den Ausgang  A der gesamten Anordnung, der mit der Vergleichs  einrichtung V in Verbindung steht, mit dieser nur  während der jeweiligen Zeitdauer TI und/oder T2  verbinden.

   In diesem Falle könnte also .grundsätzlich  auch     ausserhalb    der jeweiligen Zeitdauer ein     Signal     in der Vergleichseinrichtung     erzeugt    werden, jedoch  wird durch die Schaltmittel     seine    Weiterleitung an  den Ausgang A :der     Anordnung,    der beispielsweise  eine     Netzschutzeinrichtung    speisen möge, unterbun  den.  



  Im Falleder Anordnung nach Figur 2 lösen die  Schaltmittel M ihre oben definierte Aufgabe aber in  der Weise, dass sie die gleichzeitige Zuführung der  beiden Spannungen     ul    und u2 zu der Vergleichsein-         richtung    V nur     während    der     jeweiligen        Zeitdauer        T1     bzw. T2 zulassen. Im Prinzip unterbinden die Schalt  mittel M also die Durchführung des     Spannungsver-          gleichs    ausserhalb der jeweiligen Zeitdauer.  



  Zu diesem Zweck,     d.    h.     .zwecks    von der     jeweiligen     Zeitdauer<I>T l</I> bzw.<I>T2</I> abhängiger Betätigung der  Schaltmittel M, ist     :diesen    eine aus der Spannung an  dem Netzwerk gewonnene, d. h.     an    der Leitung L1  abgegriffene Spannung u3 als Betätigungsspannung  zugeführt. Diese     Betätigungsspannung    wird in dem  Schaltungsteil S3     erzeugt,    der also beispielsweise       .Spannungswandler    -aufweisen wird.

   Insbesondere  dann, wenn .die     Schaltmittel    M Schalttransistoren  enthalten, wird der     Schaltungsteil    S3     als        Betätigungs-          spannung    eine der     spannungsproportionalen    Span  nung     u1,    gewonnen im Schaltungsteil     S1,        gegenpha-          sige    Spannung an die     Schaltmittel    M liefern, die im  Falle der Verwendung von Schalttransistoren diesen  als     Basis-Emitter-Spannung        zugeführt    ist.

   Zwecks  Sicherstellung einer zeitlich genau definierten Betäti  gung der Schaltmittel wird man bei einer     bevorzugten     Ausführung der     erfindungsgemässen        Anordnung          Schaltungselemente    mit begrenzender Wirkung, wie       Zenerdioden,        zur    Gewinnung einer     rechteckförmigen          Betätigungsspannung    für die     Schaltmittel    M vorse  hen.  



  Im Falle des     Ausführungsbeispiels    nach Figur 2  wirken die Schaltmittel M sowohl auf die Speicher  einrichtung     Sp    als auch auf die Vergleichseinrich  tung V ein. Einerseits bilden sie nämlich     ausserhalb     der jeweiligen Zeitdauer<I>T t</I> bzw.<I>T2</I> und einer dieser  voraufgehenden, zur     Speicherung    des Scheitelwertes  erforderlichen Zeit einen     Entladekreis    für die Spei  chereinrichtung     Sp,    so dass :

  diese der Vergleichsein  richtung V keine Spannung zur     Durchführung    des  Vergleichs zwischen     Scheitelwert    und     Momentanwer-          ten    liefert, und andererseits schaffen die Schaltmittel  während der zur Speicherung .des Scheitelwertes er  forderlichen Zeitbeispielsweise einen     niederohmigen     Strompfad parallel zu dem die stromproportionale  Spannung<I>u2</I>     liefernden        Schaltungsteil   <I>S2.</I> Dadurch  wird sichergestellt,     dass    auch während der der jewei  ligen Zeitdauer<I>T 1</I> bzw.<I>T2</I> voraufgehenden,

   die  Speicherung des     .Scheitelwertes    der Spannung     u1    er  möglichenden Zeit infolge     Fehlens    der strompropor  tionalen     Spannung    u2 die     Vergleichseinrichtung    V  nicht arbeiten und     demgemäss        ausserhalb    der jeweili  gen vorbestimmten Zeitdauer     T1    bzw. T2 keine Mel  dung erzeugen kann.  



  Verständlicherweise liesse sich die Schaltungsan  ordnung in dieser Hinsicht auch in der Weise modifi  zieren, :dass die Schaltmittel M die Verbindung zwi  schen dem Schaltungsteil S2 und der Vergleichsein  richtung V ausserhalb der jeweiligen Zeitdauer     T1     bzw. T2 .auftrennen.  



  Die Wirkungsweise der Schaltmittel     soll    im fol  genden     zusammengefasst        nochmals    anhand ,der Dia  gramme der Figur 3 erläutert werden. Im oberen Teil  der Figur 3 ist wiederum die Kurve für die mit ihrem  Wert durch die Speichereinrichtung     Sp    während der      jeweiligen     Zeitdauer    T1 bzw. T2 auf der Höhe ihres       Scheitelwertes    gehaltene spannungsproportionale       Spannung        u1    wiedergegeben, und zwar zwecks  Vereinfachung der Darstellung für den Fall der     Aus-          wertung    nur der negativen Halbwelle.

   Ferner zeigt  :der obere     Teil    der Figur 3 den Verlauf der in ,dem  Schaltungsteil S3     gewonnenen,    zu der Spannung     u1     gegenphasigen Betätigungsspannung u3 für die  Schaltmittel M.     Man        erkennt    aus dem unteren Teil  ,der Figur 3, dass die Schaltmittel M die     Aufladung     der     Speichereinrichtung    schon vor Beginn der vorbe  stimmten Zeitdauer T2 zulassen (Kurve     k1),

      dass  aber während dieser zur Speicherung erforderlichen  Zeit die Schaltmittel M gemäss der Kurve k2 die  stromproportionale     Spannung    u2 nicht an die     Ver-          gleichseinrichtung    V gelangen lassen. In welcher  Weise dies im     einzelnen    geschieht, d. h. welche  Schaltungselemente an welchen Stellen der Anord  nung vorgesehen     sind,    wird bei der folgenden Be  trachtung der in Figur 4 dargestellten beispielsweisen  Schaltungsanordnung nach der     Erfindung    erläutert  werden.

   Zuvor sei noch     allgemein    bemerkt, dass bei  Heranziehung der positiven und der negativen Halb  wellen zur     Gewinnung        eines    Meldekriteriums ge  trennte Speichereinrichtungen und getrennte Schalt  mittel vorhanden sein können.  



  Die Meldung     kann    :durch Impulse realisiert wer  den, die durch Entstehen     einer        Differenz        bestimmten          Vorzeichens    zwischen     Momentanwerten    und Schei  telwert der mehrfach     genannten    Spannungen infolge       eines    dann     fliessenden    Stromes beispielsweise in  einem der     Vergleichseinrichtung    zugeordneten       Wandler    entstehen     können,    so dass an den Sekundär  klemmen dieses     Wandlers:

      Impulse     dann,        :erscheinen,     wenn die     genannte        Differenz    während der jeweiligen  Zeitdauer .das bestimmte     Vorzeichen        annimmt.     



  Im folgenden soll nun     das    in     Figur    4 dargestellte  Ausführungsbeispiel für die     erfindungsgemässe    An  ordnung im einzelnen beschrieben werden. Zur Er  leichterung der Übersicht haben wir die Figur im  Sinne des Blockschaltbildes nach Figur 2 durch Um  randung der jeweils Schaltungsgruppen bildenden       Schaltungselemente    ergänzt.  



  Die     spannungsproportionale    Spannung     u1    wird  über den Transformator     Tr1,    die stromproportionale       Spannung   <I>u2</I> über .den     Transformator        Tr2    erzeugt.

    Den Kern der Anordnung bildet die Vergleichsein  richtung V, die als     wesentliche        Teile    die beiden Dio  den Dl und D2, an :deren     Stellen    andere Elemente  mit     Gleichrichterwirkung    treten     können,    sowie die  Primärwicklung des Transformators     Tr3,    an     dessen     Stelle auch ein Verstärker treten kann, ,enthält. Die       Sekundärwicklung    des Transformators     Tr3    im un  teren Teil der Figur 4 gehört zum -Ausgang A der  Anordnung; ihr sind in diesem Ausführungsbeispiel  die Diode D3 .sowie der Widerstand     Rl    parallelge  schaltet.

   Die     Polung    der Diode D2 .ist so gewählt,  dass nur beim Auftreten einer Differenz mit negati  vem Vorzeichen zwischen den     Momentanwerten    der  der Speichereinrichtung stromproportionalen Span-         nung    u2 einerseits und dem     in    der     Speichereinrich-          tung        Sp    gespeicherten     Scheitelwert    der spannungs  proportionalen Spannung     u1        andererseits    ein     Strom     durch die Primärwicklung :

  des     Transformators        Tr3     fliesst, so dass     demgemäss    -auch nur .bei     Erfüllung    der       genannten    Vorzeichenbedingung .in der Sekundär  wicklung des Transformators     Tr3,    d. h. am Ausgang  ,der Anordnung, die als Meldung     dienenden    Impulse  erscheinen.  



  Die     Vergleichseinrichtung    V .ist einerseits mit der       Speichereinrichtung        Sp    und andererseits mit dem die  Spannung u2 .erzeugenden Schaltungsteil S2 elek  trisch verbunden.  



  Die     Speichereinrichtung        Sp    enthält als wesentli  ches Element     -den    Kondensator C sowie die Diode  <I>D4.</I> Die Diode<I>D4</I>     verhindert,    dass sich der Konden  sator C über :die     Sekundärwicklung    des Transforma  tors     Trl,    der irr .diesem Ausführungsbeispiel noch der  Widerstand R2 vorgeschaltet ist, entladen kann und  sorgt ferner dafür, dass der Kondensator C nur wäh  rend der     Halbwellen    einer vorgegebenen Polarität  aufgeladen werden kann.

   Die Entladung des Konden  sators ,erfolgt über den Bestandteil der Schaltmittel M  :bildenden Schalttransistor     Stl,    dem .als Betätigungs  spannung die an einer weiteren     Sekundärwicklung     .des Transformators     Trl    stehende,     zu    der Spannung       u1    gegenphasige     Spannung    u3     zugeführt    wird.

    Zwecks Sicherheit der Arbeitsweise des Transistors       Stl    auch bei Störungen,     überspannungen    usw.     wird     ,die Spannung u3 unter     Verwendung    von     Zenerdioden          Z1    und     Z2    als Schaltungselemente mit     Begrenzerwir-          kung    sowie des Verstärkers.

   V1     meine        rechteckför-          mige        Spannung    u4     umgewandelt,    die     als    Betätigungs  spannung an der     B@asis-Emitter-Strceke    des     ,Schalt-          transistors        Stl        liegt.    Zu der     Begrenzerschaltung    ge  hört ferner der Widerstand R3. Die     Zenerdiode    Z3  dient als     Überspannungsschutz    für den Schalttransi  stor     Stl.     



  Infolge der     Gegenphasigkeit    der     Betätigungsspan-          nung    u4 des Schalttransistors in bezug auf die Span  nung u1 ist der     Schalttransistor        Stl    dann     hochohmig,     d. h. nichtleitend, wenn -die     entsprechend    gepolte  Diode D4 die     Aufladang    des     Speicherkondensators    C  zulässt.

   Dagegen bestimmt der Schalttransistor     Stl     durch Beginn seines     leitenden    Zustandes den Augen  blick     de4s        Beginns    der Entladung des     Kondensators    C  über den     Entladewiderstand    R4.  



  Die zeitlichen Zusammenhänge zwischen der  Wirkungsweise des Schalttransistors     Stl    und dem  Verlauf der Spannung     u1    lässt Figur 3 erkennen. Die  bisher mit     kl    bezeichnete Kurve gibt :den Verlauf der       rechteckförmigen        Betätigungsspannung    u4 für diesen  Schalttransistor wieder.

   Nur währenddes Zeitraumes  zwischen     o)t    = 0 bis     wt    =     n    ist der Schalttransistor  gesperrt,     @d.    h. während des Zeitraumes 0 bis     n/2        lässt     er die     Aufladung    des     Speicherkondensators    C auf den       Scheitelwert    in diesem Ausführungsbeispiel der nega  tiven Halbwelle der spannungsproportionalen Span  nung     u1    zu und verhindert während der vorbestimm  ten Zeitdauer T2, die ,sich in diesem Ausführungsbei-      spiel von     ir/2    bis n erstreckt,

   die     Entladung    des     Kon-          densators    C über den     Entladewiderstand    R4. Das       bedeutet,        dass    der     Vergleichseinrichtung    während des  Zeitraumes von 0 bis     ir    vom     Kondensator    C     eine          Spannung        zugeführt        wind.     



  Es muss, da nur die     während        der    Zeitdauer<B>72</B>       ermittelten        Differenzen    :bei     Erfüllung        der    vorbe  stimmten Vorzeichenbedingung eine Meldung erzeu  gen     ;

  sollen,    dafür gesorgt werden, dass ausser wäh  rend der Zeitdauer T2 keine Meldung erfolgt,     d.    h.,       dass    auch während des     Zeitintervalls    von 0 bis     iz/2,     an dem der Kondensator C an sich     eine    Spannung an       .die        Vergleichseinrichtung    V     liefert,        keine    Meldung       erfolgt.    Diese Aufgabe löst     der        weitere,

      den     Schalt-          mitteln    M     zugeordnete        Schalttransistor        St2,im    oberen  Teil der Figur 4. Dieser Schalttransistor schafft näm  lich unter     Verwendung    weiterer, noch zu beschrei  bender     Schaltungselemente        einen        niederohmigen          Parallelstrompfad        zu    dem die     stromproportionale     Spannung<I>u2</I>     erzeugenden    Schaltungsteil<I>S2,</I> der in       diesem    Ausführungsbeispiel     ;

  den        Stromwvandler        Tr2     sowie die     Widerstände    R5 und R6     enthält,        während          derjenigen    Zeiten,     in        denen        eine    Meldung nicht er  zeugt werden     soll.        Sofern;    nämlich     der        Schalttransi          stor        St2        niederohmig    ist,     ;

  schliesst    sich der Stromkreis  für die     Spannung    u2 über ihn unter     Umgehung    der  Diode<I>D2,</I> so     ;dass        die        Spannung   <I>u2</I> am     Widerstand     R6 abfällt und auch     bei        Vorhandensein        ;des        Scheitel"     wertes     der        Spannung        u1    am     Kondensator    C die  Spannung an der Diode D2 nicht :

  so gerichtet ist,     dass     diese Diode     @durchlässig    wird. Während     dieser    Zeiten  wird also der Diode<I>D2</I> die     Spannung   <I>u2</I> nicht     zuge-          führt    und     ein    Vergleich unterbunden,. Die in     Reihe     mit dem Widerstand     R.6    liegende Diode D5     sorgt     ähnlich wie die Diode D4 dafür, dass nur     Halbwellen     einer bestimmten     Polarität    bei dem Vergleich be  rücksichtigt werden.  



  Auch die Betätigungsspannung für ,den     Schalt-          transistor        St2    wird über eine     Sekundärwicklung        des          Transformators        Trl    aus der     Spannung    an dem zu  überwachenden     Netzwerk        gewonnen.    Da     demgemäss.     die Spannung u5     infolge    der in     Figur    4     gezeigten        An-          ordnung    der     entsprechenden     <RTI  

   ID="0005.0109">   Sekundärwicklung    des       Transformators        Trl    genau in Phase mit der span  nungsproportionalen     Spannung        w1    liegt und gemäss  dem Diagramm     in    Figur 3     mittels    des     Schalttransi-          stors        St2        ,dafür    gesorgt werden muss,

       dass        während     des     Zeitraumes        cot    = 0 bis     ir/2    die Spannung u2 nicht  an die Diode D2 in     der        Vergleichseinrichtung    V     ge-          langt,    ist die     phasenherschiebende        Einrichtung    P     vor-          ,gesehen,    die     aufs        Kondensatoren    und     Widerständen    in  aus     Figur    4     ;

  ersichtlicher        Zusammenschaltung    besteht  und in -diesem     Ausführungsbeispiel        eine    der Span  nung     u1    um     W    = 90  nacheilende Spannung u6 ab  gibt.

   Diese     nacheilende        Spannung        wird        ähnlich    der       Betätigungsspannung    u4     für        den,        .Schalttransistor        Stl     mittels     .der        Zenerdioden    Z4 und Z5     und    des.

       Wider-          standes    R7 in eine     rechteckförmige        Spannung    umge  wandelt,     Klie    nun nach     Verstärkung        mittels    des Ver  stärkers V2 die     eigentliche        Betätigungsspannung    u7    für den     Schalttransistor        St2    darstellt. Der Verlauf der       Spannung   <I>u7</I> ist     in    Figur 3     durch,die    bisher als<I>k2</I>  ,bezeichnete Kurve dargestellt.

   Man     erkennt,    dass nur  während der vorgegebenen Zeitdauer T2 beide       Schalttransistoren        Stl    und     St2    gesperrt sind, d. h.,  dass nur     während        dieser    Zeitdauer der Vergleichsein  richtung V die beiden zu     vergleichenden        Spannungen     zugeführt werden.

       Demgemäss        fliesst    nur     dann        und.     bei Erfüllung der hinsichtlich der     Differenz    geltenden       Vorzeichenbedingungen        ein        Strom    durch     die        Primär-          wicklung    .des Transformators     Tr3,    so     dass    rauch nur  dann an ,

  seiner den     Ausgang    A der     gesamten    Anord  nung     'bildenden        Sekundärwicklung        die    die Meldung       darstellenden    Impulse     ;abgegriffen:    werden können.  



       Verständlicherweise        kann    man die     vorgegebene     Zeitdauer T2 durch Änderung der     Phasenverschie-          bung        V        infolge        Änderung    der     Dimensionierung    der       einzelnen        Schaltungselemente    .des Phasenschiebers P  in     gewünschter    Weise den     jeweiligen        Anforderungen          anpassen.     



  Die gemäss     der        Kurve    für die Spannung<I>u6</I> nach  dem Zeitpunkt     z    an der     Diqde    D2     stehende    Span  nung<I>u2</I>     kann,        obwohl    der Schalttransistor     St2        ge-          sperrt    ist,     keinen    Strom durch die     Primärwicklung     des Transformators     Tr3        hervorrufen:

  ,    weil oder Schalt  transistor     Stl        leitend    ist und     einen,        niederohmigen     Strompfad     parallel    zu der     .Primärwicklung    des Trans  formators     Tr3        damtellt.     



  In Figur 4     sind    die beschriebenen     Schaltungselen          mente        zweimal        !vorhanden;   RTI ID="0005.0239" WI="5" HE="4" LX="1389" LY="1387">  die    den     genannten    Schal  tungselementen entsprechenden Elemente sind mit  ,denselben     Bezugszeichen,    aber     gestrichen,        versehen.          Sie    dienen dazu,

       ausser        während    der mit den im ein  zelnen beschriebenen Elementen erfolgenden Aus  wertung der     negativem        Halbwellen    der     spannungspro-          portionalen    Spannung     u1    auch deren positive Halb  wellen zur Erzielung eines     Meldekriteriums        heranzu-          ziehen.    Da     die        Wirkungsweise    dieser     zusätzlichen     Schaltungselemente     derjenigen    der     beschriebenen          

  Schaltungselemente        sinngemäss        entspricht,    braucht       hierauf    nicht mehr     ;eingegangen    zu     wenden.        In        diesem          Fall        erfolgt        eine        Meldung    .dann,     wenn    die     Differenz          zwischen    den     positiven        Momentanwerten    der Span  nung u2 und dem gespeicherten,

       positiven        Scheitel-          wert    der Spannung     u1    während der     entsprechenden     Zeitdauer positives Vorzeichen     annimmt.     



  Die Erfindung ist nicht auf das in den Figuren       dargestellte    und beschriebene Ausführungsbeispiel  beschränkt. So     können    zum     Beispiel,    wie in Figur 4  angedeutet,     an    geeigneten Stellen     überspannungs,

  ab-          lciter        bzw.        Schaltmittel    mit     Schwellwert        zur    Vermei  dung von     Überspannungen        .angeordnet        sein.    Weiter  hin     können    die     Spannungen        u1    und u2     hinsichtlich     der     Bildung    der     Momentanwerte    .und der Speicherung  des     .Scheitelwertes    unter Berücksichtigung der sich       dann        ergebenden     <RTI  

   ID="0005.0305">   Vorzeichenbeidingungen    für die     Ge-          winnung    einer Meldung     gegeneinander    ausgetauscht       wenden.        ,Ausserdem    ist es nicht erforderlich-, beide  Halbwellen zur Messung     heranzuziehen,    obwohl  diese     Lösung    im Hinblick auf die angestrebte Schnel-           ligkeit    des     Ansprechens    nachgeschalteter Schutzeins  richturigen oder dergleichen besonders günstig ist. In  gewissem Umfang ist auch eine     Mischimpedanzmes-          sung    möglich.  



  Das erfindungsgemässe Verfahren und eine ent  sprechend aufgebaute     Anordnung    .bieten eine Mög  lichkeit     zur    Erfassung von     Fehlern    in elektrischen       Netzwerken,    die ohne zusätzlichen Aufwand unab  hängig von     Änderungen    ,des Phasenwinkels zwischen  Strom und     Spannung    in dem Netzwerk ist und     aus-          serdem    Störungen     richtungsselektiv    zu     erfassen    ge  stattet.

Claims (1)

1. .PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zur Erfassung von Fehlern in elek trischen Netzwerken, bei dem .zwei Spannungen, von .denen die eine -der Spannung an dem Netzwerk und ,die andere dem Strom in dem Netzwerk proportional ist, zur Gewinnung eines Meldekriteriums benutzt werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Wert einer der beiden Spannungen (u1) für eine vorbestimmte Zeitdauer (T1)

   auf der Höhe des .Scheitelwertes die ser Spannung gehalten wird, dass innerhalb dieser Zeitdauer .ein Vergleich ,der Momentanwerte der an deren der beiden Spannungen (u2) mit :

   dem genann- ten Scheitelwert vorgenommen und dass eine Mel dung dann bewirkt wird, wenn die Differenz zwischen ,den Momentanwerten und dem genannten Scheitel wert während der vorbestimmten Zeitdauer (T1) ein bestimmtes Vorzeichen annimmt.. <B>IL</B> Anordnung zur Durchführung :des Verfahrens nach Patentanspruch I,-dadurch:

   gekennzeichnet, dass- eine Vergleichseinrichtung (Fig, 2: V) vorhanden ist, ,die einerseits mit einer Speichereinrichtung (Sp), die, den Scheitelwert der einen der beiden Spannungen (u1) für die vorbestimmte Zehrdauer (T1, <I>T2)

   </I> spei chert und andererseits mit .dem die andere der beiden: Spannungen (u2) liefernden Schaltungsbeil (S2) in Verbindung steht, und -dass Schaltmittel (M) vorgese hen sind, die Meldungen nur infolge während der jeweiligen Zeitdauer (T1, T2)

   auftretender Differen- zen zwischen Momentanwerben und Scheitelwerten zustande kommen lassen. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass der Wert .der einen der beiden Spannungen (u1) bei der positiven und,der negativen Halbwelle dieser Spannung für je eine vorbestimmte Zeitdauer (T1, T2) auf der Höhe des Scheitelwertes der jeweiligen Halbwelle dieser Spannung gehalten wird, dass innerhalb der jeweiligen Zeitdauer (T1, T2)

   ein Vergleich .der Momentanwerte der anderen der beiden Spannungen (u2) mit ,dem Scheitelwert der jeweiligen Halbwelle der einen der beiden Spannun gen, vorgenommen und dass die Meldung dann be wirkt wird, wenn die Differenzen zwischen den Momentanwerten und den Scheitelwerten der einzel nen Halbwellen irgendwann während,- der jeweiligen Zeitdauer (T1, <I>T2)

   </I> bestimmte Vorzeichen annehmen. 2. Verfahren. nach Unteranspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass die der positiven Halbwelle zuge ordnete Zeibdiauer (T1) gleich der der negativen Halbwelle .zugeordneten Zeitdauer (T2) ist. 3.

   Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge- kennzeichnet, dass als eine der beiden Spannungen (u1) die .spannungsproportionale Spannung und als andere der beiden Spannungen (u2) .die strompropor tionale Spannung verwendet und die Meldung dann bewirkt wird, wenn die wähnend der positiven Halb- welle der spannungsproportionalen Spannung (u1) auftretende Differenz während der zugeordneten Zeitdauer (T1)

   positives Vorzeichen annimmt. 4. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge- kennzeichnet, dass als eine der beiden Spannungen (u1) die spannungsproportionale Spannung und als andere -der beiden Spannungen (u2) die strompropor tionale Spannung verwendet und die Meldung.

   dann beiwirkt wird, wenn die während der negativen Halb welle der spannungsproportionalen Spannung (u1) auftretende Differenz irgendwann während der zage- ordneten Zeitdauer (T2) negatives Vorzeichen an nimmt. 5.

   Anordnung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltmittel (M) den Aus gang (A) der Anordnung: nur während der jeweiligen Zeitdauer (T1, T2) mit der Vergleichseinrichtung (V) verbinden. 6.

   Anordnung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltmittel (M) die. gleich zeitige Zuführung der beiden Spannungen (u1, u2) zu ,der Vergleichseinrichtung (V) nur während der jewei ligen Zeitdauer (T1, T2) zulassen. 7.

   Anordnung nach Patentanspruch II; dadurch gekennzeichnet, dass zwecks von der jeweiligen-Zeit- dauer (T1, <I>T2)</I> abhängiger Betätigung der Schaltmit tel (M) diesen eine aus der Spannung. am Netzwerk gewonnene Spannung. (u3) als Betätigungsspannung ,zugeführt ist.

   B. Anordnung nach Unteranspruch 7, . dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (S3), wie Transformator wicklungen, vorgesehen sind, die ,als Betätigungs- spannung eine zu der spannungsproportionalen Spannung (u1) gegenphasige Spannung (u3) abgeben. 9.

   Anordnung nach Patentanspruch II, ,dadurch gekennzeichnet, dass idie Schaltmittel (M) Schalttrane sistoren (Fig. 4:<I>St 1, St 2)</I> enthalten. 10. Anordnung nach Unteranspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die gegenphasige Betätgungs: spannurig (u3) den Schalttransistoren (Stl, St2) als BasisaEmitter-.Spannung,zugeführt ist. 11.

   Anordnung nach Unteranspruch 7, ,dadurch gekennzeichnet, dass Schaltungselemente mit Be- grenzerwirkung, wie Zenerdioden (Z1, Z2, Z4, Z5), zur Gewinnung einer rechteckförmigen Betätigungs spannung (u4, u6) vorgesehen sind. 12.

   Anordnung nach Unteranspruch 6, dadurch ekennzeichnet, dass die Schalt g 01 -mittel (M) ausserhalb der jeweiligen Zeitdauer (T1, <I>T2)</I> einen niederohmi- gen Strompfad parallel zu zumindest einem der die beiden Spannungen (u1, u2) liefernden Schaltungs teile (S1, S2) schaffen. 13.

   Anordnung nach Unteranspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltmittel (M) sowohl ausserhalb der jeweiligen Zeitdauer (T1, <I>T2)</I> und einer dieser vorausgehenden, zur Speicherung de Scheitelwertes erforderlichen Zeit einen- Entladekreis <I>(R4,</I> St1) für die Speichereinrichtung (Sp)

   bilden als auch während der zur Speicherung des Scheitelwertes erforderlichen Zeit einen niederohmigen Strompfad (St2) parallel zu dem die andere der beiden Spannun- gen (u2) liefernden Schaltungsteil (S2) schaffen. 14.

   Anordnung nach Unteranspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass den den niederohmigen Strom pfad schaffenden Schaltmitteln (St2) ihre Betäti gungsspannung (u6) über einen Phasenschieber (P) zugeführt wird. 15.

   Anordnung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichereinrichtung (Sp) Kondensatoren (C) sowie gleichrichtende Elemente (D4) enthält, die nur bei Halbwellen einer Polarität die Aufladung der Kondensatoren (C) zwecks Spei- cherung dies Scheitelwertes zulassen und die Entla dung ;

   der Kondensatoren (C) über den die eine der beiden Spannungen (u1) liefernden Schaltungsteil (S1) verhindern. 16. Anordnung nach Patentanspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass für die positiven und die negati ven Halbwellen getrennte Speichereinrichtungen (Sp, Sp') und Schaltmittel (M, M') vorhanden sind. 17.

   Anordnung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergleichseinrichtung (V, V') einen mit seinen Sekundärklemmen den Ausgang <I>(A)</I> der Anordnung bildenden Wandler (Tr3, Tr3') sowie gleichrichtende Elemente<I>(Dl, D2, D1', D2')</I> in solcher Anordnung enthält,

   dass an den Sekundär- klemmen die Meldung darstellende Impulse dann er scheinen, wenn die Differenz zwischen den Momen- tanwerten und dem jeweiligen Scheitelwert während der jeweiligen Zeitdauer (T1, <I>T2)</I> das bestimmte Vor zeichen annimmt.