AT507083B1

AT507083B1 - ELECTRICAL PROTECTION DEVICE AND CONTROL METHOD OF THE ELECTRICAL PROTECTION DEVICE

Info

Publication number: AT507083B1
Application number: AT2712009A
Authority: AT
Inventors: Thomas Rothmayer; Harald Schweigert
Original assignee: Siemens Ag Oesterreich
Priority date: 2009-02-18
Filing date: 2009-02-18
Publication date: 2010-02-15
Also published as: CN102326309B; CN102326309A; EP2399327A1; WO2010094548A1; AT507083A4

Description

österreichisches Patentamt AT507 083B1 2010-02-15Austrian Patent Office AT507 083B1 2010-02-15

Beschreibungdescription

ELEKTRISCHE SCHUTZEINRICHTUNG UND STEUERUNGSVERFAHREN DER ELEKTRISCHEN SCHUTZEINRICHTUNGELECTRICAL PROTECTION DEVICE AND CONTROL METHOD OF THE ELECTRICAL PROTECTION DEVICE

[0001] Die Erfindung betrifft eine elektrische Schutzeinrichtung zur Anordnung zwischen zumindest einem Verbraucher und einer Stromversorgung, wobei diese Schutzeinrichtung eine Strombegrezungs- und eine Abschaltfunktion aufweist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Steuerungsverfahren der elektrischen Schutzeinrichtung.The invention relates to an electrical protective device for the arrangement between at least one consumer and a power supply, said protective device having a Strombegrezungs- and a shutdown function. Furthermore, the invention relates to a control method of the electrical protective device.

[0002] Elektrische Schutzeinrichtungen finden überall dort Anwendung, wo Störfälle innerhalb einer elektrischen Anlage zu einer Gefährdung von Mensch und/oder Maschine führen können. Insbesondere bei der Versorgung eines Verbrauchers oder mehrerer Verbrauchern mittels einer Stromversorgung bedarf es einer elektrischen Schutzeinrichtung. Diese wird zwischen die Stromversorgung und den bzw. die Verbraucher angeordnet, um bei einer Störung den Strom durch den bzw. die Verbraucher zu reduzieren und bei fortdauernder Störung abzuschalten.Electrical protective devices are used wherever incidents within an electrical system can lead to a hazard to humans and / or machine. In particular, in the supply of a consumer or more consumers by means of a power supply, it requires an electrical protection device. This is arranged between the power supply and the consumer (s) to reduce the current through the consumer (s) in the event of a fault and to shut it off if the fault persists.

[0003] Vor allem bei Stromversorgungen zur Versorgung mehrerer Lastzweige ist es sinnvoll, jeden Lastzweig mit einer elektrischen Schutzeinrichtung abzusichern. Kommt es in einem Lastzweig zu einer Störung, wird dieser strombegrenzt oder abgeschaltet, ohne die Versorgung der übrigen Lastzweige zu gefährden. Ohne eine solche Schutzvorkehrung belastet ein fehlerhafter Lastzweig die Stromversorgung über den vorgesehenen Laststrom hinaus. Die Stromversorgung, insbesondere ein Schaltnetzteil, geht dann gegebenenfalls selbst in einen strombegrenzenden Modus über und schaltet bei fortdauernder Störung ab. Alle Lastzweige sind dann stromlos. Dasselbe geschieht, wenn die Lasten am Ausgang der Stromversorgung jeweils mittels eines vorgeschalteten, mechanischen Leitungsschutzschalters abgesichert sind, da ein solcher einen deutlichen Überstrom benötigt, um auszulösen. Diesen Überstrom kann die Stromversorgung oft nicht mehr zusätzlich zur Versorgung der restlichen Lasten liefern.Especially for power supplies to supply multiple load branches, it makes sense to secure each load branch with an electrical protection device. If a fault occurs in a load branch, it is current-limited or switched off, without jeopardizing the supply of the remaining load branches. Without such a protective device, a faulty load branch loads the power supply beyond the intended load current. The power supply, in particular a switched-mode power supply, then optionally transitions itself into a current-limiting mode and switches off when the fault persists. All load branches are then de-energized. The same happens when the loads at the output of the power supply are each protected by means of an upstream, mechanical circuit breaker, since such requires a significant overcurrent to trip. This overcurrent can often no longer supply the power supply in addition to the supply of the remaining loads.

[0004] Die Art der Anwendung der gattungsgemäßen elektrischen Schutzeinrichtungen bringt es mit sich, dass diese mit unterschiedlichen als Auslösegrenzen vorgegebenen Stromgrenzwerten vorliegen müssen. Insbesondere bei Industrieanlagen ist es die Regel, dass mittels einer Stromversorgung mehrere Lastzweige unterschiedlicher Leistung versorgt werden. Jeder Lastzweig umfasst somit eine elektrische Schutzeinrichtung mit einem jeweils unterschiedlichen Stromgrenzwert. Es kommt bei Industrieanlagen auch vor, dass nur ein Lastzweig vorliegt, der infolge geänderter Produktionsbedingungen einmal mehr und einmal weniger Verbraucher umfasst. Auch in einem solchen Fall müssen elektrische Schutzeinrichtungen mit unterschiedlichen Stromgrenzwerten zum Einsatz kommen.The nature of the application of the generic electrical protective devices entails that they must be present with different current limit values predetermined as tripping limits. In particular, in industrial plants, it is the rule that several load branches of different power are supplied by means of a power supply. Each load branch thus comprises an electrical protection device with a respective different current limit value. It also happens in industrial plants that there is only one load branch which, as a result of changed production conditions, comprises once more and once fewer consumers. Even in such a case, electrical protective devices with different current limits must be used.

[0005] Aus der WO 01/41277 A2 und der EP 0933849 A1 kennt man beispielsweise eine elektrische Schutzeinrichtung für Stromversorgungen mit mehreren Lastzweigen. Dabei wird für jeden Lastzweig in die Verbindungsleitung zwischen der Stromversorgung und der Last ein Halbleiterschalter mit Einstellmöglichkeit, ein Strommesselement und eine Auswerte- bzw. Regelelektronik in Form von Operationsverstärkern geschaltet. Die Leistungsfähigkeit des jeweiligen Halbleiterschalters ist auf einen definierten Nennstrom ausgelegt. Bei einem Anschluss kleinerer Verbraucher wird die Auslösegrenze auf einen geringeren Wert als dieser Nennstrom eingestellt. Dadurch kommt es oft zu dem unerwünschten Fall, dass die Leistungsfähigkeit des jeweiligen Halbleiterschalters und der jeweiligen Ansteuerschaltung nicht ausgenützt wird. Eine solche Lösung führt also in der Regel zu einer Überdimensionierung der elektrischen Schutzeinrichtung mit einer schlechten Kosten-Nutzen-Relation.From WO 01/41277 A2 and EP 0933849 A1 is known, for example, an electrical protective device for power supplies with multiple load branches. In this case, a semiconductor switch with adjustment, a current measuring element and an evaluation or control electronics in the form of operational amplifiers is connected for each load branch in the connecting line between the power supply and the load. The performance of each semiconductor switch is designed for a defined nominal current. When smaller consumers are connected, the tripping limit is set to a lower value than this rated current. This often leads to the undesirable case that the performance of the respective semiconductor switch and the respective drive circuit is not utilized. Such a solution thus usually leads to over-dimensioning of the electrical protective device with a poor cost-benefit ratio.

[0006] Nach dem Stand der Technik kennt man deshalb auch elektrische Schutzeinrichtungen, die für einzelne Lastzweige vorgesehen sind. Dabei wird eine Überdimensionierung verhindert, indem Produktreihen mit feinen Nennstrom-Abstufungen angeboten werden. In jeden Lastzweig wird somit die entsprechende elektrische Schutzeinrichtung mit dem benötigten Nennstrom geschaltet. Nachteilig ist hier ein erforderlicher hoher Lagerhaltungsaufwand.Therefore, according to the prior art, electrical protective devices are known which are provided for individual load branches. This overdimensioning is prevented by product lines are offered with fine rated current gradations. In each load branch thus the corresponding electrical protection device is switched with the required rated current. The disadvantage here is a required high storage costs.

[0007] Eine weitere bekannte elektrische Absicherung sieht vor, dass in jedem Lastzweig ein 1/7 österreichisches Patentamt AT507 083 B1 2010-02-15Another known electrical protection provides that in each load branch a 1/7 Austrian Patent Office AT507 083 B1 2010-02-15

Tiefsetzsteller angeordnet ist, welcher im Normalbetrieb durchschaltet und nur im Störfall in einem Strombegrenzungsmode taktet. Die AT 504 528 A beschreibt eine solche Lösung.Down converter is arranged, which switches through in normal operation and only in case of failure in a current limiting mode clocks. AT 504 528 A describes such a solution.

[0008] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine elektrische Schutzeinrichtung der eingangs genannten Art eine Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik anzugeben.The invention has for its object to provide an improvement over the prior art for an electrical protective device of the type mentioned.

[0009] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch die unabhängigen Patentansprüche 1 und 9 und durch vorteilhafte Ausprägungen gemäß den Unteransprüchen.According to the invention, this object is achieved by the independent claims 1 and 9 and by advantageous developments according to the subclaims.

[0010] Dabei ist die Schutzeinrichtung aus mehreren strombegrenzenden bzw. abschaltenden Schutzelementen gebildet, wobei deren Ausgänge parallel geschaltet sind. Auf diese Weise ist eine einfache Maßnahme angegeben, einen Lastzweig oder mehrere Lastzweige mit dem jeweils erforderlichen Stromgrenzwert abzusichern. Der jeweilige Stromgrenzwert ergibt sich dabei aus der Summe der Teilstromgrenzwerte der ausgangsseitig parallel geschalteten Schutzelemente.In this case, the protective device is formed from a plurality of current-limiting or disconnecting protective elements, wherein the outputs are connected in parallel. In this way, a simple measure is specified to secure a load branch or multiple load branches with the respective required current limit. The respective current limit results from the sum of the partial current limits of the protective elements connected in parallel on the output side.

[0011] Eine erfindungsgemäße Schutzeinrichtung umfasst dabei beispielsweise eine wählbare Anzahl an Schutzelementen, die in Summe den für eine angeschlossene Last erforderlichen Absicherungsschutz bewirken, ohne dabei überdimensioniert zu sein. Des Weiteren besteht die Möglichkeit, die Schutzeinrichtung in mehrere Schutzeinrichtungsblöcke zu unterteilen, um auf diese Weise mehrere getrennte, parallel arbeitende Sicherungskanäle für verschiedene Lasten bzw. Lastzweige zu schaffen. Dabei werden für unterschiedliche Lasten unterschiedlich viele Schutzelemente ausgangsseitig miteinander verbunden. Die jeweils miteinander verbundenen Schutzelemente bilden einen Block mit dem erforderlichen Absicherungsschutz für die jeweils angeschlossene Last.A protective device according to the invention comprises, for example, a selectable number of protective elements, which in total cause the required for a connected load protection protection, without being oversized. It is also possible to subdivide the protective device into several protective device blocks in order to create several separate, parallel-working safety channels for different loads or load branches. Different levels of protection elements are connected together on the output side for different loads. The respective interconnected protective elements form a block with the required protection protection for each connected load.

[0012] Das entsprechende Steuerungsverfahren sieht vor, dass ein Schutzelement bei Erreichung eines zugeordneten vorgegebenen Teilstromgrenzwertes den Strom durch das Schutzelement begrenzt, bis ein kritischer Parameter des Schutzelements einen vorgegebenen Maximalwert überschreitet und das Schutzelement abschaltet. Der Laststrom durch die parallel geschalteten Schutzelemente teilt sich somit im Normalbetrieb immer so auf, dass durch keines der Schutzelemente ein Strom größer dem Teilstromgrenzwert fließt. Bei Erreichung eines Teilstromgrenzwertes eines Schutzelements wird der Strom durch dieses Schutzelement reduziert. Im gleichen Ausmaß steigt der Strom durch die übrigen parallel zu diesem Schutzelement geschalteten Schutzelemente. Auf diese Weise werden Toleranzen der einzelnen Schutzelemente ausgeglichen.The corresponding control method provides that a protection element upon reaching an associated predetermined partial current limit value limits the current through the protective element until a critical parameter of the protective element exceeds a predetermined maximum value and shuts off the protective element. The load current through the protective elements connected in parallel thus always divides in normal operation so that none of the protective elements flows a current greater than the partial current limit value. Upon reaching a partial current limit of a protective element, the current is reduced by this protective element. To the same extent, the current increases through the other protective elements connected in parallel with this protective element. In this way, tolerances of the individual protection elements are compensated.

[0013] Eine vorteilhafte Ausprägung der Erfindung sieht vor, dass jedes Schutzelement einen fixen Teilstromgrenzwert aufweist, sodass die Schutzelemente einfach aufgebaut und daher billig in der Herstellung sind.An advantageous embodiment of the invention provides that each protective element has a fixed partial current limit, so that the protective elements are simple and therefore inexpensive to manufacture.

[0014] Dabei ist es von Vorteil, wenn ein Stromgrenzwert der Schutzeinrichtung oder eines Schutzeinrichtungsblocks als Summe gleich großer Teilstromgrenzwerte der parallel geschalteten Schutzelemente gebildet ist. Somit werden mittels baugleicher Schutzelemente unterschiedliche Schutzeinrichtungen bzw. Schutzeinrichtungsblöcke mit wählbar abgestuften Stromgrenzwerten zusammengesetzt. Mit nur einer Schutzelementausführung sind Lastzweige mit unterschiedlichsten Leistungen absicherbar, ohne dass eine Überdimensionierung der Schutzeinrichtung auftritt.It is advantageous if a current limit value of the protective device or a protective device block is formed as the sum of equal partial flow limits of the parallel-connected protective elements. Thus, different protective devices or protective device blocks are combined with selectable graded current limits by means of identical protection elements. With only one protective element design, load branches with a wide variety of powers can be protected without overdimensioning the protective device.

[0015] Eine einfache Ausführung ist in der Weise ausgeführt, dass die Schutzelemente der Schutzeinrichtung ausgangsseitig mittels eines Verbindungskamms verbunden sind. Eine aufwendige Verdrahtung in einem Schaltkasten entfällt somit.A simple embodiment is carried out in such a way that the protective elements of the protective device are connected on the output side by means of a connecting comb. A complex wiring in a control box is thus eliminated.

[0016] Vorteilhafterweise ist der Verbindungskamm mit den Ausgängen der Schutzelemente verlötet, sodass eine sichere und berechenbare Kontaktierung zwischen den einzelnen Ausgängen der Schutzelemente gegeben ist.Advantageously, the connection comb is soldered to the outputs of the protective elements, so that a secure and predictable contact between the individual outputs of the protective elements is given.

[0017] Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn der Verbindungskamm zwischen den Schutzelementen jeweils zumindest eine manuell trennbare Trennstelle, insbesondere eine Sollbruchstelle, aufweist. Die Schutzeinrichtung umfasst dabei eine vorwählbare Anzahl an Schutzelemen- 2/7 österreichisches Patentamt AT507 083B1 2010-02-15 ten, die ausgangsseitig bereits verbunden sind. Im Zuge einer Installation wird die Schutzeinrichtung je nach Bedarf in mehrere Schutzeinrichtungsblöcke aufgeteilt, indem eine Unterbrechung einer Verbindung oder mehrerer Verbindungen zwischen jeweils zwei Schutzelementen erfolgt. Dabei umfasst jede der resultierenden Schutzeinrichtungsblöcke die Anzahl an Schutzelementen, die zur Absicherung eines angeschlossenen Lastzweigs erforderlich sind.Furthermore, it is advantageous if the connecting comb between the protective elements each have at least one manually separable separation point, in particular a predetermined breaking point. The protective device comprises a preselectable number of protection elements which are already connected on the output side. In the course of an installation, the protection device is divided into several protective device blocks as required, by interrupting one or more connections between two protective elements. Each of the resulting protector blocks comprises the number of protective elements required to protect a connected load branch.

[0018] In einer günstigen Variante weist der Verbindungskamm zwischen den Schutzelementen jeweils ein sperrig geformtes Trennstück auf, welches manuell aus dem Verbindungskamm heraustrennbar ist. Das Trennstück wird zur Trennung des Kamms herausgelöst, wobei die sperrige Form bewirkt, dass das Trennstück nicht versehentlich durch Lüftungsschlitze in ein naheliegenden Gerätegehäuses fällt.In a favorable variant of the connecting comb between the protective elements in each case a bulky shaped separator, which is manually herausschennbar from the connecting comb. The separator is released to separate the comb, the bulky shape causing the separator to not accidentally fall through vents in a nearby device housing.

[0019] Zudem ist es günstig, unterhalb einer Trennstelle bzw. eines Trennstücks eine Markierung vorzusehen, die eine Kammtrennung anzeigt, indem die Markierung nach einem Trennvorgang sichtbar wird.In addition, it is advantageous to provide below a separation point or a separator, a mark indicating a comb separation by the mark is visible after a separation process.

[0020] Eine weitere Ausführung sieht vor, dass die Schutzeinrichtung in die Stromversorgung eingebaut ist. Damit wird die Installation insbesondere in einem Schaltkasten zusätzlich vereinfacht.A further embodiment provides that the protective device is installed in the power supply. This simplifies the installation, especially in a control box.

[0021] In einer Ausprägung der Erfindung umfasst jedes Schutzelement eine Ansteuerungseinheit und ein Strombegrenzungselement mit einem variablen Durchgangswiderstand. Dabei ist der Durchgangswiderstand mittels der Ansteuerungseinheit in Abhängigkeit des durch das Strombegrenzungselement fließenden Stromes bestimmt. Die Steuerung erfolgt dann beispielsweise in der Form, dass der Durchleitkanal eines an den Teilstromgrenzwert angelangten Schutzelements geringfügig hochohmiger wird. Dabei baut das abregelnde Schutzelement nur soviel mehr Widerstand auf, dass die Toleranzen der Schutzelemente kompensiert werden.In one embodiment of the invention, each protective element comprises a drive unit and a current limiting element with a variable volume resistance. In this case, the volume resistance is determined by means of the drive unit as a function of the current flowing through the current limiting element current. The control then takes place, for example, in the form that the passage channel of a protection element that has arrived at the partial flow limit value becomes slightly higher impedance. In this case, the abregelde protective element builds only so much more resistance that the tolerances of the protective elements are compensated.

[0022] In einer Weiterentwicklung des Steuerungsverfahrens ist vorgesehen, dass an jedem Ausgang eines Schutzelements die Spannung erfasst wird und dass bei Erreichung eines vorgegebenen Spannungsabfallwertes das betreffende Schutzelement den Strom durch das Schutzelement für eine vorgegebene Begrenzungszeitspanne begrenzt und dass das Schutzelement nach einem Ablauf der Begrenzungszeitspanne abschaltet. Ein Zeitglied wird also erst nach einem eindeutigen Abfall der Spannung am Ausgang aller parallel geschalteter Schutzelemente gestartet, sodass geringfügige Störungen oder eine ungleichmäßige Verteilung des Laststromes nicht zur Abschaltung führen.In a further development of the control method is provided that at each output of a protective element, the voltage is detected and that upon reaching a predetermined voltage drop, the relevant protection element limits the current through the protection element for a predetermined limitation period and that the protective element after a lapse of the limitation period off. A timer is thus started only after a clear drop in the voltage at the output of all parallel-connected protection elements, so that minor disturbances or an uneven distribution of the load current does not lead to shutdown.

[0023] Dabei ist es des Weiteren von Vorteil, wenn nach einer Abschaltung alle Schutzelemente zurückgesetzt werden, sobald eine vorgegebene Ausschaltzeitspanne abgelaufen ist und/oder ein kritischer Parameter des jeweiligen Schutzelements unterhalb eines vorgegebenen Einschaltwertes fällt. Es werden beispielsweise alle Zeitglieder zurückgesetzt, sodass alle Schutzelemente unabhängig vom momentanen Schaltzustand wieder denselben Ausgangszustand annehmen. Dadurch können beliebige Schutzelementausgänge miteinander verschaltet und über einen gemeinsamen Reset wieder aktiviert werden.It is also advantageous if after a shutdown all protection elements are reset as soon as a predetermined switch-off has expired and / or a critical parameter of each protection element falls below a predetermined switch-on. For example, all timers are reset, so that all protection elements, regardless of the current switching state again assume the same initial state. As a result, any protective element outputs can be interconnected and reactivated via a common reset.

[0024] Als kritischer Parameter wird günstigerweise eine Chiptemperatur des jeweiligen Schutzelements erfasst. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die Schutzeinrichtung bzw. ein betreffender Schutzeinrichtungsblock erst dann abschaltet, wenn die thermische Belastung infolge eines Abregelvorgangs zu groß wird.As a critical parameter, a chip temperature of the respective protective element is favorably detected. In this way, it is ensured that the protective device or a relevant protector block only turns off when the thermal load due to a Abregelvorgangs is too large.

[0025] Die Erfindung wird nachfolgend in beispielhafter Weise unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert.The invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings.

[0026] Es zeigen in schematischer Darstellung: [0027] Fig. 1 Schaltungsaufbau einer Schutzeinrichtung mit zwei Verbraucherzweigen [0028] Fig. 2 Verbindungskamm mit Trennstellen [0029] In Fig. 1 ist eine Schutzeinrichtung SCH mit mehreren Schutzelementen El..En dargestellt. Dabei sind die ersten drei Schutzelemente E1, E2, E3 zu einem ersten Schutzeinrich- 3/7 österreichisches Patentamt AT507 083B1 2010-02-15 tungsblock B11 und die restlichen Schutzelemente E4...En zu einem zweiten Schutzeinrichtungsblock B12 zusammengefasst. Ein erster Verbraucher bzw. Verbraucherzweig V1 ist über den ersten Schutzeinrichtungsblock B11 und ein zweiter Verbraucher bzw. Verbraucherzweig V2 ist über den zweiten Schutzeinrichtungsblock B12 an eine Speisespannung U einer Stromversorgung angeschlossen.1 shows a circuit construction of a protective device with two consumer branches. FIG. 2 shows a connecting comb with separating points FIG. 1 shows a protective device SCH with a plurality of protective elements E1..En. In this case, the first three protective elements E1, E2, E3 are combined to form a first protective device B11 and the remaining protective elements E4... En to a second protective device block B12. A first consumer or consumer branch V1 is connected via the first protective device block B11 and a second consumer or consumer branch V2 is connected via the second protective device block B12 to a supply voltage U of a power supply.

[0030] Jedes Schutzelement E1...En umfasst ein Strombegrenzungselement T1...Tn und eine Stromerfassungseinheit 11...In. Das jeweilige Strombegrenzungselement T1...Tn ist beispielsweise als Transistor und die jeweilige Stromerfassungseinheit 11...In als Stromwandler ausgebildet. Mittels einer jeweiligen Ansteuerungseinheit A1...An wird der Stromfluss durch das Strombegrenzungselement T1...Tn in Abhängigkeit des jeweils erfassten Stromes gesteuert. Jeder Ansteuerungseinheit Al..An ist ein Teilstromgrenzwert vorgegeben. Die Teilstromgrenzwerte der jeweils ausgangsseitig verbundenen Schutzelemente E1, E2, E3 bzw. E4...En ergeben in Summe den Stromgrenzwert des jeweiligen Blocks B11 bzw. B12. Die Ansteuerungseinheiten A1 ...An sind entweder analog aufgebaut oder als Mikrocontroller ausgebildet.Each protection element E1 ... En comprises a current limiting element T1 ... Tn and a current detection unit 11 ... In. The respective current limiting element T1... Tn is designed, for example, as a transistor and the respective current detection unit 11... In as a current transformer. By means of a respective drive unit A1... An, the current flow through the current limiting element T1... Tn is controlled as a function of the respectively detected current. Each actuation unit Al..An is given a partial current limit value. The partial current limit values of the protective elements E1, E2, E3 or E4... En which are connected on the output side in total produce the current limit value of the respective block B11 or B12. The drive units A1 ... An are either constructed analogously or designed as a microcontroller.

[0031] Jedem Strombegrenzungselement TI..Tn ist eine weitere Sicherung S1...Sn aus Brandschutzgründen vorgeschaltet. Dabei handelt es sich entweder um eine Schmelzsicherung oder um einen Leitungsschutzschalter.Each current limiting element TI..Tn is preceded by a further fuse S1 ... Sn for fire protection reasons. This is either a fuse or a circuit breaker.

[0032] Die Funktionsweise der Schutzeinrichtung SCH wird anhand des ersten Schutzeinrichtungsblocks B11 erläutert. Der Verbraucher bzw. Verbraucherzweig V1 ist an eine Ausgangsklemme K11 des Blocks B11 angeschlossen. Die beiden anderen Ausgangsklemmen K12, K13 bleiben frei, wenn die ausgangsseitige Verbindung mittels eines Verbindungskamms Ka erfolgt. Dabei verbindet ein erster Verbindungskammabschnitt Ka1 die Ausgänge des ersten Blocks B11 und ein zweiter Verbindungskammabschnitt Ka2 die Ausgänge des zweiten Blocks B12. Alternativ dazu kann eine ausgangsseitige Verbindung über die entsprechenden Klemmen K11, K12, K13 bzw. K14...Kln mittels Drahtbrücken erfolgen.The operation of the protective device SCH will be explained with reference to the first protector block B11. The consumer or consumer branch V1 is connected to an output terminal K11 of the block B11. The other two output terminals K12, K13 remain free when the output side connection is made by means of a connecting comb Ka. At this time, a first connection comb portion Ka1 connects the outputs of the first block B11 and a second connection comb portion Ka2 connects the outputs of the second block B12. Alternatively, an output-side connection via the corresponding terminals K11, K12, K13 or K14 ... Kln done by wire bridges.

[0033] Im Falle einer Verbindung mittels Verbindungskamm Ka muss jede Ausgangsklemme K11 ...Kln für den maximal möglichen Stromgrenzwert ausgelegt sein. Im Normalbetrieb wird der vom Verbraucher bzw. Verbraucherzweig V1 gezogene Laststrom den Stromgrenzwert des Blocks B11 nicht erreichen. Der Laststrom teilt sich dann entsprechend den Durchgangswiderständen auf die drei Schutzelemente E1, E2, E3 auf. Toleranzen können dazu führen, dass dabei ein Schutzelement E1 bzw. E2 bzw. E3 seinen Teilstromgrenzwert erreicht. Die betreffende Ansteuerungseinheit A1 bzw. A2 bzw. A3 regelt dann den durch dieses Schutzelement E1 bzw. E2 bzw. E3 fließenden Strom zurück, sodass entsprechend mehr Strom durch die anderen beiden Schutzelemente E1, E2 bzw. E2, E3 bzw. E1, E3 fließt. Um bei einer solchen unterschiedlichen Leistungsaufteilung der einzelnen Schutzelemente El, E2, E3 die maximal zur Verfügung stehende Leistungsfähigkeit der Strombegrenzungselemente T1, T2, T3 zu nutzen, wird die Chiptemperatur des jeweiligen Strombegrenzungselements T1, T2, T3 herangezogen. Ist die maximale Chiptemperatur eines Schutzelements E1 bzw. E2 bzw. E3 erreicht, schaltet dieses ab. Die parallel geschalteten Schutzelemente E1, E2 bzw. E2, E3 bzw. E1, E3 müssen infolgedessen die Überlast übernehmen. Bei einer Überschreitung der maximal zulässigen Chiptemperatur schalten auch diese ab.In the case of a connection by means of comb Ka each output terminal K11 ... Kln must be designed for the maximum possible current limit. In normal operation, the load current drawn by the consumer or load branch V1 will not reach the current limit of the block B11. The load current is then divided according to the contact resistances on the three protective elements E1, E2, E3. Tolerances can lead to a protective element E1 or E2 or E3 reaching its partial current limit value. The respective control unit A1 or A2 or A3 then regulates the current flowing through this protective element E1 or E2 or E3, so that correspondingly more current flows through the other two protective elements E1, E2 or E2, E3 or E1, E3 , In order to use the maximum available capacity of the current limiting elements T1, T2, T3 in such a different power distribution of the individual protection elements El, E2, E3, the chip temperature of the respective current limiting element T1, T2, T3 is used. If the maximum chip temperature of a protective element E1 or E2 or E3 is reached, this switches off. The parallel connected protective elements E1, E2 or E2, E3 or E1, E3 must take over as a result, the overload. If the maximum permissible chip temperature is exceeded, these also switch off.

[0034] Als Alternative zur Chiptemperaturerfassung werden Überlasten nur für die Dauer einer vorgegebenen Zeitspanne zugelassen. Dabei kann ein Zeitglied erst nach einem eindeutigen Abfall der Spannung am Ausgang der parallel geschalteten Schutzeinheiten E1, E2, E3 gestartet werden. In diesem Fall ist mittels einer übergeordneten Steuereinheit eine sequentielle Abtastung der einzelnen Schutzelement-Ausgangsspannungen durchzuführen, da dieser Steuereinheit nicht bekannt ist, welche Schutzeinheiten El..En parallel geschaltet sind. Aus den Ausgangsspannungen wird auf die thermische Belastung der Strombegrenzungselemente T1, T2, T3 geschlossen.As an alternative to chip temperature sensing, overloads are allowed only for the duration of a predetermined amount of time. In this case, a timer can only be started after a clear drop in the voltage at the output of the parallel-connected protection units E1, E2, E3. In this case, a sequential sampling of the individual protective element output voltages is to be carried out by means of a higher-level control unit, since this control unit is not aware of which protective units El..En are connected in parallel. From the output voltages is closed to the thermal load of the current limiting elements T1, T2, T3.

[0035] Erst danach wird nach Ablauf einer festgelegten aktiven Begrenzungszeit, bei der die Lastspannung bereits aktiv reduziert wird, der betreffende Block B11 abgeschaltet, indem z.B. mittels der übergeordneten Steuereinheit an die Ansteuerungseinheiten A1, A2, A3 ein Ab- 4/7Only after that, after expiration of a fixed active limitation time, in which the load voltage is already actively reduced, the relevant block B11 is switched off, e.g. by the superordinated control unit to the drive units A1, A2, A3 a Ab- 4/7

Claims

Austrian Patent Office AT507 083B1 2010-02-15 signal is transmitted. During a subsequent switch-on process, cooling-down times to limit the component temperatures must be taken into account. In this case, for example, reset all timers by means of a manually triggered reset. The reset is disabled until either a predetermined switch-off time has expired or a critical parameter falls below a specified switch-on value. A further embodiment provides that the voltage drop is detected at the respective current limiting element T1, T2, T3. When specifying certain time periods for a current limit, the ambient temperature can additionally be detected. At lower ambient temperatures, the permissible load duration is extended. When detecting the respective chip temperature, however, the ambient temperature is already taken into account. For a secure and predictable connection to the outputs of the protective elements E1 ... En, it is useful to provide a comb Ka. Such is shown in Fig. 2 and is connected by means of appropriate connections with the outputs of the protective elements (E1 ... En) electrically conductive. Conveniently, this is done by soldering appropriate Lötfahnen in a printed circuit board LP. Each solder tag is connected to a protective element output. With such a comb Ka between the individual protective elements E1 ... En correspondingly large cable cross-sections, so that a large number of protective elements El..En is connected in parallel. In addition, the installation effort is reduced significantly, especially when between the protective elements El..En manually separable separation points Br are provided, preferably designed as predetermined breaking points. According to the loads to be connected or consumer branches V1, V2, the connection comb Ka is interrupted at such a separation point Br, so that the connection comb Ka is divided into a plurality of connection comb sections Ka1, Ka2. For this purpose, the connecting comb Ka, for example, separators TS, which allow to initiate a torque in the region of the separation points Br. As a result of repeated twisting of the relevant separating piece TS, cold work hardening occurs in the region of these separating points Br and, as a consequence, a desired break occurs on both sides of the separating piece TS. It is also possible to carry out the separators TS only as detachable parts. It must be ensured in every case that the separators TS have an appropriate size, so that they do not accidentally fall through louvers of a device housing. This can be achieved in that the separators TS are formed in comparison to the other line cross-section either as a larger flat parts or as larger curved parts. The connecting comb Ka can also cover a colored mark. This is released when breaking a separator TS to clearly indicate which protective elements El..En connected or separated. In such an embodiment, it must be ensured that the connecting comb is accessible only when the protective device is de-energized. For this purpose, for example, provide a cover that can only be opened when the protection device is switched off. As an alternative, the connecting comb is made partially insulated. 1. Electrical protective device (SCH) for the arrangement between at least one consumer (V1, V2) and a power supply, said protective device (SCH) has a current limiting and a shutdown, characterized in that the protective device (SCH) of several current-limiting or Abschaltenden protective elements (El..En) is formed, whose outputs are connected in parallel.

2. Electrical protection device according to claim 1, characterized in that each protective element (El..En) is designed to be identical.

3. Electrical protection device according to claim 1 or 2, characterized in that the protective elements (El..En) of the protective device (SCH) on the output side by means of a connecting comb (Ka) are connected.

4. Electrical protection device according to claim 3, characterized in that the connecting comb (Ka) with the outputs of the protective elements (E1 ... En) is soldered.

5. Electrical protection device according to claim 3 or 4, characterized in that the connecting comb (Ka) between the protective elements (E1 ... En) each having at least one manually separable separation point (Br).

6. Electrical protection device according to claim 5, characterized in that the connecting comb between the protective elements (El..En) each having a bulky shaped separator, which is manually herausschennbar from the connecting comb.

7. Electrical protection device according to claim 5 or 6, characterized in that below a separation point or a separator, a mark is attached, indicating a comb separation.

8. Electrical protection device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the protective device (SCH) is installed in the power supply.

9. Electrical protective device according to one of claims 1 to 8, characterized in that each protective element (El..En) comprises a drive unit (A1 ... A2) and a current limiting element (TI..Tn) with a variable volume resistance and that the Volume resistance is determined by means of the control unit (Al..An) in dependence of the current flowing through the current limiting element (TI..Tn) current.

10. Control method of an electrical protective device according to one of claims 1 to 9, characterized in that a protective element (El..En) limits the current through the protective element (El..En) upon reaching an assigned predetermined partial current limit value until a critical parameter of the Protective element (El..En) exceeds a predetermined maximum value and the protective element (El..En) turns off.

11. Control method according to claim 10, characterized in that at each output of a protective element (El..En), the voltage is detected and that upon reaching a predetermined voltage drop, the relevant protection element (El..En) the current through the protective element (El. .En) for a predetermined limitation period and that the protection element (El..En) shuts off after a lapse of the limitation period.

12. Control method according to claim 10 or 11, characterized in that after a shutdown all protection elements (El..En) are reset as soon as a predetermined switch-off has expired and / or a critical parameter of each protection element (El..En) below one predetermined switch-on falls.

13. Control method according to claim 10 or 12, characterized in that a chip temperature of the respective protective element (El..En) is detected as a critical parameter. For this 1 sheet drawings 6/7