CH658755A5 - Leistungsschalter. - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Leistungsschalter nach dem Obergriff des Patentanspruchs 1.

In industriellen und kommerziellen Bereichen werden Leistungsschalter umfangreich verwendet, um elektrische Leiter und an diese Leiter angeschlossene Geräte vor Beschädigungen durch zu hohe Ströme zu schützen. Leistungsschalter wurden anfänglich so ausgelegt, dass sie den durch sie fliessenden Strom unterbrachen, wenn dieser einen bestimmten Pegel überschritt. Nach und nach jedoch wurden differenziertere Zeit/ Strom-Abschaltkennlinien benötigt, so dass ein Leistungsschalter bei sehr starker Überlastung rasch öffnen sollte, bei der Erfassung geringerer Überströme jedoch verzögert unterbrechen sollte. Hierbei war die Verzögerungszeit in grober Annäherung umgekehrt proportional zum Grad der Überlastung. Zusätzlich wurden Leistungsschalter verlangt, die eine Unterbrechung bei der Erfassung von Strömen aufgrund von Erdschlüssen bewirken sollten. Mit ansteigender Komplexität elektrischer Verteilungssysteme wurden die Steuerteile von Leistungsschaltern eines Systems miteinander verbunden, um eine Selektivität und eine Koordinierungsmöglichkeit bei den Abschaltsequenzen zu ermöglichen. Hierdurch kann bei dem Systementwurf die Reihenfolge spezifiziert werden, gemäss der die verschiedenen Lei-stungsschalter bei spezifizierten Fehlerbedingungen eine Unterbrechung vornehmen sollen.

In den späten 60er Jahren wurden elektronische Festkörper-Steuerschaltungen für Hochleistungs-Niederspannungs-Trenn-schalter entwickelt. Diese Steuerschaltungen waren gekennzeichnet durch eine Reihe von Funktionen, wie z.B. das sofortige und verzögerte Abschalten, was früher durch magnetisch oder thermisch arbeitende Vorrichtungen erfolgte. Die erhöhte Genauigkeit und Flexibilität der elektronischen Festkörper-5 Steuerungen führte zu deren weiten Verbreitung, wenngleich die elektronischen Steuerschaltungen häufig teurer waren als die entsprechenden mechanischen Vorrichtungen.

Die frühesten elektronischen Steuerschaltungen enthielten diskrete Bauteile, wie z.B. Transistoren, Widerstände und Konto densatoren. Neuere Schaltungen besassen integrierte Schaltkreise, die bei verminderten Kosten leistungsfähiger waren.

Da die Energiekosten weiterhin stark im Ansteigen begriffen sind, besteht ein wachsendes Interesse an einer wirksameren Steuerung des Verbrauchs elektrischer Energie durch Schaffung 15 höher entwickelter elektrischer Verteilungssysteme. Es besteht daher das Bedürfnis an einem Leistungsschalter, der eine kom- . plexere Analyse der elektrischen Bedigungen in dem zu schützenden Schaltkreis vornimmt und der eine noch bessere Koordinierung mit anderen Schaltern gestattet. Selbstverständlich soll 20 dies bei gleichen oder geringeren Kosten geschehen.

Demgemäss schafft die vorliegende Erfidung einen Leistungsschalter mit Kontakten für den Anschluss an einen zu schützenden Schaltkreis und einer Trennvorrichtung zum Oeffnen der Kontakte, der durch die Merkmale des Patentanspruchs 25 1 gekennzeichnet ist.

Im folgenden wird eine bevor- gte Ausführungsform der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsge-mäss gestalteten Leistungsschalters,

30 Fig. 2 ein Blockdiagramm des in Fig. 1 dargestellten Leistungsschalters,

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Verteilungssystems mit Leistungsschaltern gemäss Fig. 1 und 2,

Fig. 4 eine graphische Darstellung einer typischen Zeit/ 35 Strom-Auslöse-Kennlinie in ganzlogarithmischem Massstab,

Fig. 5 ein Blockdiagramm der Auslöseeinheit des in den Fig. 1 und 2 dargestellten Leistungschalters,

Fig. 6A und 6B teilweise schematische Schaltpläne der in Fig. 5 gezeigten Auslöseeinheit,

40 Fig. 7 ein Flussdiagramm des in dem Speicher des Mikrocomputers gespeicherten Programms,

Fig. 8 ein Flussdiagramm der im Speicher des Mikrocomputers, der Teil der Auslöseeinheit ist, gespeicherten Ana-log/Digital-Routine,

45 Fig. 9 ein Flussdiagramm der in dem Programm gemäss Fig. 7 enthaltenen Funktionen für eine Auslösung mit kurzer Verzögerung und einer sofortigen Auslösung,

Fig. 10 ein Flussdiagramm der in dem Programm gemäss Fig. 7 enthaltenen Funktion der Auslösung mit langer Verzöge-50 rung,

Fig. 11 ein Flussdiagramm der in dem Programm gemäss Fig. 7 enthaltenen Funktion der Auslösung bei Erdschluss,

Fig. 12 ein Flussdiagramm der Selbstprüfroutine des Programms gemäss Fig. 7, und 55 Fig. 13 ein Flussdiagramm der Routine zum Auslesen eines externen programmierbaren Lesespeichers gemäss dem Programm von Fig. 8.

In der Zeichnung bezeichnen gleiche Bezugszeichen entsprechende Bauteile. Die Fig. 1 und 2 zeigen eine perspektivische so Ansicht bzw. ein funktionelles Blockdiagramm eines ein geformtes Gehäuse aufweisenden Leistungsschalters 10. Wenn-- gleich der Leistungsschalter 10 ein dreipoliger Leistungsschalter zur Verwendung in einer dreiphasischen elektrischen Schaltung ist, so ist die Erfindung selbstverständlich nicht hierauf be-65 schränkt und könnte auch Anwendung finden bei einer einphasigen Schaltung oder einer anderen Art einer mehrphasigen Schaltung.

An Eingangsanschlüsse 12 ist eine Energiequelle angeschlos

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sen, beispielsweise ein Transformator oder eine Schalttafel-Sammelschiene, und an Ausgangsansehlüsse 14 ist eine elektrische Last angeschaltet. An die Anschlüsse 12 und 14 angeschlossene interne Leiter 16 stehen ausserdem in Verbindung mit Trennkontakten 18, die zum selektiven Öffnen und Schlies-sen eines elektrischen Schaltkreises durch den Leistungsschalter dienen. Die Kontakte 18 werden durch einen Mechanismus 20 betätigt, der auf von Hand oder automatisch eingeleitete Befehle anspricht, um die Kontakte 18 zu öffnen oder zu schliessen.

Stromwandler 24 umgeben jeden der internen Phasenleiter 16, um den Pegel des Stromflusses durch die Leiter 16 zu fühlen. Das Ausgangssignal der Stromwandler 24 gelangt an eine Auslöseeinheit 26, und zwar gemeinsam mit dem Ausgangssignal eines Stromwandlers 28, der den Pegel eines in dem Schaltkreis fliessenden Erdschlussstroms fühlt. Die Auslöseeinheit 26 überwacht dauernd den Pegel der in der Schaltung, an die der Leistungsschalter 10 angeschlossen ist, fliessenden Phasen- und Erdschlussströme und gibt ein Befehlssignal an eine Auslösespule 22, die den Mechanismus betätigt, um die Kontakte 18 immer dann zu öffnen, wenn die elektrischen Bedigungen in dem zu schützenden Schaltkreis vorgegebene, in der Auslöseeinheit 26 gespeicherte Grenzwerte überschreiten. Unter normalen Bedigungen kann der Mechanismus 20 durch von Hand über eine Handbetätigungsvorrichtung 32 gegebene Befehle zum Öffnen und Schliessen der Kontakte 18 veranlasst werden.

In Fig. 1 sieht man, dass der Leistungsschalter 10 ein gegossenes oder gespresstes Isolierstoffgehäuse 34 aufweist. Die Anschlüsse 12 und 14 (sh. Fig. 2) befinden sich auf der Rückseite des Gehäuses 34 und sind daher in Fig. 1 nicht zu sehen. An der rechten Seite des Gehäuses 34 ist ein Handgriff 36 montiert, mit dem eine Bedienungsperson eine (nicht gezeigte) Feder innerhalb des Mechanismus 20 von Hand spannen kann. Die Handbetätigungsvorrichtung 32 ist in der Mitte des Gehäuses 34 angeordnet. Fenster 38 und 40 zeigen den Spannzustand der Feder bzw. die Stellung der Kontakte 18 an. Mittels eines Druckknopfes 42 kann eine Bedienungsperson veranlassen, dass ein interner Elektromotor die Feder in derselben Weise mechanisch spannt, wie es durch Betätigen des Handgriffs 36 möglich ist. Mittels eines Druckknopfes 44 kann eine Bedienungsperson veranlassen, dass die Feder den Mechanismus 20 zum Schliessen der Kontakte 18 betätigt. In ähnlicher Weise ermöglich ein Druckknopf 46, dass eine Bedienungsperson die Feder und den Mechanismus 20 veranlasst, die Kontakte 18 zu öffnen.

Die Frontplatte der Auslöseeinheit 26 befindet sich auf der linken Seite des Gehäuses 34, wie in Fig. 1 dargestellt ist. Diese Frontplatte enthält eine numerische Anzeigevorrichtung 80, die einer Bedienungsperson das Beobachten der elektrischen Parameter betreffend die geschützte Schaltung ermöglicht. Die Platte besitzt weiterhin mehrere Leuchtdioden-(LED-) Anzeigeelemente 84, 86, 88, einen Leistungssteckeinsatz 78 zum Festlegen des maximalen Dauerstroms des Leistungsschalters und einen Einschub mit programmierbarem Lesespeicher (PROM), 82, durch den die Zeit/Strom-Auslöse-Kennlinie des Leistungsschalters definiert wird.

Bevor die Arbeitsweise der Auslöseeinheit erläutert wird, erscheint es angebracht, die Funktion eines Leistungsschalters innerhalb eines elektrischen Energieverteilungsnetzes im einzelnen zu erläutern. Fig. 3 zeigt ein typisches elektrisches Verteilungssystem. Mehrere elektrische Lasten 48 werden über Leistungsschalter 50, 52 und 54 von einer von zwei elektrischen Energiequellen 56 und 58 gespeist. Bei den Quellen 56 und 58 könnte es sich um Transformatoren handeln, die an separate elektrische Hochspannungs-Versorgungsleitungen, Generatoren mit Dieselantrieb oder eine Kombination davon angeschlossen sind. Von der ersten Quelle 56 gelangt Energie durch den ersten Haupt-I-eistungsschalter 50 zu mehreren Zweig-Leistungsschaltern 60, 62, 64 und 66. In ähnlicher Weise kann Energie von der zweiten Quelle 58 über den zweiten Haupt-Leistungsschalter 52 an eine zweite Gruppe von Zweig-Leistungsschaltern 68, 70, 72 und 74 gelangen. Alternativ kann Energie von entweder der Quelle 56 oder der Quelle 58 über den Verbindungs-Leistungsschalter 54 zu den Zweig-Leistungsschaltern der entgegengesetzten Seite gelangen. Im allgemeinen sind die Haupt- und Verbindungs-Lei-stungsschalter 50, 52 und 54 derart koordiniert, dass kein Verzweigungsschaltkreis gleichzeitig von zwei Quellen gespeist wird. Die Kapazität der Haupt- und Verzweigungs-Leistungs-schalter 50, 52 und 54 ist für gewöhnlich grösser als die Kapazität jedes der Zweig-Leistungsschalter.

Falls beispielsweise an dem Punkt 76 eine Störung (ein ungewöhnlich starker Stromfluss) auftritt, ist es wünschenswert, dass dieser Zustand von dem Zweig-Leistungsschalter 62 erfasst wird, und dass dieser Schalter rasch ausgelöst wird, d.h. abschaltet oder geöffnet wird, um die Störung von jeder elektrischen Energiequelle zu trennen. Bei der Störung am Punkt 76 kann es sich um einen grossen Überstrom handeln, der z.B. durch einen Kurzschluss zwischen zwei Phasenleitern des Schaltkreises hervorgerufen wurde, oder es kann sich aber um eine Überlastung handeln, die nur geringfügig über der Nennleistung des Schalters liegt, wie sie z.B. durch einen überlasteten Motor hervorgerufen wird. Andererseits kann es sich um eine Störung durch Erdschluss handeln, die verursacht wird durch einen Durchschlag der Isolation eines der Leiter, wodurch ein relativ schwacher Strom zu einem auf Erdpotential liegenden Gegenstand fliessen kann. In jedem Fall würde die Störung auch durch die Haupt- oder Verbindungs-Schalter 50, 52 oder 54 erfasst werden, durch den bzw. durch die die zum Zeitpunkt des Auftretens der Störung die von dem Zweig-Schalter 62 gespeiste Last versorgt wird. Es ist jedoch wünschenswert, dass lediglich der Zweig-Leistungsschalter 62 betätigt wird, um die Störungsstelle von der elektrischen Energiequelle zu trennen. Der Grund hierfür liegt darin, dass, falls der Haupt- oder Verbindungs-Leistungsschalter ausgelost würde, ein grosserer Teil des Gesamtsystems als nur die an die von dem Fehler be- __ troffene Verzweigungsschaltung angeschlossene Last von einem Stromausfall betroffen würde. Es ist daher wünschenswert,

dass die Haupt- und Verbindungs-Leistungsschalter 50, 52 und 54 im Anschluss an die Erfassung einer Störung eine längere Verzögerungszeitspanne aufweisen, bevor sie einen Abschaltvorgang einleiten. Die Koordinierung der Verzogerungszeiten unter den Haupt-, Verbindungs- und Zweig-Leistungsschaltern für verschiedene Arten von Störungen und das Erfordernis der Verriegelung zwischen einzelnen Schaltern sind die Hauptursachen für die Notwendigkeit, eine höher entwickelte Steuerung in einer Auslösereinheit zu schaffen.

Um die oben erläuterte Koordinierung unter den Leistungsschaltern zu erreichen, müssen die Zeit/Strom-Auslöse-Kennli-nien für jeden Leistungsschalter spezifiziert werden. Leistungsschalter besitzen üblicherweise Kennlinien, die der in Fig. 4 dargestellten Kennlinie ähneln, wobei beide Koordinatenachsen logarithmischen Massstab aufweisen. Wenn der Stromfluss unter dem maximalen Nenn-Dauerstrom des Schalters liegt, bleibt der Schalter selbstverständlich geschlossen. Steigt der Strom jedoch an, so sollte der Schalter an irgendeinem Punkt, beispielsweise an dem Punkt 300 in Fig. 4 abschalten, falls dieser Überlastungsstrom über einen ausgedehnten Zeitraum hin anhalt. Sollte ein den maximalen Nenn-Dauerstrom, wie er durch den Punkt 300 spezifiziert wird, entsprechender Stromfluss andauern, so wird der Schalter nach etwa 60 Sekunden abschalten, wie man aus Fig. 4 ersehen kann.

Bei etwas höheren Stromwerten ist die zum Auslösen des Schalters benotigte Zeit kürzer. So z.B. löst der Schalter bei dem l,6fachen des maximalen Dauerstroms (dieser Zustand ist in der Zeichnung durch den Punkt 302 kenntlich gemacht) nach etwa 20 Sekunden aus. Der Kurvenabschnitt zwischen den Punkten 300 und 304 ist bekannt als thermischer Kennlinienteil des Leistungsschalters oder als Kennlinie langer Ver/.ocerung,

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weil sich diese Kennlinie in herkömmlichen Leistungsschaltern durch ein Bimetallelement ergab. Es ist wünschenswert, dass sowohl der Strompegel, bei dem der Abschnitt langer Verzögerung beginnt, als auch die für irgendeinen Punkt auf diesem Abschnitt benötigte Abschaltzeit einstellbar ist. Diese Parameter werden als Ansprechwert für lange Verzögerung, bzw. als lange Verzögerungszeit bezeichnet, die Änderung dieser Parameter ist durch Pfeile 306 und 308 angedeutet.

Bei sehr hohen Überstrompegeln, die z.B. dem 12fachen Wert des maximalen Dauerstroms und mehr entsprechen, ist es wünschenswert, dass die Leistungsschalterauslösung so rasch wie möglich erfolgt. Dieser Punkt 312 der Kurve ist als «sofort»- oder magnetischer Auslöse- oder Abschaltpegel bekannt, da herkömmliche Leistungsschalter einen mit den Kontakten in Reihe liegenden Elektromagneten aufwiesen, um ein möglichst rasches Ansprechen zu gewährleisten. Der «sofort»-Ansprech-wert ist für gewöhnlich einstellbar, wie durch den Pfeil 314 angedeutet ist.

Zur Unterstützung der Koordinierung der Leistungsschalter innerhalb eines Verteilungssystems sind moderne Leistungsschalter zusätzlich mit einem Kennlinienabschnitt 316 kurzer Verzögerung zwischen dem Abschnitt langer Verzögerung und dem «sofort»-Abschnitt ausgestattet. Die vorliegende Erfindung gestattet die Einstellung sowohl des Ansprechwertes für kurze Verzögerung als auch der kurz verzögerten Auslösezeit, wie durch die Pfeile 318 und 320 angedeutet ist.

Unter gewissen Umständen ist es erwünscht, dass sich die Auslösezeit über dem Abschnitt kurzer Verzögerung umgekehrt mit dem Quadrat des Stroms ändert. Dies ist als I2t-Kennlinie bekannt und in Fig. 4 durch die gestrichelte Linie 310 angedeutet.

Im folgenden sollen die Funktionen und die Betriebsarten der Auslöseeinheit 26 beschrieben werden. In die Frontplatte der Auslöseeinheit 26 ist ein Leistungssteckeinsatz 78 eingesetzt, um den maximalen Dauerstrom zu spezifizieren, der in der durch den Leistungsschalter zu schützenden Schaltung fliessen darf. Dieser maximale Dauerstrom kann unter der tatsächlichen, als Gestellgrösse oder Systemgrösse bekannten Kapazität des Leistungsschalters liegen. Beispielsweise kann die Systemgrösse des Leistungsschalters 1600 Ampere betragen; wenn der Schalter jedoch anfangs montiert wird, können die Leiter des zu schützenden Schaltkreises so bemessen sein, dass sie nur eine Dauerbelastung eines Stroms von 1200 Ampere vertragen. Daher kann ein Leistungssteckeinsatz in die Auslöseeinheit eingesetzt werden, um sicherzustellen, dass der in dem Leistungsschalter zugelassene maximale Dauerstrom nur 1200 Ampere beträgt, selbst wenn der Leistungsschalter in der Lage ist, ununterbrochen einen Strom von 1600 Ampere sicher zu führen.

In der folgenden Erläuterung der Erfindung werden die Strompegel als Vielfache des durch den Leistungssteckeinsatz spezifizierten maximalen Dauerstroms angegeben. Gemäss dieser Vereinbarung wird ein Strom beispielsweise ausgedrückt als «3 Einheiten», was bedeutet, dass der Strompegel dem Dreifachen des maximalen Dauerstroms entspricht.

Die elektronische Schaltung innerhalb der Auslöseeinheit veranlasst, dass die numerische Anzeige 80 (Fig. 1) nacheinander den derzeitigen Wert der elektrischen Bedingungen des zu schützenden Schaltkreises und die verschiedenen, die Zeii/Strom-Auslösekurve des Schalters definierenden Grenzwerteinstellungen gemäss der laufenden Einstellung anzeigt. Die Leuchtdioden 84. 86 und 88 zeigen an, ob eine Störung durch Erdschluss, ein lang anhaltender Überstrom oder ein «momentaner» Übersirom Ursache für die Auslösung war.

Auf der rechten Seite sowie unterhalb der numerischen Anzeigevorrichtung 80 und des Leistungssteckeinsatzes 78 befindet sich ein Einschub mit programmierbarem Lesespeicher (PROM), 82; das PROM ist beispielsweise vom Typ 3601 der Firma Intel Corporation. In dem PROM sind verschiedene

Grenzwerte und Einstellwerte gespeichert, welche die Zeit/Strom-Auslöse-Kennlinie dieser speziellen Leistungsschalters spezifizieren. Das Verfahren zum Laden der Einstellwerte in dieser Modul sowie die Weise, in der das Modul von der 5 Schaltungsanordnung der Auslöseeinheit verwendet wird, werden in einem späteren Abschnitt erläutert.

Die Schaltungsanordnung der Auslöseeinheit enthält einen digitalen arithmetisch-logischen Karten-Prozessor 154; hierbei handelt es sich z.B. um einen Mikrocomputer 8048 der Firma io Intel Corporation. In Fig. 5 ist der Prozessor 154 in Blockform dargestellt. In dem folgenden Abschnitt soll jeder der in Fig. 5 dargestellten Blöcke und der Betrieb der Auslöseeinheit erläutert werden.

Der Mikrocomputer 154 enthält eine arithmetisch-logische 15 und Steuereinheit 153, einen Lese/Schreib-Speicher (RAM) 155 mit 64 jeweils 8 Bits umfassenden Bytes, einen Lese- oder Festspeicher (ROM) 157 mit 1K Bytes mit jeweils 8 Bits, einen 8-adrigen Datenbus 172 sowie zwei 8-adrige Eingabe/Ausgabe-Ports PORTI und PORT2. Es könnten auch andere Typen von 20 digitalen, arithmetisch-logischen Steuerprozessoren Verwendung finden, beispielsweise solche Prozessoren, die externe Speicherschaltungen erforderlich machen und nicht die auf dem Chip vorgesehenen RAM- und ROM-Schaltungen aufweisen, wie der 8048. Hinsichtlich einer ausführlichen Beschreibung des 25 Mikrocomputers sei verwiesen auf das MCS-48 Mikrocomputer User's Manual, das von der Firma Intel Corporation herausgegeben wurde.

Unter Bezugnahme auf das in Fig. 5 dargestellte System-Blockdiagramm und das in Fig. 6 dargestellte detaillierte 30 Schaltschema soll zuerst der Anzeigeabschnitt 79 erläutert werden. Er besteht aus vier Daten-Zwischenspeichern IC5, 1C6, IC7 und IC8 sowie einer vierstelligen numerischen Flüssigkristallanzeige 80. Die Daten-Zwischenspeicher können vom Typ MC14543 sein. Anzeigedaten werden durch Multiplexbetrieb 35 auf den Datenbus 172 des Mikrocomputers gegeben. Die vier niedrigstwertigen Bits stellen Daten dar, die vier höchstwertigen Bits deren Lage auf der Anzeige. Die Flüssigkristallanzeige 80 leitet ihren Rückseiten-Takt von dem Intervall-Zeitgeber 92 ab. Dieser Intervall-Zeitgeber hat ausserdem die Funktion, den Mi-40 krocomputer zurückzusetzen, wenn er seine Taktsignale nicht vom Mikrocomputer 154 empfängt. Im normalen Betrieb gibt der Mikroprozessor bei jeder Ausführung der Hauptprogrammschleife einen Impuls ab.

Aus dem Diagramm von Fig. 5 kann man ersehen, dass das 45 PROM82 seine Adresse vom Datenbus 172 empfängt und seinen Inhalt über Porti ausgibt. Da der Anzeigeabschnitt 79 und die Adressleitungen des PROM82 beide an den Datenbus 172 angeschlossen sind, könnte zu befürchten sein, dass die Adressinformation für das PROM eine verstümmelte Anzeige veran-50 lassen könnte. Jedoch erscheint die Adressinformation auf dem Bus lediglich während eines kleinen Bruchteils einer Sekunde, woran sofort zulässige Anzeigeinformation anschliesst. Die Flüssigkristallanzeige hat daher nicht ausreichend Zeit, auf die PROM-Adressinformation anzusprechen, und der Betrachter 55 nimmt lediglich die zulässige Anzeigeinformation wahr.

Das Ausgabe-Subsystem 94 besteht aus einer Hälfte eines Komparators IC2 vom Typ A775, einem Vierl'ach-NOR-GIied IC10 und einem Vierfach-NAND-Glied ICH. Durch den Kom-parator 1C2 setzt der Mikrocomputer 154 nach einem Anspre-6o chen auf eine Störung durch Erdschluss ein Verriegelungs-Ausgangssignal über Port 12. Über das NAND-Glied des IC11 setzt der Mikrocomputer die entsprechende Leuchtdiodenanzeige 84, 86 oder 88, nachdem eine Auslösung stattgefunden hat.

Die NOR-Glieder IC10 geben ein Ausgangssignal hohen Pe-65 gels ab, um einen einzelnen gesteuerten Siliciumgleichrichter (SCR) 98 bei Erdschlussauslosung, Auslösung mit kurzer Verzögerung, Auslösung mit langer Verzögerung oder sofortiger Auslösung abzuschalien. Ferner veranlasst das 1C10, dass die-

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ses Abschaltsignal während des Einschaltens der Versorgungsspannung dem RESET-Signal folgt, um dadurch eine fehlerhafte Auslösung während der 10 Millisekunden dauernden Instabilität des Mikrocomputers nach dem ersten Anlegen der Vorsor-gungsspannung zu vermeiden.

Das Eingabe-Subsystem 100 besteht aus zwei Spitzenwert-gleichrichterschaltungen mit Kondensatoren 90 und 91, einem D/A-Umsetzer IC4 vom Typ ZN425J, der anderen Hälfte der Komparator-Schaltung IC2 und den Analogschaltern von IC3. Die Kondensatoren 90 und 91 speichern den Spitzenwert des Phasen- bzw. Erdstroms bei jeder Periode des Stroms auf der Wechselstromleitung. Die Spitzenwerte werden dann von dem Mikrocomputer bei jeder Periode gelesen. Die Kondensatoren 90 und 91 werden später in jeder Periode durch den Mikrocomputer über einen Transistor 96 und das durch Port2 aktivierte IC11 zurückgesetzt (entladen).

Die Analog/Digital-Umsetzung des vom Eingabe-Subsystem 11 kommenden Signals erfolgt mittels einer Iterationsmethode unter Verwendung des D/A-Umsetzers IC4 und des Kompara-tor-IC2. Von dem Mikrocomputer 154 wird ein Digitalwert an den D/A-Umsetzer IC4 gegeben. Dieser Wert wird in einen Analogwert umgesetzt und an das IC2 gegeben, welches diesen Wert dann mit dem vom Kondensator 90 oder 91 über den Analogschalter IC3 gelieferten Wert vergleicht und anzeigt, ob der durch das IC4 spezifizierte Wert grösser ist oder nicht. Das Ergebnis dieses Vergleichs wird über den Testeingang T1 an den Mikrocomputer 154 gegeben, welcher dann einen neuen Wert für das IC4 erzeugt. Dieser Vorgang wird fortgesetzt, bis der von dem Mikrocomputer 154 erzeugte Wert sehr dicht an dem von dem Analogschalter IC3 gelieferten Wert liegt, das Ergebnis wird in dem Akkumulator des Mikrocomputers 154 gehalten. Diese Methode ist in dem in Fig. 8 gezeigten Flussdiagramm im einzelnen dargestellt.

Die Funktion der Transistoren 102 und 104 sowie deren zugehöriger Bauelemente besteht darin, die Phasen- (oder Erd-) Ströme von den Stromwandlern 24 und 28 dann, wenn keine Auslösung erfolgt, auf den Leistungssteckeinsatz-Widerstand 105 zu geben. Wird jedoch eine Auslösebedingung erfasst und der Auslöse-SCR98 eingeschaltet, werden die Transistoren 102 und 104 ausgeschaltet, wodurch im wesentlichen das gesamte Phasen- (oder Erd-) Stromsignal in die parallel liegende Auslösespule gegeben wird, um eine sichere Auslösung zu bewirken.

Die Versorgungsspannung für die Schaltung der Auslöseeinheit wird von einer aufladbaren Batterie zur Verfügung gestellt, wobei die Ladeenergie von den Stromwandlern 24 bereitgestellt wird. Andererseits könnte die Versorgungsspannung direkt von den Stromwandlern 24 oder unabhängig über Verbindungen zu den Leitern 16 abgeleitet werden.

In diesem Abschnitt wird die Arbeitsweise des Leistungsschalters im einzelnen erläutert. Im ersten Teil werden ein allgemeines Flussdiagramm des Programms und die Speicherzuteilung vorgestellt. Dann werden im zweiten Teil die von der Hauptprogrammschleife aufgerufenen wichtigen Unterprogramme erläutert.

Die Speicherzuweisung des internen RAM 155 des Mikrocomputers 154 ist der nachstehenden Tabelle I zu entnehmen:

TABELLE I

DATENSPEICHERÜBERSICHT (RAM)

63 Ansprechwert für lange Verzögerung (LDPU)

Lange Verzögerungszeit (LDT)

61 Ansprechwert für kurze Verzögerung (SDP) M Kurze Verzögerungszeit (SDT)"*

-9 Einstellwert für sofortige Auslösung (1TS)

Ansprechwert bei Störung durch Erdschluss (GFP)

57 Erdschlusszeit (GFT)

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54 Summe 6 = Zwischensumme (ZWSU) von GFT

53 Summe 4 = Zwischensumme (ZWSU) von SDT

52 Summe 45 = Selbstprüf-Summe 4

51 Summe 56 = Selbstprüf-Summe 45

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46 Summe 3 = Untere Zwischensumme (ZWSU) von LDT 45 Summe 2 = Mittlere Zwischensumme (ZWSU) von LDT 44 Summe 1 = Obere Zwischensumme (ZWSU) von LDT 43 42

41 Auslöse-Flag 40 Periodenzähler

39 Derzeitiger Wert des Phasen-Stroms 38 Derzeitiger Wert des Erdstroms 37

36 Auslösewert 35

34 Anzeigeindex

33 Unteres Byte der Adresse der nächsten Anzeige 32 Oberes Byte der Adresse der nächsten Anzeige

Wie man sieht, werden die oberen acht Speicherstellen zum Laden der Grenzwert-Einstellwerte wie z.B. des Ansprechwertes für Auslösung mit langer Verzögerung und der langen Verzögerungszeit verwendet. Die Werte in diesen Speicherstellen werden alle 4 Sekunden nach einem Lesen des externen PROM82 aufgefrischt. In dem RAM werden ausserdem die Zwischensummen für die Zeitsteuerfunktionen bei Erdschluss, kurzer Verzögerung und langer Verzögerung gespeichert. Die Adresse der als nächstes anzuzeigenden Information, der derzeitige Wert von -Erd- und Phasen-Strom und der Auslösewert werden in den angegebenen Speicherstellen gespeichert. Die Adressierung dieser Werte erfolgt indirekt über ein Register 0 (R0) oder ein Register 1 (Rl), das die spezielle Adresse enthält.

Die unteren 32 Wörter des Datenspeichers werden für herkömmliche Organisationsfunktionen des Mikrocomputers verwendet, wie es in dem oben angegebenen «User's Manual» der Firma Intel erläutert ist.

Es sei Bezug genommen auf das in Fig. 7 dargestellte Flussdiagramm der Hauptschleife. Nachdem das Einschalten der Spannungsversorgung für das System abgeschlossen ist oder der Rücksetzknopf auf der Frontplatte gedrückt wurde, wird der Befehlszähler des Mikrocomputers 154 automatisch mit 000 (hex) geladen. Ein an dieser Speicherstelle stehender Befehl bringt den Mikrocomputer zu den drei Initialisierungsroutinen: «Löschen RAM», «Laden der Anzeige mit «000.0» und «Unterscheidungs-Auslösefunktion». Bei der letztgenannten Funktion wird der derzeitige Wert des Phasenstroms mit 0,9 Einheiten, d.h. mit dem Neunfachen des Nennstroms verglichen. Wenn also der Leistungsschaker einer starken Überlastung ausgesetzt wird, während die Auslöseeinheit nach Einschalten der Versorgungsspannung zunächst «hochgeschaltet» oder «hochgefahren» wird, ist das Programm in der Lage, den Schalter innerhalb von 0,5 ms auszulösen. Diese Initialisierungsroutinen werden nur während des «Hochschaltens» oder «Rücksetzens» ausgeführt.

An dieser Stelle wird der Befehlszahler auf FF (hex) oder 255 (Dezimal) vermindert. Dieser Zählerstand signalisiert dem Mikrocomputer 154, das externe PROM82 auszulesen. Wenn das PROMS2 nicht lesbar ist (Inhalt = 00H oder FFH), oder wenn die Prulsunune unzulässig ist, werden Minimum-Grenzwerte (aus dem im Mikrocomputer intern vorgesehenen ROM

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157) in die entsprechenden RAM-Speicherstellen geladen. Ansonsten werden die letzten 16 Speicherstellen des PROM82 ausgelesen. Die Verwendung eines 2K-EROM ermöglicht es somit dem Benutzer, in das PROM 16 mal einen neuen Satz von Grenzwerten einzuprogrammieren, bevor ein neues PROM verwendet werden muss (16 x 16 Werte x 8 Bits pro Wert = 2048). Nach dem Lesen der Werte aus dem PROM springt das Programm zur Eintrittsstelle BEGINN. Von nun an ist dies der Startpunkt für das Hauptprogramm.

Das interne ROM 157 des Mikrocomputers 154 enthält eine Nachschlagetabelle mit den Adressen der Unterprogramme, ' welche die Formate vorbereiten, um die verschiedenen Parameterwerte anzeigen zu können. Durch einen Index R34 (bei 0 initialisiert und bei jeder Anzeigeroutine aktualisiert) wird die Adresse der nächsten Anzeigeroutine gelesen und in R33 und R32 des RAM155 gespeichert.

Als nächstes wird in die vier Hauptfunktionen des Programms eingetreten: Die «sofortige Auslösung», die «kurz verzögerte Auslösung», die «lang verzögerte Auslösung» und die «Erdschluss-Ausiösung». Diese Funktionen werden im nachfolgenden Abschnitt im einzelnen erläutert.

Als nächstes wird ein Selbstprüfunterprogramm ausgeführt. In diesem Unterprogramm werden die Funktionen des Ana-log/Digital-Umsetzers, des kurz verzögerten Ansprechens und des Erdschlusstests geprüft. Wird eine Fehler ermittelt, so wird ein Fehler-Flag gesetzt, und in dem RAM 155 wird ein Fehlercode gespeichert.

Die Kondensatoren 90 und 91 zum Speichern des Spitzen-Phasen- und -Erd-Stroms werden amschliessend entladen, und es wird eine Zeitverzögerung entsprechend 16,667 ms abzüglich der für die Ausführung der Hauptprogrammbefehle benötigten Zeit durchgeführt.

Als nächstes wird ein Flag geprüft, um zu bestimmen, ob eine Auslösung erfolgt ist. Wenn ja, wird der Wert des Phasenoder Erdstroms, der die Auslösung verursacht hat, zur Anzeige gebracht. Da die Auslöseeinheit extern gespeist wird, steht ein Auslösevorgang der Ausführung der Mikrocomputer-Programme nicht im Wege.

Nach dem ersten Zyklus hat der Hauptzähler einen Zählerstand von 254 D (D = Dezimal). Diese Zahl signalisiert dem Mikrocomputer 154, einen weiteren auf der Anzeigevorrichtung 80 darzustellenden Parameter auszuwählen. Vergegenwärtigt man sich, dass diese Zählung zyklisch erfolgt, so erkennt man, dass die Auswahl unmittelbar nach dem Lesen des PROMs 82 und 255 x 16,667 ms (4,27 Sekunden) danach erfolgt.

Bei der Parameteranzeige handelt es sich um eine dreistellige Zahl, die auf eine Einheit bezogen ist, wobei der angezeigte Parameter durch einen Zahlencode identifiziert wird, welcher gleichzeitig mit dem Parameterwert in der am weitesten links liegenden Ziffernstelle der numerischen Anzeige 80 in folgender Bedeutung erscheint:

1 Derzeitiger Phasenstrom

2 Ansprechwert für lange Verzögerung

3 Lange Verzögerungszeit

4 Ansprechwert für kurze Verzögerung

5 Kurze Verzögerungszeit

6 Ansprechwert für Erdschluss

7 Erdschluss-Zeit

S Pegel für sofortige Auslösung 9 Derzeitiger Erdstrom

Wenn der Zähler den Wert 125 (2,1 Sekunden) erreicht, und wenn in dem Selbstprüf-Programm ein Fehler gefunden wurde, wird in der Anzeige 80 anstelle eines Parameterwerles ein Fehlercode wie folgt angezeigt: 1 für einen A/D-Umsetzungs-Fehler oder einen Funktionsfehler bei der sofortigen Auslösung, 2 für einen Funktionsfehler bei kurzer Verzögerung, 3 für einen Funktionsfehler bei Erdschluss-Ausiösung, und 4 für den Hinweis, dass Minimum-Einstellwerte verwendet werden. Dies veranlasst die Anzeige 80, alle 2 Sekunden zwischen Parameterwert und Fehlercode zu wechseln, wodurch der Bedienungsperson angezeigt wird, dass ein Fehler ermittelt wurde. 5 Nachstehend sollen im einzelnen die in dem allgemeinen Flussdiagramm dargestellten Funktionsblöcke erläutert werden. Bei der Beschreibung sollte Bezug genommen werden auf die für jeden Block angegebenen Flussdiagramme.

Zur Betrachtung der Funktion «sofortige Auslösung» und io der Funktion «kurz verzögerte Auslösung» sei zunächst Bezug genommen auf das in Fig. 9 dargestellte Flussdiagramm. Nach Betreten dieser zwei Routinen schaltet der Mikrocomputer 154 den Analogausgang des D/A-Umsetzer-IC4 über Widerstände 108, 110 und 112, deren Werte 6,8 K, 220K betragen, auf die 15 Phasen-Spitzenwertgleichrichterschaltung. Dies erzeugt einen Skalenfaktor von 1 pro Einheit (mit einer digitalen Darstellung von 160). Das A/D-Umsetz-Unterprogramm (Fig. 8) wird nun aufgerufen, und dieses Programm dauert 0,26 ms (104 Befehle x 2,5 p.s durchschnittliche Ausführungszeit pro Befehl). 20 Das A/D-Umsetzungs-Unterprogramm löscht den Akkumulator (ACC) und stellt dann dessen höchstwertiges Bit als Testwert ein. Dieser Wert wird zum D/A-Umsetzer gegeben, der einen entsprechenden Analogwert erzeugt. Dieser Analogwert wird mit dem Phasenstromwert verglichen, der von dem 25 Spitzenwertgleichrichter-Kondensator 90 geliefert wird. Wenn der Versuchs-Analogwert kleiner ist als der Phasenstrom, wird der aus einem Bit bestehende Versuchswert auf die digitale sukzessive Approximierung des Phasenstromwertes, die in dem Register R3 gehalten wird, addiert. Das Testbit im Akkumula-30 tor wird dann um eine Stelle nach rechts verschoben, es wird ein entsprechender Analog-Testwert erzeugt, es erfolgt ein Vergleich, und dann wird das Bit nach Massgabe des Vergleichsergebnisses in dem Register R3 gehalten oder nicht. Auf ähnliche Weise werden sämtliche 8 Bits des Akkumulators geprüft, und 35 nach Abschluss des achten Bits wird der in R3 gehaltene Wert zum Akkumulator übertragen.

Der Digitalwert des derzeitigen Phasenstroms (PPC) wird dann im RAM155 gespeichert, um angezeigt und in dem Programm für die kurze Verzögerung verwendet zu werden. Wenn 40 PPC grösser ist als der Auslöseeinstellwert für sofortige Auslösung (ITS), wird eine Auslösung durchgeführt, bei der der laufende Wert, welcher die Auslösung verursacht hat, gesichert wird (um auf der Anzeige 80 dargestellt zu werden) und die richtige Leuchtdiode 84, 86 oder 88 zum Leuchten gebracht 45 wird, um die Ursache der Auslösung kenntlich zu machen. Andernfalls wird die Routine für kurz verzögerte Auslösung betreten.

In der Routine für kurz verzögerte Auslösung wird bei jeder Periode eine Zwischensumme (ZWSU) erhöht, falls PPC grosso ser ist als der Ansprechwert für kurze Verzögerung. Die Zwischensumme wird dann mit einem Wert verglichen, der der kurzen Verzögerungszeit (SDT) entspricht. Ist die Zwischensumme grösser als der Wert von SDT, wird eine Auslösung durchgeführt. Andernfalls wird das Prüfprogramm für Auslösung mit 55 langer Verzögerung betreten. Wenn PPC kleiner ist der Ansprechwert für kurze Verzögerung, wird die Zwischensumme für kurze Verzögerung auf Null zurückgesetzt. An dieser Stelle wird in das Prüfprogramm für lange Verzögerung (LDTST) eingetreten (wie es in Fig. 10 dargestellt ist).

60 Nach dem Eintritt in das Programm schaltet die LDTST-Funktion (über IC3) auf den Phasen-Spitzenwertgleichrichter-schaltkreis. Dies erfolgt jedoch über Widerstände 114 und 116, deren Werte 3,3 K bzw. 220 K betragen (vgl. Fig. 6). Auf diese Weise wird der Schwellenwert für die A/D-Umsetzung ver-65 doppelt.Vergegenwärtigt man sich, dass 1 Einheit codiert wurde zu 16 D bei der sofortigen Auslösung und bei der Auslösung mit kurzer Verzögerung, so erkennt man, dass 1 Einheit nun zu 32 D codiert wird (dies entspricht einer Auflösung von 3,12 °.'o).

7

658 75:

Für die Zeitsteuerung mit langer Verzögerung muss eine zu (i): proportionale Grösse berechnet werden. Dieser Wert wird zu einem Akkumulatorregister addiert und dann mit der langen Verzögerungszeit (LDT) immer dann verglichen, wenn der Ansprechwert für lange Verzögerung (LDPU) überschritten wird. Das Akkumulatorregister stellt dann die Grösse «(i)2t» dar. Ein Beispiel mag den Vorgang erläutern:

LDPU = 1 Einh. = 32 D

LDT = 2 sec l(PPC) = 6 Einh. = 32 D X 6 = 192 D

p = (192)2 = 36.864

Anstatt jedoch i2 zu speichern, wird i2/4 gespeichert, um weniger Speicherplatz zu benötigen, während dennoch eine ausreichende Auflösung gegeben ist. Man erhält also:

Ï-/4 = 36.864/4 = 9216

Wenn i2/4 jede 1/60 Sekunde auf eine 64 Bits umfassende Zwischensumme addiert wird, hat die Zwischensumme nach 2 Sekunden folgenden Wert:

9216 x 60 x 2 = 1.105.920 D

Dies bringt die oberen 8 Bits der Zwischensumme auf den Wert:

I.105.920/216 = 17 D

Somit wird eine eingestellte lange Verzögerungszeit von 2 Sekunden, die codiert wird, als 17 (Dezimal) oder 11 (Hexadezimal) nach exakt 2 Sekunden erreicht, wie es gewünscht wird. Daher gilt:

Die Einstellung der langen Verzögerungszeit LDT = (Zahl der Sekunden) X 17/2. Man ersieht, dass bei kleinerem Wert von PPC die Auslöseeinheit länger braucht, um jenen Zählerstand zu erreichen, und dass bei einem grösseren Wert von PPC die Auslöseeinheit den Zählerstand rascher erreicht (die Zeit steht in umgekehrter Beziehung zu (i)2 ).

Es soll nun Bezug genommen werden auf das in Fig. 10 dargestellte Flussdiagramm. Man sieht, dass, wenn PPC kleiner ist als LDPU, die Zwischensumme-mit einem festen Wert A4 H = 164 D vermindert wird. Diese Zahl repräsentiert (LDP min) 2/4 oder (0,8 X 32 D) 2/4 = 164 D.

Nun wird die Prüfung auf Erdschluss durchgeführt. In herkömmlichen Auslöseeinheiten wird bei nicht auf Erdschluss beruhenden Störungen, bei denen der Phasenstrom 3 bis 10 mal so hoch ist wie die Leistungsschalter-Nennleistung, der Ansprechwert für Erdschluss unempfindlich gemacht, so dass der fiktive Erdschlussstrom (eine durch die Stromwandler künstlich erzeugte Grösse) keine unrichtige Auslösung verursacht. Wie man aus dem Flussdiagramm in Fig. 11 erkennt, ist bei der vorliegenden Auslöseeinheit eine weitere Korrekturmassnahme vorgesehen. Der Ansprechwert für Erdschluss wird wie beim Stand 5 der Technik unempfindlich gemacht, wenn PPC grosser oder gleich 7,0 Einheiten ist; für Werte von PPC zwischen 1,0 und 7,0 Einheiten jedoch wird der fiktive Erdstrom dadurch berücksichtigt, dass von dem gemessenen Erdstrom PPC/4 substra-hiert wird. Dieses Verfahren könnte selbstverständlich auch io durch eine andere Vorrichtung durchgeführt werden. z.B. mit einer analog arbeitenden Schaltung.

Ist der vorliegende Erdstrom grösser als der Ansprechwert für den Erdstrom, wird ein Erd-Verriegelungsausgangssignal gesetzt, um anderen Schaltern zu signalisieren, dass dieser 15 Schalter eine Störung durch Erdschluss behandelt. Als nächstes wird eine der Zwischensumme für kurze Verzögerung ähnliche Zwischensumme erhöht. Wenn diese Zwischensumme nun grösser ist als der Zwischensummen-Auslösewert für eine Störung bei Erdschluss, erfolgt eine Auslösung. Andernfalls betritt das 20 Programm die Selbstprüf-Routine.

Ist der derzeitige Erdstrom kleiner als der eingestellte Ansprechwert für Erdstrom, jedoch grösser als 1/2 des eingestellten Wertes, wird das Erd-Verriegelungsausgangssignal gesetzt. Ferner wird bei allen Erdstromwerten unterhalb des Ansprech-25 wertes die Zwischensumme vermindert (nicht wie bei der kurzen Verzögerung zurückgesetzt), bevor die Selbstprüf-Routine betreten wird.

Das Flussdiagramm für die Selbstprüf-Routine ist in Fig. 12 gezeigt. Dieses Unterprogramm, das bei jeder Periode durchge-30 führt wird, setzt die Spitzenwertgleichrichter-Kondensatoren 90 und 91 zurück und prüft die laufende Zwischensumme tur die Funktionen bei Erdschluss und kurzer Verzögerung und alarmiert die Bedienungsperson über einen Fehler in der Hauptschleife. Dies geschieht durch Setzen von Flags, die in der 35 Hauptschleife alle 2,1 Sekunden geprüft werden, und durch Speichern eines Fehlercodes. Wenn das Flag gesetzt ist, veranlasst das Hauptprogramm, dass auf der numerischen Anzeige 80 eine Fehlercodezahl erscheint. Auf diese Weise wurde dann anstelle einer 4 Sekunden andauernden Anzeige der Parameter-40 werte eine abwechselnde, 2,1 Sekunden andauernde Anzeige der Fehlercode- und Parameterwerte erfolgen.

Wie oben bereits erwähnt wurde, gestattet die in Fig. 13 skizzierte Routine «LESEN» dem Benutzer das 16malige Neuprogrammieren des externen PROM-Chips 16 mittels einer 45 PROM-Programmiervorrichtung. Diese Routine lädt ausserdem Minimum-Einstellwerte für den Leistungsschalter, falls das PROM nicht richtig programmiert wurde oder kein PROM vorhanden ist.

Die Einstellwerte können in dem PROM82 beispielsweise so wie folgt codiert sein:

BEISPIEL

(X

32)

LDPU

von

0,8 Einh.

= -

0,8 x 32

=

26 D

1A H

(X

8,5)

LDT

von

2 Sekunden

=

2 x 8,5

=

17 D

11 H

(X

16)

SDP

von

1,5 Einh.

=

1,5 x 16

=

24 D

18 H

(X

1)

SDT

von

20 Perioden

=

20 X 1

=

20 D

14 H

(X

64)

GFP

von

0,2 Einh.

=

0,2 x 64

=5

12,S D

OD H

(X

I)

GFT

von

20 Perioden

=

20 x 1

=

20 D

14 H

(X

16)

ITC

von

8,0 Einh.

=

8 X 16

=

128 D

80 H

In diesem Format sind die eingestellten Werte für die Verwendung durch das Programm bereit. Für die Anzeige jedoch 65 (die alle 4 Sekunden erfolgt) müssen die Werte jeweils in lesbare Dezimalzeichen umgewandelt werden.

Jede Aiueigeroutine ruft also eine Routine auf, um die ganzzahligen oder als Bruchteile vorliegenden Anzeigewerte von

658 755

8

hexadezimalem Format in BCD-Code umzuwandeln. Die BCD- Legende . Bezugs- Figur

Werte werden dann von den Zwischendecodern in 7-Segment- zeichen

Format umgesetzt.

Durchführen A/D-Umsetzung

F51

10

Aufstellung der in der Zeichnung verwendeten Bezugszeichen s Speichern PPC

F52

10

PPC s LDPU?

F53

10

Legende

Bezugs

Figur

ZWSU = ZWSU — A4H

F54

10

zeichen

Berechnen (PPC)2/4

F55

10

Quelle 1

56

2

Beginn

Fl

7

io Speichern (PPC)2/4

F56

10

Aktualisiere Adresse der nächsten Anzeige

F2

7

Addieren (PPC)2/4 auf ZWSU

F57

10

Sofortige Auslösung

F3

7

Quelle 2

58

2

Kurz verzögerte Auslösung

F4

7

Speichern neue ZWSU

F58

10

Lang verzögerte Auslösung

F5

7

Oberes Byte von ZWSU > LDT?

f59

10

Erdschluss-Ausiösung

F6

7

is Auslösen und Wert speichern

F60

10

A/D-Umsetzung

F7

7

Schalten auf Erd-Spitzenwertgleich-

Selbstprüfung

F8

7

richterschaltung

F61

11

Rücksetzen Phasen-Spitzenwertgleichrichter-

Durchführen A/D-Umsetzung und

Kondensator

F9

7

Wert speichern

F62

11

Verzögerung = 16,667 — Softwarezeit

FIO

7

20 PPC > 7,0 Einheiten

F63

11

Zähler = Zähler — 1

Fll

7

Überspringen Erdschlusstest

F64

11

Wurde Schalter ausgelöst?

FI2

7

PPC < 1,0

F65

11

Anzeigen Auslösewert

F13

7

Ërdstrom = tatsächlicher Wert — PPC/4

F66

11

Zählerstand = 125 (T = 2 Sek.)?

F14

7

Erdstrom > Einstellwert

F67

11

Selbstprüfung O.K.

F15

7

25 Setzen Erd-Verriegelungsausgangssignal

F68

11

Anzeigen Fehlercode

F16

7

ZWSU = ZWSU + 1 _

F69

11

Einschalt-Rücksetz- oder Rücksetz-

ZWSU > GFT

F70

11

Drucktaste

F17

7

Auslösen und Wert speichern

F71

11

Löschen Auslöseanzeige; Anzeigen «0000»

F18

7

Erdstrom > Einstellwert / 2

F72

11

Löschen RAM

F19

7

30 Setzen Erd-Verriegelungsausgabe

F73

11

Mechanismus

20

ZWSU = ZWSU — 1

F74

11

Unterscheidungs-Auslösefunktion

F20

7

SFCHK

F75

12

Zähler = Zähler —1

F21

7

Entladen Spitzenwertgleichrichter-

Auslösespule

22

Kondensator

F76

12

Zählerstand = 255 oder T = 4 Sek.?

F22

7

35 PPC = 0

F77

12

Lesen PROM

F23

7

A/D-Umsetzungsfehler

F78

12.

Prüfsumme zulässig?

F24

7

Anzeigeabschnitt

79

5

Laden Minimum-Einstellung

F25

7

Setzen Flag

F79

12

Auslöseeinheit

26

Rückkehr

F80

12

Zählerstand = 254?

F26

7

40 PPC > ITS?

F81

12

Anzeigen nächste Funktion

F27

7

Externes PROM

82

5

8 - Zähler; 0 - ACC; 0 - R2, R3;

Funktionsfehler ITS

F82

12

Setzen Übertrag

F28

8

Setzen FLAG

F83

12

Vorige Position in ACC

F29

8

Rückkehr

F84

12

Test-Bit nach rechts schieben

F30

8

45 PPC 2: SDP?

F85

12

Speichern in R2

F31

8

Erhöhen Summe 4S

F86

12

Handbetätigung

32

2

Summe 4S = Summe 4

F87

12

Addieren auf gehaltenen Wert

F32

8

Funktionsfehler SDP

F88

12

Vergleichen mit Analog-Eingangssignal

F33

8

Setzen FLAG

F89

12

Ist es grösser?

F34

8

so Rückkehr

F90

12

Bit-Rücksetzen

F35

8

Laden PGC

F91

12

Speichern in R3

F36

8

PGC — GFP?

F92

12

Zähler — 1 = 0?

F37

8

Intervallzeitgeber

92

5

Probieren nächste Bit-Position

F38

8

ZWSU = Summe 6S — 1

F93

12

Gehaltener Wert in ACC

F39

8

55 Ausgabe-Subsystem 1/21C 2, IC10, IC11

94

5

Umschalten auf Sofort-Spitzenwert-

Rückkehr

F94

12

gleichrichier-Schaltung

F40

9

ZWSU = Summe 6S + 1

F95

12

A/D-Umsetzung

F41

9

Funktionsfehler GFP

F96

12

Speichern PPC

F42

9

Setzen FLAG

F97

12

PPC > ITS?

F43

9

60 Verzögerung

F98

12

Auslösung und Wert speichern

F44

9

Summe 4 = 0?

F99

12

PPC > SDP?

F45

9

Lesen

F100

13

ZWSU = ZWSU + 1

F46

9

Adresse = 0 0H

F101

13

ZWSU > SDT?

F47

9

Lesen PROM

Fl 02

13

Auslösung und Wert speichern

F48

9

65 Inhalt = 00H oder FFH

F103

13

SUM4 = SWSU = 0

F49

9

Leeres PROM oder kein PROM eingesetzt;

Schalten auf lange Verzögerung, Genauig

Laden Minimumwerte

Fl 04

13

keit = 1,0 = 32 D

F50

10

Setzen Fehler-FLAG

F105 -

— 13

9

658 lì

Legende

Bezugs- Figur zeichen

Legende

Bezugs- Figur zeichen

Rückkehr

Adresse = Adresse + I0H Lesen PROM

Inhalt = 00H oder FFH Adresse = F0H? letzter Versuch Adresse = Adresse — 10H Lesen der 26 nächsten Stellen

F106 13 Prüfsumme zulässig? FU3 13

F107 13 s Laden Einstellwerte in entsprechende

F108 13 RAM-Speicherstellen Fl 14 13

F109 13 Rückkehr Fl 15 13

F110 13 Laden Minimumwerte F116 13

Fili 13 Setzen Fehler-FLAG FI 17 13

Fl 12 13 io Rückkehr Fl 18 13

v

13 Blatter Zeichnungen

Claims (2)

658 755 2 PATENTANSPRÜCHE

1. Leistungsschalter mit Kontakten für den Anschluss an einen zu schützenden Schaltkreis und einer Trennvorrichtung zum Oeffnen der Kontakte, einer Fühler- und Versorgungseinrichtung (24, 28) zum Abfühlen des durch die Kontakte (18) fiiessenden Stroms zur Erzeugung eines der Stärke des Stromes entsprechenden digitalen Signals und zur Bereitstellung einer für die Betätigung des Leistungsschalters ausreichenden Antriebskraft, einem Speicher (82) zum Speichern einer Mehrfach-Zeit/Strom-Auslösekennlinie, einer elektrischen Verbindungsanordnung (172, Porti, Port2) zwischen dem Ausgang der Fühler- und Versorgungseinrichtung (24, 28), dem Speicher (82) und der Trennvorrichtung (20, 22, 26) zum Analysieren elektrischer Parameter des zugehörigen Schaltkreises und zum Betätigen der Trennvorrichtung, wenn der Stromfluss durch den Schaltkreis die Zeit/Strom-Auslösekennlinie überschreitet, wobei der Speicher (82) eine Einrichtung zum Identifizieren jeder Funktion der Mehrfachfunktions-Auslösekennlinie mittels einer numerischen Marke aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine numerische Anzeigevorrichtung (79, 80) mit der Verbindungs-anordung verschaltet ist, ferner von aussen ablesbar und eine numerische Darstellung der Parameter liefert, dass ein Speicher zum Speichern eines Wertes des durch die Kontakte fliessenden Stromes vorhanden ist, bei welchem die Trennvorrichtung (20, 22, 26) in Gang gesetzt werden soll, wobei über die an den Speicher angeschlossene numerische Anzeigevorrichtung (80) der gespeicherte Wert angezeigt wird, und dass eine Einrichtung vorgesehen ist, die nach Betätigung der Trennvorrichtung (20, 22, 26) arbeitet, um der Anzeigevorrichtung (79, 80) die numerische Marke derjenigen Funktion der Mehrfunktions-Zeit/Strom-Auslösekennlinie zu liefern, welche durch den Stromfluss über die Kontakte überschritten wurde, der eine Auslösung der Trennvorrichtung veranlasste, wodurch die numerische Anzeigevorrichtung Information betreffend die Ursache für die Auslösung anzeigt.

2. Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die numerische Marke einen einzelnen digitalen numerischen Wert umfasst.