DE102008049432A1 - Circuit breaker and current transformer for a circuit breaker - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Leistungsschalter und einen Stromwandler (1) für einen entsprechenden Leistungsschalter, der zur Unterbrechung eines durch einen Leiter fließenden Primärstroms dient, durch den ein zu schützender Stromkreis mit Strom versorgt wird, wobei eine Auslösevorrichtung zur Auslösung der Unterbrechung vorgesehen ist und wobei der Stromwandler (1) die Auslösevorrichtung mit Strom versorgt, mit einem um den Leiter (2) geführten Hauptmagnetkreis (5) und mindestens einer Sekundärwicklung (6), deren Kern von einem Teil des Hauptmagnetkreises (5) gebildet wird, wobei parallel zum Kern der Sekundärwicklung (6) ein magnetischer Nebenschlusszweig (7) geschaltet ist, der einen zusätzlichen magnetischen Widerstand aufweist. Um den Sekundärstrom des Stromwandlers (1) bei großen Strömen selbsttätig zu begrenzen, wird vorgeschlagen, dass der zusätzliche magnetische Widerstand so ausgebildet ist, dass er sich bei einem über dem Nennstrom des Leistungsschalters liegenden Primärstrom, also insbesondere im Kurzschlussfall, mittels der im Nebenschlusszweig (7) auftretenden magnetischen Kräfte selbsttätig verkleinert, so dass es zu einer effektiven Verringerung des zusätzlichen magnetischen Widerstands im Nebenschlusszweig (7) kommt.The invention relates to a circuit breaker and a current transformer (1) for a corresponding circuit breaker, which serves to interrupt a current flowing through a conductor primary current through which a circuit to be protected is supplied with power, a triggering device is provided for triggering the interruption and wherein the Current transformer (1) energized the tripping device, with a main magnetic circuit (5) guided around the conductor (2) and at least one secondary winding (6) whose core is formed by a part of the main magnetic circuit (5), parallel to the core of the secondary winding (6) a magnetic shunt branch (7) is connected, which has an additional magnetic resistance. In order to limit the secondary current of the current transformer (1) automatically at high currents, it is proposed that the additional magnetic resistance is designed so that it at a lying above the rated current of the circuit breaker primary current, ie in particular in the case of short circuit, by means of in the shunt branch ( 7) occurring magnetic forces automatically reduced, so that there is an effective reduction of the additional magnetic resistance in the shunt branch (7).
Description
Die Erfindung betrifft einen Leistungsschalter zur Unterbrechung eines durch einen Leiter fließenden Stroms und einen Stromwandler für einen entsprechenden Leistungsschalter gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 12.The The invention relates to a circuit breaker for interrupting a through a conductor flowing current and a current transformer for a corresponding circuit breaker according to The preambles of claims 1 and 12.
Leistungsschalter
zur Stromunterbrechung sind allgemein bekannt. Dabei fließt
der zu unterbrechende Strom durch den Leistungsschalter selbst; ein
zu schützender Stromkreis wird über einen abgangsseitigen
Leiter mit Strom versorgt. Zur Auslösung der Unterbrechung
dient eine Auslösevorrichtung, die über einen
Stromwandler (Eisenkernwandler) mit elektrischer Energie versorgt
wird, wobei die elektrische Energie dem durch den Leiter fließenden Strom
(Primärstrom) entnommen wird. Eine solche Auslösevorrichtung
ist aus der
Soll der Stromwandler (Eisenkernwandler) nur zur Energieversorgung und nicht für Messzwecke eingesetzt werden, so möchte man über einen großen Primärstrombereich einen möglichst konstanten (niedrigen) Sekundärstrom aus dem Stromwandler erhalten. Deshalb wird der Sekundärstrom bei hohen Primärströmen meist begrenzt, wodurch wiederum im Leistungsteil der elektronischen Auslöseeinheit platzsparende elektronische Bauteile mit einer kleinen maximalen Verlustleistung eingesetzt werden können. Zur Messung des Primärstromes ist dann allerdings ein weiterer Stromwandler (z. B. Rogowski-Wandler) erforderlich.Should the current transformer (iron core converter) only for power supply and not be used for measurement purposes, so would like one has a large primary current range a constant (low) secondary current obtained from the current transformer. Therefore, the secondary current mostly limited at high primary currents, thereby again in the power section of the electronic trip unit space-saving electronic components with a small maximum power dissipation can be used. For measuring the primary current is then however another current transformer (eg Rogowski converter) required.
Nachteilig ist dabei, dass diese Begrenzung oft nicht ausreicht.adversely is that this limit is often insufficient.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen Leistungsschalter und einen Stromwandler vorzuschlagen, dessen Sekundärstrom ausreichend begrenzt ist.The The object of the invention is to provide a circuit breaker and a To propose current transformers whose secondary current is sufficient is limited.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 12 gelöst; die Unteransprüche stellen vorteilhafte Ausgestaltungen dar.The The object is achieved by the features of claims 1 and 12 solved; the dependent claims provide advantageous Embodiments
Die Lösung sieht bezogen auf den Leistungsschalter als auch auf den Stromwandler vor, dass der zusätzliche magnetische Widerstand so ausgebildet ist, dass er sich bei einem über dem Nennstrom liegenden Primärstrom, also insbesondere im Kurzschlussfall, mittels der im Nebenschlusszweig auftretenden magnetischen Kräfte selbsttätig verkleinert, so dass es zu einer effektiven Verringerung des zusätzlichen magnetischen Widerstands im Nebenschlusszweig kommt. Um also eine ausreichende Begrenzung des von der Sekundärwicklung abgegebenen Sekundärstroms zu erzielen, wird der zusätzliche magnetische Widerstand mit Vergrößerung des durch den Primärstrom bedingten magnetischen Flusses selbsttätig verringert.The Solution looks related to the circuit breaker as well on the current transformer before that the additional magnetic Resistance is designed so that it is over the nominal current lying primary current, ie in particular in the event of a short circuit, by means of the branches occurring in the shunt branch Magnetic forces automatically reduced, so that there is an effective reduction of the extra magnetic resistance in the shunt branch comes. So one sufficient limitation of the output from the secondary winding To achieve secondary flow, the additional magnetic resistance with enlargement of the the primary current conditional magnetic flux automatically reduced.
Eine einfache technische Ausführung sieht vor, dass der zusätzliche magnetische Widerstand einen Luftspalt aufweist.A simple technical design provides that the additional magnetic resistance has an air gap.
Eine besonders wirksame Begrenzung des Sekundärstroms wird erzielt, wenn der Zweig (Teilmagnetkreis) mit der Sekundärwicklung bei einem über dem Nennstrom liegenden vorgegebenen Primärstrom eine magnetische Sättigung erfährt.A particularly effective limitation of the secondary current is achieved if the branch (partial magnetic circuit) with the secondary winding at a predetermined primary current above the rated current undergoes a magnetic saturation.
Mit Vorteil erfährt der Luftspalt bei einem über dem Nennstrom liegenden Primärstrom eine elastische Verkleinerung.With Advantage learns of the air gap at one above the Rated current lying primary current an elastic reduction.
Im einfachsten Fall wird der Luftspalt von mindestens zwei beabstandeten und in Richtung des Magnetflusses einander überlappenden Elementen des Nebenschlusszweigs gebildet.in the In the simplest case, the air gap is spaced from at least two and in the direction of the magnetic flux overlapping each other Elements of the shunt branch formed.
Um ein Aneinanderhaften der Elemente zu verhindern, wird vorgeschlagen, dass die einander überlappenden Elemente beschichtet sind.Around to prevent the elements from sticking together, it is proposed that the overlapping elements are coated.
Technisch einfach ist es, wenn der Hauptmagnetkreis geschlossen ausgebildet ist und die Elemente parallel zum Nebenschlusszweig und damit quer zum Hauptmagnetkreis verlaufen.Technically it is easy if the main magnetic circuit is formed closed is and the elements parallel to the shunt branch and thus across run to the main magnetic circuit.
Eine technische Ausführung sieht vor, dass die Elemente als flache zungenförmige Stege ausgebildet sind, die sich in entgegen gesetzte Richtungen erstrecken und deren freie Enden einander überlappen.A technical execution provides that the elements as flat tongue-shaped webs are formed which extend in extend opposite directions and overlap their free ends.
Ein einfacher Hauptmagnetkreis wird aus übereinander geschichteten weich-/ferromagnetischen Blechen gebildet.One simple main magnetic circuit is layered from one another soft / ferromagnetic sheets formed.
Mit Vorteil ist der Hauptmagnetkreis als Ringbandkern aus kornorientiertem oder nicht-kornorientiertem Silizium-Eisen oder anderen kristallinen amorphen oder nanokristallinen metallischen Legierungen gebildet.Advantageously, the main magnetic circuit as a ring band core of grain-oriented or non-kornorien formed silicon-iron or other crystalline amorphous or nanocrystalline metallic alloys.
Ein einfacher Aufbau des Hauptmagnetkreises ergibt sich, wenn zwischen zwei Blechen mit zungenförmigem Steg jeweils ein oder mehrere Bleche ohne Steg angeordnet sind.One simple structure of the main magnetic circuit arises when between two sheets with tongue-shaped web each one or more Sheets are arranged without a bridge.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigen:The Invention will be described below with reference to an embodiment described in more detail. Show it:
Die
elektronische Auslösevorrichtung löst die Unterbrechung
des Primärstroms aus, wobei deren Stromversorgung über
den Stromwandler
Wie
Der
magnetische Nebenschlusszweig
Im
Ausführungsbeispiel ist der Zweig mit der Sekundärwicklung
Wird
der Stromkreis im Kurzschlussfall vom Leistungsschalter
Der
Stromwandler
In
Mit
anderen Worten: Bei geringen bis mittleren Primärströmen
fließt nur ein geringer magnetischer Fluss über
den durch die zungenförmigen Stege
Eine
alternative Ausführung mit (nicht elastisch verbiegbaren)
Stegen
Eine
weitere Ausführungsalternative zeigen die
Die
Länge des Luftspalts
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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