Überstromschutz Es ist bekanntgeworden, zur Erfassung kurzzeiti ger kurzschlussartiger Vorgänge, deren Dauer nur Millisekunden oder Bruchteile davon beträgt, an stelle mechanischer Schalter Kaltkathodenröhren als Schaltmittel in Schaltrelaiskreisen zu verwenden.
Hierzu werden diese Kaltkathodenröhren über Wider stände und Gleichrichter von einem Stromwandler gesteuert, der in dem zu überwachenden Stromkreis liegt. SolcheKaltkathodenröhren arbeiten sehr schnell, so dass es mit ihnen möglich ist, auch wischerartige Überstromspitzen zu erfassen und auszuwerten. Der artige grosse Ansprechgeschwindigkeiten weisen aber mechanische Schaltmittel in Form von Relais mit kleinem Verbrauch und ausreichender Ansprechge- nauigkeit nicht auf.
Ein grosser Nachteil der Kaltkathodenröhren be steht aber in der hohen Zündspannung, die über 100 V liegt, und ferner in der grossen Widerstands änderung zwischen dem Sperrzustand und dem ge zündeten Zustand, der sich praktisch von dem Wider standswert unendlich bis auf wenige Ohm vermindert. Diese grosse Widerstandsänderung bedeutet nun in Verbindung mit Stromwandlern, die ja mit einge prägtem Strom arbeiten, eine entsprechend grosse Spannungsänderung.
Da die Sekundärspannung des Stromwandlers bzw. der Spannungsabfall an einem vom stromwandlergespeisten Widerstand zur Zündung der Röhre benutzt ist, hat die Widerstandsvermin derung bei Zünden der Röhre einen entsprechend grossen Spannungsrückgang zur Folge, der an sich die Röhre wieder in den stromsperrenden Zustand bringen würde, wenn nicht besondere Mittel zur Verhinderung dieses Nachteiles vorgesehen werden. Diese Mittel, die zur Erfassung kurzzeitiger Strom spitzen notwendig sind, bestehen einmal in der sehr genauen Auslegung des Stromwandlers, ferner in einer entsprechend genau abgepassten Bemessung der Widerstände unter Einfügung von Dioden und in der Notwendigkeit der Verwendung von Konden satoren.
Gerade die Verwendung von Kondensatoren bedingt aber wiederum eine Zeitverzögerung, die die Erfassung sehr kurzer überströme auf diese Weise unmöglich macht.
Aufgabe der Erfindung ist es nun, mit einfachen Mitteln die vorgenannten Nachteile zu vermeiden und einen überstromschutz zu schaffen, der die einwand freie Erfassung auch kürzester überstromspitzen er möglicht.
Die Lösung der gestellten Aufgabe besteht gemäss der Erfindung darin, dass der Spannungsab fall eines stromwandlergespeisten Belastungswider standes als pulsierende Gleichspannung über einen Widerstand der Steuerstrecke eines Vierschichthalb- leiters zugeführt ist, der als spannungsabhängiges Schaltmittel in dem an eine pulsierende Spannung gelegten Relaiskreis dient.
Durch eine niederohmige Dimensionierung des Belastungswiderstandes ergibt sich die Möglichkeit, einen entsprechend kleinen Stromwandler zu verwenden und die Spannung am Belastungswiderstand klein zu machen, da Vier schichthalbleiter schon mit wenigen Volt Steuerspan nung zum Zünden gebracht werden können.
Dies schliesst jedoch die Vorschaltung eines hochohmigen Widerstandes im Zündkreis nicht aus, so dass sich der bei Zündung des Vierschichthalbleiters ebenfalls verringernde Widerstandswert wegen des hohen Vor- Widerstandes auf den Gesamtwiderstand des Steuer kreises nur so wenig eingeht, dass eine Sperrung des Schaltmittels nicht eintreten kann. Um eine entspre chende Wirkungsweise der gesamten Anlage zu er möglichen, ist es bei Verwendung von Vierschicht halbleitern notwendig,
dass der Relaiskreis von Wechselspannung oder von einer pulsierenden Gleich- spannung betrieben wird, die nicht geglättet sein darf. Auf diese Weise kehrt der Vierschichthalbleiter bei Wegfall der Zündspannung wieder in den stromsper renden Zustand zurück, sobald die - Speisespannung Null wird. Ein in den Speisekreis eingeschaltetes Schutzrelais hat dabei ausreichend Zeit zum Anspre chen.
Die vorbeschriebene Wirkungsweise des Über stromschutzes nach der Erfindung setzt nun voraus, dass die der Steuerstrecke zugeführte pulsierende Gleichspannung und die den Relaiskreis beaufschla- gende Speisespannung gleiche Frequenz und etwa übereinstimmende Phasenlage haben.
Wenn das nicht zutrifft, d. h. wenn die Phasenlage beider Spannungen sehr voneinander verschieden ist, dann kann dennoch ein einwandfreies Arbeiten des Schutzes dadurch er möglicht werden, dass durch Anordnung an sich bekannter Phasenverschiebungsmittel wiederum eine Phasenübereinstimmung herbeigeführt wird.
An Hand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele ist nachfolgend das Wesen der Erfindung noch näher dargelegt. Gleiche Bezugszei chen sind hierbei in beiden Ausführungsfällen für gleiche Schaltelemente benutzt.
Gemäss Fig. 1 soll der Wechselstrom I in der Leitung 1 überwacht werden. Hierzu ist im Strom kreis 1 ein Stromwandler 2 angeordnet, der einen Doppelweggleichrichter 3 speist. Die nicht geglättete pulsierende Gleichspannung des Gleichrichters 3 wird einem niederohmigen Belastungswiderstand 4 zugeführt, dessen Abgriff über einen hochohmigen Widerstand 5 mit dem Steuerkreis eines Vierschicht halbleiters 7 verbunden ist. Parallel zur Steuerstrecke des Halbleiters ist ein Widerstand 6 angeordnet.
Der besagte Vierschichthalbleiter 7 ist in Reihe mit einem Schutzrelais 8 an einen Doppelweggleichrichter 9 an geschlossen, der von der Wechselspannungsspeise- quelle versorgt wird. Sobald der Strom I in der Leitung 1 einen solchen Wert annimmt, dass der Spannungsabfall am Belastungswiderstand 4 einen zum Zünden des Vierschichthalbleiters 7 ausreichen den Wert erreicht, wird dieser Vierschichthalbleiter 7 stromdurchlässig und lässt das Relais 8 ansprechen.
Bei Nullwerden der Speisespannung und der Steuer spannung wird dieser Vierschichthalbleiter wieder stromsperrend und kann dann bei Vorliegen entspre chender Betriebsverhältnisse erneut gezündet werden. Für das einwandfreie Arbeiten der Anordnung ist hierbei vorausgesetzt, dass die den Gleichrichter 9 speisende Wechselspannung und der Wechselstrom in der Leitung 1 frequenz- und phasengleich sind.
Wenn dies nicht der Fall ist, dann muss gemäss Fig. 2 dafür gesorgt werden, dass der Spannungsab fall am Belastungswiderstand, der vom Wechselstrom herrührt, der Speisespannung des Relaiskreises pha- sengleich gemacht wird. Hierzu ist ein niederohmiger Belastungswiderstand 41 an den Stromwandler 2 angeschlossen und dem Belastungswiderstand ein ohmisch kapazitiver Spannungsteiler 10, 11 parallel gelegt.
An den Spannungsteiler ist seinerseits dann der Gleichrichter geschaltet, der über den hochohmi- gen Widerstand 5 den Steuerkreis des Vierschicht halbleiters beeinflusst. Durch entsprechende Bemes sung des gegebenenfalls verstellbaren Spannungsteilers kann erreicht werden, dass die auf die Steuerstrecke des Vierschichthalbleiters gegebene Steuerspannung phasengleich der das Relais betreibenden Speisespan nung wird. Mit der Anordnung nach der Erfindung wird eine schnell und sicher arbeitende und aus ein fachen und robusten Schaltelementen bestehende Schutzschaltung gewonnen.