DE102004011024A1

DE102004011024A1 - Verfahren und Schaltungsanordnung zum Schutz vor Fehlauslösungen von Niederspannungs-Leistungsschaltern mit elektronischem Überstromauslöser und einer elektronischen Speichereinrichtung

Info

Publication number: DE102004011024A1
Application number: DE102004011024A
Authority: DE
Inventors: Andreas Dipl.-Ing. Krauss; Klaus Dipl.-Ing. Neidhardt; Andreas Dipl.-Ing. Pancke; Wolfgang Dipl.-Ing. Röhl; Manfred Dr. Schiller
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2004-03-04
Filing date: 2004-03-04
Publication date: 2005-09-15

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zum Schutz vor Fehlauslösungen von Niederspannungs-Leistungsschaltern (1) mit elektronischem Überstromauslöser (9) und einer elektronischen Speichereinrichtung (14, 15), die mit dem Überstromauslöser (9) über Verbindungsleiter (16, 17, 18, 19) verbunden und mit Anschlüssen zur Betriebsspannungsversorgung und Anschlüssen für Datenleitungen (35) versehen ist. Der elektronische Speicher ist, insbesondere wenn er im Zuge der Verbindungsleitungen des Schalters angeordnet ist, dem Einfluss der elektromagnetischen Felder ausgesetzt, die bei erhöhtem Strom und bei Schalthandlungen störend auf den Speicher einwirken können. Dabei können Adressinformationen sowie Schreib-/Lesebefehle verändert werden.
Nach dem Verfahren ist vorgesehen, dass die Betriebsspannungsversorgung der Speichereinrichtung (14, 15) beim Auftreten von Daten, die über die Datenleitungen (35) zum elektronischen Überspannungsauslöser übertragen und dort als fehlerhaft erkannt werden, mittels eines elektronischen Schalters (34) kurzzeitig unterbrochen wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zum Schutz vor Fehlauslösungen von Niederspannungs-Leistungsschaltern mit elektronischem Überstromauslöser und einer elektronischen Speichereinrichtung, die mit dem Überstromauslöser über Verbindungsleiter verbunden und mit Anschlüssen zur Betriebsspannungsversorgung und Anschlüssen für Datenleitungen versehen ist.

Es ist bekannt, elektrische Leistungsschalter zur Speicherung von Kenngrößen mit einem elektronischen Speicher, zum Beispiel einem EEPROM, zu versehen. Ein derartiger Schalter ist beispielsweise aus der DE 100 19 092 A1 bekannt. Dabei befindet sich der elektronische Überstromauslöser, zumeist abnehmbar, in einem vorderen Bereich des Schalters. In einem hinteren Bereich befinden sich die mechanischen Teile, die Stromkontakte und die Stromwandler, die die Strommesswerte und die zum Betrieb des Überstromauslösers benötigte Hilfsenergie liefern. Ein Kabelbaum verbindet beide Teile des Schalters miteinander. Im Zuge dieses Kabelbaums kann sich auch der elektronische Speicher befinden.

Als weitere Anwendung einer von dem Überstromauslöser räumlich getrennten Speichereinrichtung ist aus der US 4,958,252 ein Bemessungsstecker (rating plug) bekannt. Der Speicher dient hierbei dazu, betriebliche Ereignisse wie Schaltvorgänge, die Höhe eines Kurzschluss- oder Überstroms etc. auf zuzeichnen, um daraus einen Zeitpunkt für die Wartung des Leistungsschalters zu errechnen.

Der elektronische Speicher ist, insbesondere wenn er im Zuge der Verbindungsleitungen des Schalters angeordnet ist, dem Einfluss der elektromagnetischen Felder ausgesetzt, die bei erhöhtem Strom und bei Schalthandlungen störend auf den Speicher einwirken können. Dabei können Adressinformationen sowie Schreib-/Lesebefehle verändert werden. Beispielsweise kann statt eines Schreibvorgangs ein Lesevorgang oder umgekehrt stattfinden, ohne dass das von außen erkannt werden kann. Bei einem solchen Fehler können dann die eingespeicherten Daten nicht ausgelesen werden. Unter Umständen kann es dadurch zu einem ungewollten Auslösen des Leistungsschalters durch den Überstromauslöser kommen, dessen Prozessor beim zyklischen Auslesen der Daten einen fehlerhaften Datenzustand erkennt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Maßnahme anzugeben, mit der eine Störung der Zugriffsmöglichkeit zur Speichereinrichtung nicht zu einem fehlerhaften Verhalten des Überstromauslösers führen kann.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 beziehungsweise durch eine Schaltungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 4. Zweckmäßige Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Danach wird die Betriebsspannungsversorgung der Speichereinrichtung beim Auftreten von Daten, die über die Datenleitungen zum elektronischen Überspannungsauslöser übertragen und dort als fehlerhaft erkannt werden, mittels eines elektronischen Schalters kurzzeitig unterbrochen.

Zweckmäßig wird zusätzlich auch die Verbindung der Datenleitungen vom elektronischen Überstromauslöser zu weiteren elektronischen Komponenten des Niederspannungs-Leistungsschalters für die Dauer der Unterbrechung der Betriebsspannungsversorgung mittels eines elektronischen Schalters unterbrochen.

Alternativ dazu kann auch vorgesehen sein, dass die Versorgungsspannung für die Dauer ihrer Unterbrechung gleichzeitig kurzgeschlossen wird.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung sieht zur kurzzeitigen Unterbrechung der Betriebsspannungsversorgung der Speichereinrichtung beim Auftreten von Daten, die über die Datenleitungen zum elektronischen Überspannungsauslöser übertragen und dort als fehlerhaft erkannt werden, vor, dass in der Zuleitung der Betriebsspannung zur Speichereinrichtung ein elektronischer Schalter angeordnet ist.

Zweckmäßig kann zur Unterbrechung der Verbindung der Datenleitungen vom elektronischen Überstromauslöser zu weiteren elektronischen Komponenten des Niederspannungs-Leistungsschalters für die Dauer der Unterbrechung der Betriebsspannungsversorgung im Zuge der Datenleitungen ein elektronischer Schalter angeordnet sein.

Es kann auch ein gleichzeitiger Kurzschluss der Betriebsspannungsversorgung über einen Kurzschlussschalter vorgesehen sein. Zweckmäßig sind in diesem Fall die Datenleitungen mit der Betriebsspannungsversorgung über Dioden verbunden. Außerdem kann eine Widerstandsentkopplung vorgesehen sein, indem in die Datenleitungen zwischen der Speichereinrichtung und weiteren elektronischen Komponenten Widerstände geschaltet sind.

Als Speichereinrichtung kommt üblicherweise ein serielles EEPROM in Frage.

Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:
1 schematisch einen Niederspannungs-Leistungsschalter mit Speichereinrichtungen;
2 eine Speichereinrichtung mit der dazugehörigen Beschaltung und
3 eine zweite Variante der Beschaltung der Speichereinrichtung.
Der in 1 gezeigte Niederspannungs-Leistungsschalter 1 besitzt ein Gehäuse 2, in welchem für jeden Pol eine Schaltkontaktanordnung 3 mit zugehöriger Löschkammer 4 und eine Antriebsvorrichtung 5 zur Betätigung der Schaltkontakte untergebracht sind. Jede der Schaltkontaktanordnungen 3 weist eine obere und eine untere Anschlussschiene 6, 7 auf. Die unteren Anschlussschienen 7 sind mit einem Wandlersatz 8 versehen. Jeder Wandlersatz 8 versorgt den Überstromauslöser 9 durch einen Stromwandler 10 mit den Strommesswerten und durch einen Energiewandler 11 mit der benötigten Hilfsenergie. Zur Verbindung der Wandlersätze 8 mit dem Überstromauslöser 9 ist ein Kabelbaum 12 vorgesehen.
Bekannt ist es, zur Anpassung des Überstromauslösers 9 an den Nennstrom und weitere Parameter einen Bemessungsstromstecker 13 vorzusehen. Ferner kann ein Speicherbaustein 14 an der Rückseite des Überstromauslösers 9 und/oder im Zuge des Kabelbaums 12 ein Speicherbaustein 15 vorhanden sein. Wie oben bereits beschrieben, kann es durch elektromagnetische Beeinflussung zu einem fehlerhaften Datenzustand eines Speicherbausteins 14, 15 kommen, der in dem Prozessor des Überstromauslösers 9 erkannt wird.
2 zeigt den Speicherbaustein 15 der EEPROM-Bauart (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) und die erfindungsgemäße Maßnahme näher. Der Speicherbaustein 15 ist über Verbindungsleiter 16, 17, 18, 19 zugänglich. Die Verbindungsleiter 17, 18 sind über eine übliche Beschaltung mit Dioden 20, 21, 22, 23 sowie Kondensatoren 24, 25 und Widerständen 26, 27 mit den Datenanschlüssen 28, 29 verbunden. Über den Anschluss 16 wird eine Versorgungsspannung von +5 V für den Speicherbaustein 15 zugeführt. Die Kondensatoren 30, 31 und 32 dienen in Verbindung mit der Z-Diode 33 zur Aufrechterhaltung der Betriebsspannung (Energiepufferung).
Erfindungsgemäß wird nunmehr vorgeschlagen, mittels einer Überwachungseinrichtung die Daten des Speicherbausteins 15 auf unzulässige Werte abzufragen. Diese Überwachung kann durch einen ohnehin im Überstromauslöser 9 vorhandenen Prozessor erfolgen. Beim Auftreten unzulässiger Daten wird zunächst über einen zusätzlichen elektronischen Schalter 34 die Versorgungsspannung U_S des Speicherbausteins 15, ausgelöst durch den Mikroprozessor des Überstromauslösers 9, kurzzeitig unterbrochen. Erst wenn diese Unterbrechung, die gegebenenfalls auch wiederholt werden kann, nicht zum Erfolg führt, wird eine Fehlermeldung beziehungsweise die Zwangsauslösung des Niederspannungs-Leistungsschalters 1 durchgeführt. Um zu verhindern, dass die Datenleitungen 35 für die übrigen Elektronikkomponenten kurzgeschlossen werden oder hier ein Energiefluss stattfindet, werden diese im Anschluss an das Schalten des elektronischen Schalters 34, ebenfalls über einen elektronischen Schalter 36, für die Dauer der Unterbrechung getrennt.
3 zeigt eine zweite Variante der Schaltung. Neben dem elektronischen Schalter 34 zur Unterbrechung der Versorgungsspannung U_S des Speicherbausteins 15 wird die Versorgungsspannung U_S für die Zeit der Unterbrechung mittels eines elektronischen Schalters 37 kurzgeschlossen. Hierdurch wird über die Dioden 38, 39, 40 auch die Spannung auf den Datenleitungen 35 kurzgeschlossen und somit alle Kondensatoren 24, 25, 30, 31, 32 entladen. Im Zuge der Datenleitungen 35 ist außerdem eine Entkopplung über Widerstände 41, 42, 43 vorgesehen.

Claims

Verfahren zum Schutz vor Fehlauslösungen von Niederspannungs-Leistungsschaltern mit elektronischem Überstromauslöser und einer elektronischen Speichereinrichtung, die mit dem Überstromauslöser über Verbindungsleiter verbunden und mit Anschlüssen zur Betriebsspannungsversorgung und Anschlüssen für Datenleitungen versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsspannungsversorgung der Speichereinrichtung (14, 15) beim Auftreten von Daten, die über die Datenleitungen (35) zum elektronischen Überspannungsauslöser übertragen und dort als fehlerhaft erkannt werden, mittels eines elektronischen Schalters (34) kurzzeitig unterbrochen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung der Datenleitungen (35) vom elektronischen Überstromauslöser (9) zu weiteren elektronischen Komponenten des Niederspannungs-Leistungsschalters (1) für die Dauer der Unterbrechung der Betriebsspannungsversorgung mittels eines elektronischen Schalters (34) unterbrochen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungsspannung (U_S) für die Dauer ihrer Unterbrechung gleichzeitig kurzgeschlossen wird.
Schaltungsanordnung zum Schutz vor Fehlauslösungen von Niederspannungs-Leistungsschaltern (1) mit elektronischem Überstromauslöser (9) und einer elektronischen Speichereinrichtung (14, 15), die mit dem Überstromauslöser (9) über Verbindungsleiter (16, 17, 18, 19) verbunden und mit Anschlüssen zur Betriebsspannungsversorgung (U_S) und Anschlüssen (28, 29) für Datenleitungen (35) versehen ist zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur kurzzeitigen Unterbrechung der Betriebsspannungsversorgung (U_S) der Speichereinrichtung (14, 15) beim Auftreten von Daten, die über die Datenleitungen (35) zum elektronischen Überspannungsauslöser (9) übertragen und dort als fehlerhaft erkannt werden, in der Zuleitung der Betriebsspannung (U_S) zur Speichereinrichtung (14, 15) ein elektronischer Schalter (34) angeordnet ist.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Unterbrechung der Verbindung der Datenleitungen (35) vom elektronischen Überstromauslöser (9) zu weiteren elektronischen Komponenten des Niederspannungs-Leistungsschalters (1) für die Dauer der Unterbrechung der Betriebsspannungsversorgung (U_S) im Zuge der Datenleitungen (35) ein elektronischer Schalter (36) angeordnet ist.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zum gleichzeitigen Kurzschluss der Betriebsspannungsversorgung (U_S) ein Kurzschlussschalter (37) vorgesehen ist.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenleitungen (35) mit der Betriebsspannungsversorgung (U_S) über Dioden (38, 39, 40) verbunden sind.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in die Datenleitungen (35) zwischen der Speichereinrichtung (14, 15) und weiteren elektronischen Komponenten Widerstände (41, 42, 43) geschaltet sind.
Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichereinrichtung (14, 15) ein EEPROM ist.