DE2626620C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung (entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1) zur Stromüberwachung eines dreiphasigen Wechsel­ stromnetzes.

Eine Schaltungsanordnung entsprechend dem Ober­ begriff des Anspruches 1 ist durch die US-PS 38 70 928 bekannt. Bei dieser Schaltungsanord­ nung ist für jede der dort vorhandenen drei Pha­ sen des Wechselstromnetzes jeweils eine aus vier Dioden bestehende Gleichrichterbrücke, eine Re­ laiswicklung, ein Kondensator, ein einstellba­ res Potentiometer, ein Widerstand und ein Reed- Relais vorgesehen. Der schaltungstechnische Auf­ wand ist daher bei dieser bekannten Ausführung außerordentlich groß.

Durch die DE-AS 12 63 187 ist ferner ein Reed- Relais mit zwei Wicklungen bekannt, die mit ent­ gegengesetzt gepolten Dioden in Reihe geschaltet sind und je von einer Halbwelle des Wechselstro­ mes durchflossen werden. Diese Schaltungsanord­ nung ist nur zur Stromüberwachung eines Einpha­ sen-Wechselstromnetzes geeignet.

Das DE-GM 17 91 685 veranschaulicht schließlich die Anordnung eines Reed-Relais in unmittelbarer räumlicher Nähe eines dreiphasigen Stromkabels. Die Betätigung des Reed-Relais erfolgt unmittelbar über das von den Stromleitern ausgehende Magnet­ feld.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1 so auszubilden, daß der schal­ tungstechnische Aufwand wesentlich verringert und trotzdem eine zuverlässige Stromüberwachung des dreiphasigen Wechselstromnetzes erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch kenn­ zeichnende Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Drei Ausführungs­ beispiele der Erfindung sind in den Fig. 1 bis 3 schematisch veranschaulicht.

Die in Fig. 1 dargestellte Schaltungsanordnung zur Stromüberwachung eines dreiphasigen Wechsel­ stromnetzes enthält Wandler 1, 2, 3 zur Strom­ messung. An die drei Wandler 1, 2, 3 ist je eine Diode 11, 12 bzw. 13 angeschlossen, wobei die drei Dioden 11, 12, 13 mit gleichsinniger Po­ lung in Reihe zu einer einzigen, für alle drei Phasen gemeinsamen Relais-Wicklung 16 geschaltet sind.

Die Relais-Wicklung 16 betätigt einen Relais-Un­ terbrecher 16 b, der federnde, magnetisierbare Kontaktzungen aufweist und in einem von der Re­ lais-Wicklung 16 umgebenen, zugeschmolzenen Glas­ kolben (nicht dargestellt) enthalten ist.

In Reihe zu der Relais-Wicklung 16 ist ein Selbst­ haltekontakt 16 a angeordnet.

Parallel zur Relais-Wicklung 16 ist eine Einrich­ tung vorgesehen, die bei kurzzeitiger Unterbre­ chung des Meßstromes eine Betätigung des Relais- Unterbrechers 16 b verhindert. Diese Einrichtung enthält einen Kondensator 17 und die in Reihe zu diesem Kondensator 17 liegende Parallelschaltung eines Widerstandes 18 und einer Diode 19.

An die Sekundärwicklung der Wandler 1, 2, 3 sind ferner sternförmig drei Lumineszenzdioden 21, 22, 23 angeschlossen, die durch die Dioden 24, 25, 26 und einen Begrenzungswiderstand 27 geschützt sind.

Die Funktion der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1 ist folgendermaßen:

Solange Strom in allen drei Phasen des Wechsel­ stromnetzes fließt und die mittels der Dioden 11, 12, 13 gleichgerichteten drei Meßströme durch die Relais-Wicklung 16 fließen, bleibt der Relais-Un­ terbrecher 16 b geschlossen. Bei Ausfall eines der drei Meßströme wird dagegen der Relais-Unterbre­ cher 16 b betätigt, wobei gleichzeitig die ent­ sprechende Lumineszenzdiode 21, 22 bzw. 23 er­ lischt und damit die Unterbrechung dieser Phase anzeigt.

Eine Betätigung des Relais-Unterbrechers 16 b bei einer nur kurzzeitigen Unterbrechung des Meßstro­ mes wird dadurch verhindert, daß der über den Wi­ derstand 18 geladene Kondensator 17 bei einer solchen kurzzeitigen Unterbechung des Meßstro­ mes über die Dioden 19 und die Relais-Wicklung 16 entladen wird, so daß der Relais-Unterbrecher 16 b geschlossen gehalten wird.

Parallel zu dem mit dem Relais-Unterbrecher 16 b verbundenen Selbsthaltekontakt 16 a ist ein Wider­ stand 20 angeordnet, der so bemessen ist, daß der Einschaltstromstoß das Ansprechen des Relais be­ wirkt.

Mit der beschriebenen Schaltungsanordnung kann man auch Motoren gegen Stromstärken schützen, die größer als der Anlaßstrom sind. Zu diesem Zweck werden die Wandler 1, 2, 3 so dimensioniert, daß sie bei einer Stromstärke vollständig gesättigt sind, die die normale Betriebsstromstärke über­ schreitet. Bei vollständiger Sättigung überschnei­ den sich die Ströme der drei Phasen nicht mehr und es entstehen Stromlücken, in denen der Relais-Un­ terbrecher 16 b betätigt wird. Beim Auftreten eines kurzen Überstromes hält dagegen die von den Ele­ menten 17, 18, 19 gebildete Einrichtung den Re­ lais-Unterbrecher 16 b geschlossen.

Der Kondensator 17 kann gewünschtenfalls durch eine aufladbare Batterie geeigneter Spannung er­ setzt werden.

In bestimmten Fällen, etwa bei Motoren, die nicht vollständig stillgesetzt werden oder bei Heizgerä­ ten, sind die Einschaltstromstöße zu gering, um das Relais über den Widerstand 20 zu betätigen. Fig. 2 zeigt eine für derartige Fälle geeignete Abwandlung der erfindungsgemäßen Schaltungsanord­ nung.

Hierbei ist ein Thyristor 28 zwischen den Verbin­ dungspunkt der Dioden 11, 12, 13 und den Verbin­ dungspunkt zwischen Kondensator 17 und Widerstand 18 geschaltet. Die Steuerelektrode dieses Thyristors 28 ist über den Relais-Unterbrecher 29 a einer Re­ lais-Wicklung 29 an den Verbindungspunkt zwischen Kondensator 17 und Relaiswicklung 29 angeschlossen. Die Relaiswicklung 29 liegt hierbei in Reihe mit der Relaiswicklung 16.

Beim Anlegen von Spannung an das geschützte Ge­ rät entsteht eine Überspannung zwischen Anode und Kathode des Thyristors 28 , die ihn leitend macht, so daß der Selbsthaltekontakt 16 a der Relais-Wick­ lung 16 schließt und der Kondensator 17 aufgeladen wird. Mit dem Schließen des Selbsthaltekontaktes 16 a schließt die Relais-Wicklung 29 den Relais- Unterbrecher 29 a und legt so die Steuerelektrode des Thyristors 28 an ein negatives Potential.

Für Motoren mit langer Startphase kann es not­ wendig sein, die Aufladung des Kondensators 17 während des Anlaßvorganges zu begrenzen. Fig. 3 zeigt eine derartige Abwandlung der Schaltung gemäß Fig. 2.

Hierbei ist in Reihe mit der Relais-Wicklung 16 eine Relais-Wicklung 30 geschaltet, die im we­ sentlichen nur auf den Anlaßstrom anspricht. Über ihren Relais-Unterbrecher 30 a wird der Kon­ densator 17 mittels eines Widerstandes 31 über­ brückt, wodurch sich der Kondensator 17 während der Anlaßphase entlädt. Im normalen Betrieb des Motors (d. h. nach der Anlaßphase) ist der Re­ lais-Unterbrecher 30 a geöffnet, so daß die Funk­ tion der Schaltung der gemäß Fig. 2 entspricht.

Soll eine Stromüberwachung auch im Leerlauf er­ folgen, so wird in Reihe zur Relais-Wicklung 16 ein einstellbarer Widerstand 32 angeordnet. Er wird so eingestellt, daß ein Öffnen des Selbst­ haltekontakts 16 a eintritt, wenn der vom Motor aufgenommene Strom unter einen bestimmten Min­ destwert sinkt, der z. B. der Leerlaufstrom des Motors sein kann.

Es ist selbstverständlich möglich, durch die Re­ lais-Wicklung 16 auch die Relais-Unterbrecher 29 a und 30 a zu steuern. Hierzu werden die die­ se Relais-Unterbrecher enthaltenden Kolben in geeigneter Weise relativ zur Relais-Wicklung 16 angeordnet, so daß sich die gewünschte Empfind­ lichkeit für jeden Relais-Unterbrecher ergibt.

Claims (7)

1. Schaltungsanordnung zur Stromüberwachung eines dreiphasigen Wechselstromnetzes mit Wandlern zur Strommessung, wobei die Meßströme mittels Dioden gleichgerichtet werden und der Ausfall jedes eine Relaiswicklung durchfließenden Meß­ stromes einen Relaisunterbrecher betätigt, der federnde, magnetisierbare Kontaktzungen auf­ weist und in einem von der Relaiswicklung um­ gebenen zugeschmolzenen Glaskolben enthalten ist, wobei eine Einrichtung vorgesehen ist, die bei kurzzeitiger Unterbrechung des Meß­ stromes eine Relais-Unterbrecherbetätigung verhindert, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• a) es ist für alle drei Phasen eine einzige Relais-Wicklung (16) und ein einziger Re­ lais-Unterbrecher (16 b) vorgesehen;
• b) an die drei Wandler ist je eine Diode (11, 12, 13) angeschlossen, wobei die drei Dio­ den (11, 12, 13) mit gleichsinniger Polung in Reihe zu der Relais-Wicklung (16) ge­ schaltet sind;
• c) in Reihe zu der Relais-Wicklung (16) ist ein Selbsthaltekontakt (16 a) angeordnet;
• d) die Einrichtung (17, 18, 19) zur Verhinde­ rung der Relais-Unterbrecherbetätigung ist parallel zur Relais-Wicklung (16) angeord­ net.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (17, 18, 19) zur Verhinderung der Relais-Unterbrecher­ betätigung aus einem Konensator (17) und der in Reihe hiermit angeordneten Parallelschal­ tung eines Widerstands (18) und einer Diode (19) besteht.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rinrichtung (17, 18, 19) zur Ver­ hinderung der Relais-Unterbrecherbetätigung aus einer Batterie und der in Reihe hiermit angeordneten Parallelschaltung eines Wider­ standes (18) und einer Diode (19) besteht.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Verbindungs­ punkt der drei Dioden (11, 12, 13) und den Ver­ bindungspunkt von Kondensator (17) und Wider­ stand (18) ein Thyristor (28) geschaltet ist, dessen Steuerelektrode über den Relais-Unter­ brecher (29 a) einer in Reihe zu der Relais- Wicklung (16) geschalteten weiteren Relais- Wicklung (29) mit dem Rückleiter negativer Po­ larität verbunden ist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe zu der Relais- Wicklung (16) eine weitere, auf den Anlaß- Strom ansprechende Relais-Wicklung (30) an­ geordnet ist, deren Relais-Unterbrecher (30 a) zusammen mit einem in Reihe hiermit angeordne­ ten Widerstand (31) parallel zum Kondensator (17) geschaltet ist.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe zu der Relais- Wicklung (16) ein einstellbarer Widerstand (32) angeordnet ist.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an die Sekundärwicklung der Wandler (1, 2, 3) in Sternschaltung angeordnete Lumineszenzdioden (21, 22, 23) angeschlossen sind, die in Reihe mit je einer Diode (24, 25, 26) angeordnet sind, wobei zwischen dem Stern­ punkt und dem negativen Rückleiter ein Wider­ stand (27) vorgesehen ist.