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Erdschlussmessung mit Ausgleich von Verstaerkungstoleranzen

IP.com Disclosure Number: IPCOM000019499D
Original Publication Date: 2003-Oct-25
Included in the Prior Art Database: 2003-Oct-25
Document File: 3 page(s) / 71K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Im Erdschlussfall stellt es sich technisch schwierig dar, niedrige Erdschlussstroeme von hohen Laststroemen messtechnisch zu unterscheiden. Bei der Verwendung elektronischer Ausloeser ist das entscheidende Problem die hohe Toleranz des Verstaerkungsfaktors der Messverstaerker. Zusaetzlich werden die entstehenden Fehler heutzutage im Prozessor erst nach relativ langer Zeit (ca. 100ms) korrigiert. Bei der zur Erdschlusserfassung noetigen Summenbildung kann das Geraet einen Erdschluss anzeigen, obwohl das Netz erdschlussfrei ist. Auch das Gegenteil ist moeglich, dass bei vorliegendem Erdschluss die Summe annaehrend Null betraegt. Bisher wurde dieses Problem dadurch behoben, dass ein nachgeschalteter Prozessor eine Korrektur durchfuehrt, bei der die Stromsignale durch Software addiert werden. Dabei entsteht allerdings ein erheblicher Fehler, da die zur Ausloesung fuehrenden geringen Erdschlussstroeme nur etwa 2-5 Wandlereinheiten entsprechen. Jedoch ist wegen des begrenzten Speicherplatzes (10bit) keine bessere Aufloesung, insbesondere bei hohem Laststrom, realisierbar. Hier werden drei Varianten der Fehlerkorrektur vorgeschlagen. Sie arbeiten alle ohne Taktung, so dass auch Mikroprozessoren verwendet werden koennen, die kein schnelles PWM-Signal (PWM, Pulse Width Modulation, dt.: Pulsweitenmodulation) zur Verfuegung stellen koennen.

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S

© SIEMENS AG 2003 file: 2003J12655.doc page: 1

Erdschlussmessung mit Ausgleich von Verstaerkungstoleranzen

Idea: Ilka Redmann, DE-Berlin; Andreas Pancke, DE-Berlin; Wolfgang Roehl, DE-Berlin

Im Erdschlussfall stellt es sich technisch schwierig dar, niedrige Erdschlussstroeme von hohen Laststroemen messtechnisch zu unterscheiden. Bei der Verwendung elektronischer Ausloeser ist das entscheidende Problem die hohe Toleranz des Verstaerkungsfaktors der Messverstaerker. Zusaetzlich werden die entstehenden Fehler heutzutage im Prozessor erst nach relativ langer Zeit (ca. 100ms) korrigiert. Bei der zur Erdschlusserfassung noetigen Summenbildung kann das Geraet einen Erdschluss anzeigen, obwohl das Netz erdschlussfrei ist. Auch das Gegenteil ist moeglich, dass bei vorliegendem Erdschluss die Summe annaehrend Null betraegt. Bisher wurde dieses Problem dadurch behoben, dass ein nachgeschalteter Prozessor eine Korrektur durchfuehrt, bei der die Stromsignale durch Software addiert werden. Dabei entsteht allerdings ein erheblicher Fehler, da die zur Ausloesung fuehrenden geringen Erdschlussstroeme nur etwa 2-5 Wandlereinheiten entsprechen. Jedoch ist wegen des begrenzten Speicherplatzes (10bit) keine bessere Aufloesung, insbesondere bei hohem Laststrom, realisierbar.

Hier werden drei Varianten der Fehlerkorrektur vorgeschlagen. Sie arbeiten alle ohne Taktung, so dass auch Mikroprozessoren verwendet werden koennen, die kein schnelles PWM-Signal (PWM, Pulse Width Modulation, dt.: Pulsweitenmodulation) zur Verfuegung stellen koennen.

1. Die erste Variante ist in Abbildung 1 dargestellt. Hier werden die Ausgangssignale der Messverstaerker auf einen Summierverstaerker gegeben. Dieser hat mehrere Eingangswiderstaende und kann die Signale der Messverstaerker abhaengig von der Genauigkeit der Widerstaende sehr genau addieren. Da die Signale aus den Messverstaerkern bereits relativ grosse Fehler (z.B. ±10%) besitzen, ist eine Korrektur erforderlich. Diese kann durch Abgleich der Summierwiderstaende R1, R2, R3 erfolgen.

2. Die zweite Variante (Abb. 2) realisiert die...