DE102014210904B4

DE102014210904B4 - Verfahren, Vorrichtung und System zur bereichsselektiven Verriegelung für Stromunterbrecher

Info

Publication number: DE102014210904B4
Application number: DE102014210904.3A
Authority: DE
Inventors: Feng Du; Wei Gang Chen; Mario Dankert; Yue Zhuo
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2013-06-06
Filing date: 2014-06-06
Publication date: 2021-12-16
Anticipated expiration: 2034-06-07
Also published as: CN104242256A; CN104242256B; DE102014210904A1

Abstract

Verfahren zur bereichsselektiven Verriegelung für einen Stromunterbrecher,der den elektrischen Strom Ifaultmisst und bei dem ein Schwellenwert für einen Fehlerstrom Isdeingestellt wird, dass bei einem Überschreiten dieses Schwellenwertes Isdund sofern ein Eingabesignal zur bereichsselektiven Verriegelung nicht anliegt ein Auslösen des Stromunterbrechers nach Ablauf einer Verriegelungsdauer tzsierfolgt,dass bei einem Überschreiten dieses Schwellenwertes Isdund sofern ein Eingabesignal zur bereichsselektiven Verriegelung innerhalb der Verriegelungsdauer tzsianliegt, eine Ersatzschutzdauer tsdabgewartet wird und bei fortbestehender Überschreitung des Schwellwertes Isdnach Ablauf der Ersatzschutzdauer tsdeine Auslösung erfolgt,dadurch gekennzeichnet,dass bei einem Überschreiten des Schwellenwertes Isdauf der Basis des gemessenen Stromwertes Ifaulteine Berechnung der bereichsselektiven Verriegelungsdauer tzsiund/oder der Ersatzschutzdauer tsderfolgt,wobei die bereichsselektive Verriegelungsdauer tzsiund/oder die Ersatzschutzdauer tsdim Zuge einer Erhöhung des gemessenen Stromwertes Ifaultverringert wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet der elektrischen Stromverteilung, insbesondere das technische Gebiet der Stromunterbrecher.
Bei selektivem Schutz handelt es sich um eine grundsätzliche Anforderung hinsichtlich des Schutzes bzw. der Erhaltung der Stromkontinuität in elektrischen Stromverteilungssystemen. Die konkrete Bedeutung des selektiven Schutzes besteht darin, dass bei Auftreten von Fehlern im System eine Abschaltung innerhalb des kleinsten Bereiches des von dem Fehler betroffenen Bereiches vom System möglich ist, so dass in größtmöglichem Maße die weitere Versorgung von elektrischem Strom für die nicht von dem Fehler betroffenen Bereiche gewährleistet wird. Durch Verwendung der Technologie der bereichsselektiven Verriegelung (ZSI, Zone-Selective Interlocking) kann das Abstimmungsproblem der Selektivität zwischen Stufen bzw. Verteilungsebenen in Niederspannungs-Netzen relativ gut gelöst werden. Bei der bereichsselektiven Verriegelung bzw. Zone Selective Interlocking, kurz ZSI, handelt es sich um eine Technologie deren Funktion darin besteht, zwischen einer oberen und einer unteren Stufe im Niederspannungs-Verteil-Netz mittels Selektivität Schutz zu gewährleisten, indem innerhalb einer möglichst kurzen zeitlichen Begrenzung Fehler innerhalb eines Bereiches abgeschaltet werden. Dies bedeutet, dass bei einem Fehler, wie Überstrom oder Kurschluss, innerhalb des Schutzbereiches der unteren Stufe durch den Schutz der unteren Stufe schnell die Abschaltung des Fehlers erfolgt und gleichzeitig der Schutz der oberen Stufe verriegelt wird, d.h. die obere Stufe nicht auslöst, sofern der Überstrom vom Stromunterbrecher bzw. Schutzschalter der unteren Stufe erkannt wird und einen Stromunterbrechungsvorgang bzw. Auslösen eingeleitet hat. Damit wird erreicht, dass im Falle eines Überstromes bzw. Kurzschlusses der Stromunterbrecher bzw. Schutzschalter, der am nächsten zur Fehlerursache angeordnet ist, d.h. sich in einer unteren Stufe aus Sicht des Verteilnetzes befindet, abschaltet. Ein Stromunterbrecher bzw. Schutzschalter in einer aus Sicht des Verteilnetzes oberen Stufe, dem also mindestens eine untere Stufe zugeordnet ist, der den Überstrom möglicherweise ebenfalls detektiert, soll möglichst nicht abschalten, um einen Stromausfall von möglichen anderen unteren Stufen zu vermeiden. Dies wird als Selektivität bezeichnet. Damit wird eine selektive Auslösung zwischen verschiedenen Stufen eines Niederspannungsverteilnetzes verwirklicht.
Bei der herkömmlichen ZSI erfolgt im Falle des Ausschaltens bzw. Verbotes einer unmittelbaren Stromunterbrechung bei Erreichen eines Überstromwertes eine Verzögerung des zur oberen bzw. höheren Stufe gehörigen Stromunterbrechers um eine bereichsselektive Verriegelungsdauer (t_zsi) . Innerhalb dieser Verriegelungsdauer (t_zsi) wartet der obere Stromunterbrecher auf ein ZSI-Signal des zur unteren Stufe gehörigen Stromunterbrechers. Wenn der Stromunterbrecher der oberen Stufe das ZSI-Signal innerhalb der bereichsselektiven Verriegelungsdauer (t_zsi) empfängt, verzögert dieser Stromunterbrecher sein Auslösen bzw. seine Stromunterbrechung um eine weitere Ersatzschutzdauer (t_sd) (dies bedeutet, dass der zur oberen Stufe gehörige Stromunterbrecher innerhalb der Dauer Ersatzschutzdauer t_sd keine Auslösesaktion zur Unterbrechung des elektrischen Stromes ausführt). Wenn der Fehler nach der Dauer Ersatzschutzdauer (t_sd) nach wie vor besteht, löst der zur oberen Stufe gehörige Stromunterbrecher aus, so dass die sogenannte Funktion des Ersatzschutzes wahrgenommen wird. Wenn der zur oberen Stufe gehörige Stromunterbrecher kein ZSI-Signal empfängt, löst dieser nach der Verriegelungsdauer (t_zsi) aus.
Bei dieser Technologie sind die Verriegelungsdauer (t_zsi) und die Ersatzschutzdauer (t_sd) feste Dauerwerte. Bei Situationen mit relativ großem Fehlerstrom (beispielsweise dem zigfachen des Bemessungsstroms) kommt es zu relativ starken negativen Beeinträchtigungen der elektrischen Mittel, wie Leitungen/elektrischen Kabel und Schaltgeräte innerhalb des Systems, hervorgerufen durch die innerhalb der Verriegelungsdauer (t_zsi) und der Ersatzschutzdauer (t_sd) erfolgten Wärmeeffekte und elektromagnetische Effekte, was zwangsläufig auch zu einer Beeinträchtigung der Verwendungslebensdauer der Stromunterbrecher führt.
Aus der US 2008/0 158 751 A1 , der DE 697 17 585 T2 und der US 2009 / 0 257 157 A1 sind jeweils ein Verfahren zur bereichsselektiven Verriegelung für einen Stromunterbrecher, ein Stromunterbrecher und ein Stromunterbrechersystem bekannt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die durch den Fehlerstrom hervorgerufenen negativen Beeinträchtigungen zu verringern, insbesondere bei Verwendung von ZSI.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1, eine Stromunterbrecher gemäß Anspruch 6 und ein System gemäß Anspruch 11 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Durch die praktischen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung erfolgt die Bereitstellung eines Verfahrens zur bereichsselektiven Verriegelung für Stromunterbrecher, um die durch Fehlerstrom hervorgerufenen negativen Beeinträchtigungen zu verringern.
Durch die praktischen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung erfolgt die Bereitstellung eines Stromunterbrechers, um die durch Fehlerstrom hervorgerufenen negativen Beeinträchtigungen zu verringern.
Durch die praktischen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung erfolgt die Bereitstellung eines Stromunterbrechersystems, um die durch Fehlerstrom hervorgerufenen negativen Beeinträchtigungen zu verringern.
Verfahren zur bereichsselektiven Verriegelung für Stromunterbrecher, welches umfasst:

Einstellung des Schwellenwertes für den Fehlerstrom; wobei, wenn der nicht zur letzten Stufe gehörige Stromunterbrecher eine Beurteilung dahingehend vornimmt, dass der gemessene Fehlerstromwert nicht geringer ist als der betreffende Schwellenwert für den Fehlerstrom, auf der Basis des gemessenen Fehlerstromwertes die Berechnung der bereichsselektiven Verriegelungsdauer t_zsi und/oder der Ersatzschutzdauer t_sd erfolgt, wobei die bereichsselektive Verriegelungsdauer t_zsi im Zuge einer Erhöhung des gemessenen Fehlerstromwertes verringert wird, während die Ersatzschutzdauer t_sd im Zuge einer Erhöhung des gemessenen Fehlerstromwertes verringert wird; Beurteilung, ob durch den betreffenden nicht zur letzten Stufe gehörigen Stromunterbrecher innerhalb der vorstehend bezeichneten bereichsselektiven Verriegelungsdauer t_zsi Eingabesignale zur bereichsselektiven Verriegelung von dem zur unteren Stufe gehörigen Stromunterbrecher erhalten werden oder nicht, wobei, wenn dies der Fall ist, nach Erreichen der vorstehend bezeichneten Ersatzschutzdauer t_sd bei nach wie vor bestehendem Fehler der betreffende nicht zur letzten Stufe gehörige Stromunterbrecher auslöst; während, wenn dies nicht der Fall ist, der betreffende nicht zur letzten Stufe gehörige Stromunterbrecher nach Erreichen der vorstehend bezeichneten bereichsselektiven Verriegelungsdauer t_zsi auslöst.

Die vorstehend bezeichnete auf der Basis des gemessenen Fehlerstromwertes erfolgende Berechnung der bereichsselektiven Verriegelungsdauer t_zsi und/oder der Ersatzschutzdauer t_sd umfasst:

Berechnung der bereichsselektiven Verriegelungsdauer t_zsi und/oder der Ersatzschutzdauer t_sd unter unmittelbarer Verwendung des Fehlerstromwertes;
Berechnung der bereichsselektiven Verriegelungsdauer t_zsi und/oder der Ersatzschutzdauer t_sd unter Verwendung der Veränderungsrate des Fehlerstromwertes;
Berechnung der bereichsselektiven Verriegelungsdauer t_zsi und/oder der Ersatzschutzdauer t_sd unter Verwendung der Energie des Fehlerstromwertes; oder
Berechnung der bereichsselektiven Verriegelungsdauer t_zsi und/oder der Ersatzschutzdauer t_sd unter Verwendung von zumindest zwei der drei genannten Parameter Fehlerstromwert, Veränderungsrate des Fehlerstromwertes und Energie des Fehlerstromwertes.

Die vorstehend bezeichnete auf der Basis des gemessenen Fehlerstromwertes erfolgende Berechnung der bereichsselektiven Verriegelungsdauer t_zsi umfasst:

Berechnung der bereichsselektiven Verriegelungsdauer t_zsi, wobei zwischen t_zsi und dem Schwellenwert für den Fehlerstrom ein proportionales Verhältnis besteht, während zwischen t_zsi und
dem gemessenen Fehlerstromwert ein umgekehrt proportionales Verhältnis besteht,

t_{zsi} = \begin{array}{r} {AI}_{sd} \\ - - - - - \\ I_{fault} \end{array} + t_{mec};

_SD

_fault

_mec

Die vorstehend bezeichnete auf der Basis des gemessenen Fehlerstromwertes erfolgende Berechnung der Ersatzschutzdauer t_sd umfasst:

Berechnung der Ersatzschutzdauer des zur n-ten Stufe gehörigen Stromunterbrechers $t_{s d_{n}}, t_{s d_{n}} = t_{z s i_{n - 1}} + t_{m e c} + t_{p};$

_sd
n

Verhältnis besteht, es sich bei t_zsi
n-1 um die bereichsselektive Verriegelungsdauer des zur n-1ten Stufe gehörigen Stromunterbrechers handelt, es sich bei t_mec um die mechanische Auslösedauer handelt und es sich bei t_p um den Wert für die zuvor festgelegte Dauer handelt.
Stromunterbrecher, welcher eine Einheit zur Einstellung des Schwellenwertes für den Fehlerstrom, eine Einheit für die Berechnung der Dauer und eine Einheit für das Auslösen umfasst, wobei:

die Einheit für die Einstellung des Schwellenwertes für den Fehlerstrom für die Einstellung des Schwellenwertes für den Fehlerstrom verwendet wird;
die Einheit für die Berechnung der Dauer dafür verwendet wird, wenn eine Beurteilung dahingehend erfolgt, dass der gemessene Fehlerstromwert nicht geringer ist als der betreffende Schwellenwert für den Fehlerstrom, auf der Basis des gemessenen Fehlerstromwertes die Berechnung der bereichsselektiven Verriegelungsdauer t_zsi und/oder der Ersatzschutzdauer t_sd vorzunehmen, wobei die bereichsselektive Verriegelungsdauer t_zsi im Zuge einer Erhöhung des gemessenen Fehlerstromwertes verringert wird, während die Ersatzschutzdauer t_sd im Zuge einer Erhöhung des gemessenen Fehlerstromwertes verringert wird;
die Einheit für das Auslösen dafür verwendet wird, eine Beurteilung dahingehend vorzunehmen, ob innerhalb der vorstehend bezeichneten bereichsselektiven Verriegelungsdauer t_zsi Eingabesignale zur bereichsselektiven Verriegelung von dem zur unteren Stufe gehörigen Stromunterbrecher erhalten werden oder nicht, wobei, wenn dies der Fall ist, nach Erreichen der vorstehend bezeichneten Ersatzschutzdauer t_sd bei nach wie vor bestehendem Fehler der betreffende nicht zur letzten Stufe gehörige Stromunterbrecher auslöst; während, wenn dies nicht der Fall ist, der betreffende nicht zur letzten Stufe gehörige Stromunterbrecher nach Erreichen der vorstehend bezeichneten bereichsselektiven Verriegelungsdauer t_zsi auslöst.

Die Einheit zur Berechnung der Dauer findet für die Berechnung der bereichsselektiven Verriegelungsdauer t_zsi und/oder der Ersatzschutzdauer t_sd unter unmittelbarer Verwendung des Fehlerstromwertes Verwendung;
Berechnung der bereichsselektiven Verriegelungsdauer t_zsi und/oder der Ersatzschutzdauer t_sd unter Verwendung der Veränderungsrate des Fehlerstromwertes;
Berechnung der bereichsselektiven Verriegelungsdauer t_zsi und/oder der Ersatzschutzdauer t_sd unter Verwendung der Energie des Fehlerstromwertes; oder
Berechnung der bereichsselektiven Verriegelungsdauer t_zsi und/oder der Ersatzschutzdauer t_sd unter Verwendung von zumindest zwei der drei genannten Parameter Fehlerstromwert, Veränderungsrate des Fehlerstromwertes und Energie des Fehlerstromwertes.
Die Einheit zur Berechnung der Dauer findet für die Berechnung der bereichsselektiven Verriegelungsdauer t_zsi Verwendung, wobei zwischen t_zsi und dem Schwellenwert für den Fehlerstrom ein proportionales Verhältnis besteht, während zwischen t_zsi und dem gemessenen Fehlerstromwert ein umgekehrt proportionales Verhältnis besteht, $t_{zsi} = \begin{array}{r} {AI}_{sd} \\ - - - - - \\ I_{fault} \end{array} + t_{mec};$
wobei es sich bei A um einen zuvor festgelegten Koeffizienten handelt, es sich bei I_sd um den Schwellenwert für den Fehlerstrom handelt, es sich bei I_fault um den gemessenen Fehlerstromwert und es sich bei t_mec um die mechanische Auslösedauer handelt.
Die Verwendung der Einheit für die auf der Basis des gemessenen Fehlerstromwertes erfolgende Berechnung der Ersatzschutzdauer t_sd umfasst:

Berechnung der Ersatzschutzdauer des zur n-ten Stufe gehörigen Stromunterbrechers

t_{s d_{n}}, t_{s d_{n}} = t_{z s i_{n - 1}} + t_{m e c} + t_{p};

_sd
n

_zsi
n-1

_mec

_p

Stromunterbrechersystem, welches einen ersten Stromunterbrecher und einen zweiten Stromunterbrecher umfasst, wobei sich der zweite Stromunterbrecher auf der unteren Stufe des ersten Stromunterbrechers befindet; wobei der erste Stromunterbrecher verwendet wird für die Einstellung des Schwellenwertes für den Fehlerstrom; wobei, wenn eine Beurteilung dahingehend erfolgt, dass der gemessene Fehlerstromwert nicht geringer ist als der betreffende Schwellenwert für den Fehlerstrom, auf der Basis des gemessenen Fehlerstromwertes die Berechnung der bereichsselektiven Verriegelungsdauer t_zsi und/oder der Ersatzschutzdauer t_sd erfolgt, wobei die bereichsselektive Verriegelungsdauer t_zsi im Zuge einer Erhöhung des gemessenen Fehlerstromwertes verringert wird, während die Ersatzschutzdauer t_sd im Zuge einer Erhöhung des gemessenen Fehlerstromwertes verringert wird; und eine Beurteilung dahingehend erfolgt, ob durch den betreffenden nicht zur letzten Stufe gehörigen Stromunterbrecher innerhalb der vorstehend bezeichneten bereichsselektiven Verriegelungsdauer t_zsi Eingabesignale zur bereichsselektiven Verriegelung von dem zur unteren Stufe gehörigen Stromunterbrecher erhalten werden oder nicht, wobei, wenn dies der Fall ist, nach Erreichen der vorstehend bezeichneten Ersatzschutzdauer t_sd bei nach wie vor bestehendem Fehler der betreffende nicht zur letzten Stufe gehörige Stromunterbrecher auslöst; während, wenn dies nicht der Fall ist, der betreffende nicht zur letzten Stufe gehörige Stromunterbrecher nach Erreichen der vorstehend bezeichneten bereichsselektiven Verriegelungsdauer t_zsi auslöst;
während der zweite Stromunterbrecher dafür verwendet wird, bei Messung eines Kurzschlussfehlers bereichsselektive Verriegelungssignale zu versenden.
Der erste Stromunterbrecher findet Verwendung für: Berechnung der bereichsselektiven Verriegelungsdauer t_zsi und/oder der Ersatzschutzdauer t_sd unter unmittelbarer Verwendung des Fehlerstromwertes;
Berechnung der bereichsselektiven Verriegelungsdauer t_zsi und/oder der Ersatzschutzdauer t_sd unter Verwendung der Veränderungsrate des Fehlerstromwertes;
Berechnung der bereichsselektiven Verriegelungsdauer t_zsi und/oder der Ersatzschutzdauer t_sd unter Verwendung der Energie des Fehlerstromwertes; oder
Berechnung der bereichsselektiven Verriegelungsdauer t_zsi und/oder der Ersatzschutzdauer t_sd unter Verwendung von zumindest zwei der drei genannten Parameter Fehlerstromwert, Veränderungsrate des Fehlerstromwertes und Energie des Fehlerstromwertes.
Ein maschinenlesbares Speichermedium zwecks Speicherung von Befehlen, welche die Ausführung des Verfahrens gemäß einem beliebigen der vorstehend aufgeführten Patentansprüche bewirken.
Ein Computerprogramm, wobei, wenn das vorstehend bezeichnete Computerprogramm auf der Maschine betrieben wird, die Ausführung des Verfahrens nach einem beliebigen der vorstehend aufgeführten Patentansprüche bewirkt wird.
Bei der vorliegenden Erfindung wird ein erster Schwellenwert für den Fehler- bzw. Überlast- oder Kurzschlussstrom am nicht zur untersten bzw. nicht zur letzen Stufe, d.h. ein zu einer oberen Stufe, gehörigen Stromunterbrecher respektive Schutzschalter eingestellt. Dieser nimmt eine Beurteilung dahingehend vor, ob ein gemessener Stromwert über dem Schwellenwert für den Fehlerstrom liegt. Auf der Basis des gemessenen Stromwertes erfolgt eine Berechnung der bereichsselektiven Verriegelungsdauer t_zsi und/oder der Ersatzschutzdauer t_sd, wobei die bereichsselektive Verriegelungsdauer t_zsi im Zuge einer Erhöhung des gemessenen Fehlerstromwertes verringert wird und/oder die Ersatzschutzdauer t_sd im Zuge einer Erhöhung des gemessenen Fehlerstromwertes verringert wird.
Ferner erfolgt eine Beurteilung dahingehend, ob durch den betreffenden nicht zur letzten Stufe gehörigen Stromunterbrecher innerhalb der vorstehend bezeichneten bereichsselektiven Verriegelungsdauer t_zsi Eingabesignale bzw. ZSI Signale zur bereichsselektiven Verriegelung von dem zur unteren Stufe gehörigen Stromunterbrecher erhalten werden oder nicht. Wenn ein ZSI Signal erhalten wird, wird die Ersatzschutzdauer t_sd abgewartet. Liegt nach Ablauf der Ersatzschutzdauer t_sd nach wie vor ein Fehler- bzw. Überstrom vor, löst dieser, nicht zur letzten Stufe gehörige Stromunterbrecher aus, d.h. unterbricht den Strom.
Wird kein ZSI Signal erhalten, löst dieser, nicht zur letzten Stufe gehörige Stromunterbrecher nach Erreichen der vorstehend bezeichneten bereichsselektiven Verriegelungsdauer t_zsi aus.
Erfindungsgemäß sind die Verriegelungsdauer t_zsi und die Ersatzschutzdauer t_sd keine feste Dauerwerte, sondern abhängig vom gemessene (Fehler-)Strom.
Erfindungsgemäß erfolgt auf der Basis der gemessenen Stromwerte die Regulierung der Größe von bereichsselektiver Verriegelungsdauer t_zsi und Ersatzschutzdauer t_sd, so dass negative Beeinträchtigungen der elektrischen Leitungen/elektrischen Kabel innerhalb des Systems, hervorgerufen durch Wärmeeffekte und elektromagnetische Effekte, verringert werden.
Erfindungsgemäß wird an einem untergeordneten Stromunterbrecher, d.h. der im Niederspannungsverteilnetz einem Verbraucher nahe ist, ein zweiter Schwellenwert für einen zweiten Fehlerstrom eingestellt. Wird dieser überschritten, soll eine Abschaltung dieses unteren Stromunterbrechers erfolgen. Ferner soll dieser ein Eingabesignal zur bereichsselektiven Verriegelung an einen oberen, übergeordneten Stromunterbrecher senden. Üblicherweise dem nächsten, übergeordneten Schalter, der der Stromquelle näher ist.
Erläuterung der Abbildungen:

Bei handelt es sich um die Darstellung des Verfahrens zur bereichsselektiven Verriegelung für Stromunterbrecher gemäß den praktischen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung.
Bei handelt es sich um die Darstellung der Konstruktion des Stromunterbrechers gemäß den praktischen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung.
Bei handelt es sich um die Darstellung der Konstruktion des Stromunterbrechersystems gemäß den praktischen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung.
Bei handelt es sich um die Darstellung der Konstruktion des Systems der bereichsselektiven Verriegelung gemäß den praktischen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung.
Bei handelt es sich um die Darstellung des Betriebsablaufs des Stromunterbrechers in dem System aus .

Zwecks besserem Verständnis der technischen Konzeption und der Vorteile der vorliegenden Erfindung erfolgt nachstehend aufgeführt anhand der beigefügten Abbildungen sowie anhand praktischer Ausführungsbeispiele eine weitere detaillierte Erläuterung der vorliegenden Erfindung. Es versteht sich, dass es sich bei den hier beschriebenen praktischen Ausführungsbeispielen lediglich um beschreibende Erläuterungen der vorliegenden Erfindung handelt, ohne dass diesbezüglich irgendeine Beschränkung des Schutzbereiches der vorliegenden Erfindung erfolgt.
Durch die praktischen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung erfolgt die Bereitstellung eines Verfahrens zur bereichsselektiven Verriegelung für Stromunterbrecher bzw. Schutzschalter.
Bei handelt es sich um die Darstellung des Verfahrens zur bereichsselektiven Verriegelung für Stromunterbrecher gemäß den praktischen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung.
Wie in der gezeigt, umfasst das Verfahren: Schritt 101: Einstellung des Schwellenwertes für den Fehlerstrom in einem Stromunterbrecher bzw. Schutzschalter.
Bei den praktischen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung kann zunächst hinsichtlich der Stromunterbrecher der verschiedenen Stufen die Einstellung des Schwellenwertes für den Fehlerstrom erfolgen. Der Schwellenwert für den Fehlerstrom kann in Zusammenhang mit dem Bemessungsstrom bzw. zulässigen Nennstrom I_N des Stromunterbrechers der jeweiligen Stufe stehen, beispielsweise ein zuvor festgelegtes Mehrfaches des Bemessungsstroms betragen.
Fehlerstrom kann innerhalb verschiedener Formen auftreten, beispielsweise als Kurzschlussstrom oder als Leckagestrom usw. Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel wird vorgesehen, dass bei Auftreten eines Kurzschlussfehlers, der Schwellenwert für den Fehlerstrom das 10-, 12-, 15- beziehungsweise 20-fache usw. des Bemessungsstroms des Stromunterbrechers betragen kann.
Bei einem anderen praktischen Ausführungsbeispiel wird vorgesehen, dass bei Auftreten eines Kurzschlussfehlers, der Schwellenwert für den Fehlerstrom das 0,1-, 0,2-, 0,3-, 0,4-beziehungsweise 0,5-fache usw. des Bemessungsstroms des Stromunterbrechers betragen kann.
Ein Fachmann des betreffenden technischen Gebietes wird bemerken, dass vorstehend zwar konkrete Zahlenwerte aufgeführt werden, um die Beziehung des Mehrfachen zwischen dem Schwellenwert für den Fehlerstrom und dem Bemessungsstrom zu beschreiben, wobei diese Beschreibungen allerdings lediglich beispielhafter Natur sind, ohne diesbezüglich in irgendeiner Weise eine Beschränkung des Schutzbereiches der praktischen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung zu bedeuten.
Schritt 102: Wenn der nicht zur letzten, d.h. einer oberen Stufe gehörige Stromunterbrecher eine Beurteilung dahingehend vornimmt, dass der gemessene Fehlerstromwert nicht geringer ist als der betreffende Schwellenwert für den Fehlerstrom, erfolgt auf der Basis des gemessenen Fehlerstromwertes die Berechnung der bereichsselektiven Verriegelungsdauer t_zsi und/oder der Ersatzschutzdauer t_sd, wobei die bereichsselektive Verriegelungsdauer t_zsi im Zuge einer Erhöhung des gemessenen Fehlerstromwertes verringert wird und/oder die Ersatzschutzdauer t_sd im Zuge einer Erhöhung des gemessenen Fehlerstromwertes verringert wird.
Hierbei kann es sich bei dem Ausgangsspukt der Berechnung für die bereichsweise selektive Verriegelungsdauer t_zsi und die Ersatzschutzdauer t_sd des nicht zur letzten Stufe gehörigen Stromunterbrechers um den Zeitpunkt handeln, an welchem der nicht zur letzten Stufe gehörige Stromunterbrecher den Fehlerstrom misst.
Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel wird vorgesehen, dass die auf der Basis des gemessenen Fehlerstromwertes erfolgende Berechnung der bereichsselektiven Verriegelungsdauer t_zsi und/oder der Ersatzschutzdauer t_sd umfassen kann:

(1) Berechnung der bereichsselektiven Verriegelungsdauer t_zsi und/oder der Ersatzschutzdauer t_sd unter unmittelbarer Verwendung des Fehlerstromwertes.

_zsi

t_{zsi} = \begin{matrix} A * I_{sd} \\ - - - - - - - - - \\ I_{fault} \end{matrix} + t_{mec}

_sd

_fault

_mec

Die Verriegelungsdauer t_zsi kann für jede Stufe entsprechend des verwendeten Stromunterbrechers berechnet werden, d.h. den entsprechenden Daten dieses Stromunterbrechers. So kann jeder Wert t_zsi
n, wobei n die entsprechende Stufe angibt (n=0 untere Stufe, n=1 obere Stufe, n=2 übergeordnete obere Stufe, usw.), berechnet werden.
Außerdem kann auf der Basis des gemessenen Fehlerstromwertes die Berechnung der Ersatzschutzdauer t_sd des dem unteren Stromunterbrecher übergeordneten oberen Stromunterbrechers t_sd
1 bzw. t_sd
n (n>0, wobei n=0 die unterste bzw. letzte Stufe ist, n=1 die erste obere bzw. nicht letzte Stufe ist, n=2 die der ersten oberen Stufe übergeordnete zweite obere Stufe, usw. ist) erfolgen, wobei $t_{s d_{1}} = t_{z s i_{0}} + t_{m e c} + t_{p}$
ist.
Die Ersatzschutzdauer t_sd der darauf folgenden oberen Stufen kann wie folgt errechnet werden: $t_{s d_{2}} = t_{s d_{1}} + t_{m e c} + t_{p}$
bzw. $t_{s d_{n}} = t_{s d_{n - 1}} + t_{m e c} + t_{p}$
Zwischen t_sd
n und dem Schwellenwert für den Fehlerstrom besteht ein proportionales Verhältnis. Bei t _zsi
0 handelt es sich um die bereichsselektive Verriegelungsdauer des zur unteren Stufe gehörigen Stromunterbrechers, bei t_mec handelt es sich um die mechanische Auslösedauer (also die von dem Stromunterbrecher für die Ausführung der Auslöseaktion benötigte Dauer) und bei t_p handelt es sich um einen zuvor festgelegten Wert einer Reservezeitdauer.
Weil t_zsi
n-1 im Zuge der Erhöhung des Fehlerstroms eine Verringerung erfährt, kommt es natürlich auch bei dem berechneten t_sd
n im Zuge der Erhöhung des Fehlerstroms zu einer Verringerung.
(2) Berechnung der bereichsselektiven Verriegelungsdauer t_zsi und/oder der Ersatzschutzdauer t_sd unter Verwendung der Veränderungsrate des Fehlerstromwertes.
Beispielsweise kann vorgesehen werden, dass zwischen t_zsi und dem Schwellenwert für den Fehlerstrom ein proportionales Verhältnis besteht, während zwischen t_zsi und der Veränderungsrate des gemessenen Fehlerstromwertes, also der ersten Ableitung des (Fehler-)stromes I'(t), ein umgekehrt proportionales Verhältnis besteht. $t_{zsi} = f (I_{sd},1 / I'_{fault} (t))$
(3) Berechnung der bereichsselektiven Verriegelungsdauer t_zsi und/oder der Ersatzschutzdauer t_sd unter Verwendung der Energie des Fehlerstromwertes.
Beispielsweise kann vorgesehen werden, dass zwischen t_zsi und dem Schwellenwert für den Fehlerstrom ein proportionales Verhältnis besteht, während zwischen t_zsi und der Energie des gemessenen Fehlerstromwertes, d.h. I²t, ein umgekehrt proportionales Verhältnis besteht. $t_{zsi} = f (I_{sd},1 / I^{2} t)$
(4) Berechnung der bereichsselektiven Verriegelungsdauer t_zsi und/oder der Ersatzschutzdauer t_sd unter Verwendung von zumindest zwei der drei genannten Parameter Fehlerstromwert, I(t), Veränderungsrate des Fehlerstromwertes, I'(t) und Energie des Fehlerstromwertes, I²t.
Beispielsweise kann vorgesehen werden, dass zwischen t_zsi und dem Schwellenwert für den Fehlerstrom ein proportionales Verhältnis besteht, während zwischen t_zsi und zumindest zwei der drei Parameter Fehlerstromwert, Veränderungsrate des Fehlerstromwertes und Energie des Fehlerstromwertes ein umgekehrt proportionales Verhältnis besteht. Konkret wird vorgesehen, dass für die drei Parameter Fehlerstromwert, Veränderungsrate des Fehlerstromwertes und Energie des Fehlerstromwertes gewichtete Faktoren eingerichtet werden und durch gewichtetes Mittelverfahren die Berechnung von bereichsselektiver Verriegelungsdauer t_zsi und/oder Ersatzschutzdauer t_sd erfolgt.
Beispiel: $t_{z s i} = f (I_{f a u l t} (t), I_{f a u l t}' (t), I^{2} t);$
$t_{s d} = f_{1} (I_{f a u l t} (t), I_{f a u l t}' (t), I^{2} t);$
wobei es sich bei I (t) bzw. I_fault (t) um die Funktion des Fehlerstroms handelt, bei I'(t) bzw. I_fault'(t) um die Funktion der Veränderungsrate des Fehlerstromwertes und bei I²t um die Funktion der Energie des Fehlerstromwertes handelt. Die Funktionen f (x) und f₁ (x) können verschiedene Ausführungsformen aufweisen.
Ein Fachmann des betreffenden technischen Gebietes wird bemerken, dass vorstehend zwar konkrete Funktionen aufgeführt werden, um zu beschreiben, wie auf der Basis des gemessenen Fehlerstromwertes die Berechnung der bereichsselektiven Verriegelungsdauer t_zsi und/oder der Ersatzschutzdauer t_sd erfolgt, wobei diese Beschreibungen allerdings lediglich beispielhafter Natur sind, ohne diesbezüglich in irgendeiner Weise eine Beschränkung des Schutzbereiches der praktischen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung zu bedeuten.
Schritt 103: Beurteilung, ob durch den betreffenden nicht zur letzten Stufe gehörigen Stromunterbrecher innerhalb der vorstehend bezeichneten bereichsselektiven Verriegelungsdauer t_zsi Eingabesignale zur bereichsselektiven Verriegelung von dem zur unteren Stufe gehörigen Stromunterbrecher erhalten werden oder nicht, wobei, wenn dies der Fall ist, nach Erreichen der vorstehend bezeichneten Ersatzschutzdauer t_sd bei nach wie vor bestehendem Fehler der betreffende nicht zur letzten Stufe gehörige Stromunterbrecher auslöst; während, wenn dies nicht der Fall ist, der betreffende nicht zur letzten Stufe gehörige Stromunterbrecher nach Erreichen der vorstehend bezeichneten bereichsselektiven Verriegelungsdauer t_zsi auslöst.
Konkret kann der Stromunterbrecher das Auslösen über die Auslösevorrichtung ausführen. Die Auslösevorrichtung ist mechanisch mit dem Stromunterbrecher verbunden (oder in den Stromunterbrecher integriert) und dient dazu, eine Haltevorrichtung freizugeben und den Stromunterbrecher automatisch zu öffnen.
Bei der Auslösevorrichtung kann es sich um Ausführungsarten wie elektromagnetische Auslösevorrichtung, thermomagnetische Auslösevorrichtung oder elektronische Auslösevorrichtung usw. handeln. Konkret gewährleistet eine elektromagnetische Auslösevorrichtung Schutz, wobei es sich um Kurzschlussschutz handelt. Bei ausreichend starkem Strom überwindet die Kraft des generierten magnetischen Feldes die Gegenkraftfederhaftung des Ankerschlaghebels und nimmt auf diese Weise die Vorrichtung zur Aktion der Stromkreisabschaltung mit. Die thermomagnetische Auslösevorrichtung gewährleistet Kurzschluss- und Überlastungsschutz. Nur bei einigen besonderen Anwendungen finden elektromagnetische Auslösevorrichtungen zur Gewährleistung von Schutz Verwendung, während durch andere Elemente (beispielsweise Thermorelais) die Übernahme des Überlastungsschutzes erfolgt. Elektronische Auslösevorrichtungen können sämtliche der vorstehend aufgeführten Funktionen wahrnehmen und zudem einfach eingerichtet werden. Bei der elektronischen Auslösevorrichtung handelt es sich um einen aus elektronischen Bauteilen bestehenden Stromkreis, wobei die Überprüfung und Verstärkung des Hauptstromkreisstroms zum Antrieb der Auslösevorrichtung erfolgt.
Hieraus ist ersichtlich, dass während des Auftretens von relativ starkem Fehlerstrom in dem System der Stromunterbrecher bei den praktisches Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung durch eine Verringerung der bereichsselektiven Verriegelungsdauer t_zsi und der Ersatzschutzdauer t_sd die Verringerung negativer Beeinträchtigungen der elektrischen Leitungen/elektrischen Kabel innerhalb des Systems, hervorgerufen durch Wärmeeffekte und elektromagnetische Effekte, erfolgt.
Basierend auf der vorstehend aufgeführten detaillierten Analyse erfolgt durch die praktischen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung außerdem die Bereitstellung eines Stromunterbrechers.
Bei handelt es sich um die Darstellung der Konstruktion des Stromunterbrechers gemäß den praktischen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung. Wie in gezeigt, umfasst der Stromunterbrecher eine Einheit zur Einstellung des Schwellenwertes für den Fehlerstrom 201, eine Einheit für die Berechnung der Dauer 202 und eine Einheit für das Auslösen 203, wobei:
die Einheit für die Einstellung des Schwellenwertes für den Fehlerstrom 201 für die Einstellung des Schwellenwertes für den Fehlerstrom verwendet wird;
die Einheit für die Berechnung der Dauer 202 dafür verwendet wird, wenn eine Beurteilung dahingehend erfolgt, dass der gemessene Fehlerstromwert nicht geringer, d.h. größer, ist als der betreffende Schwellenwert für den Fehlerstrom, auf der Basis des gemessenen Fehlerstromwertes die Berechnung der bereichsselektiven Verriegelungsdauer t_zsi und/oder der Ersatzschutzdauer t_sd vorzunehmen, wobei die bereichsselektive Verriegelungsdauer t_zsi im Zuge einer Erhöhung des gemessenen Fehlerstromwertes verringert wird und/oder die Ersatzschutzdauer t_sd im Zuge einer Erhöhung des gemessenen Fehlerstromwertes verringert wird;
die Einheit für das Auslösen 203 dafür verwendet wird, eine Beurteilung dahingehend vorzunehmen, ob innerhalb der vorstehend bezeichneten bereichsselektiven Verriegelungsdauer t_zsi Eingabesignale zur bereichsselektiven Verriegelung von dem zur unteren Stufe gehörigen Stromunterbrecher erhalten werden oder nicht, wobei, wenn dies der Fall ist, nach Erreichen der vorstehend bezeichneten Ersatzschutzdauer t_sd bei nach wie vor
bestehendem Fehler der betreffende nicht zur letzten Stufe gehörige Stromunterbrecher auslöst; während, wenn dies nicht der Fall ist, der betreffende nicht zur letzten Stufe gehörige Stromunterbrecher nach Erreichen der vorstehend bezeichneten bereichsselektiven Verriegelungsdauer t_zsi auslöst.
Es ist offensichtlich, dass durch ein Programm, wie beispielsweise ein Computerprogramm, eine Firmware, etc., die vorstehend bezeichneten Funktionen der Einheit zur Einstellung des Schwellenwertes für den Fehlerstrom 201 und der Einheit für die Berechnung der Dauer 202 verwirklicht werden können. Gleichzeitig können die vorstehend aufgeführten Funktionen der beiden Einheiten auch durch Hardware verwirklicht werden. Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel wird vorgesehen: bei der Einheit zur Einstellung des Schwellenwertes für den Fehlerstrom 201 kann es sich konkret um eine Vergleichsvorrichtung beziehungsweise um verschiedenartige Speichervorrichtungen handeln, um den Schwellenwert für den Fehlerstrom zu speichern. Bei der Einheit für die Berechnung der Dauer 202 kann es sich konkret um eine Mikrosteuerungsvorrichtung bzw. Micro Controller Unit, kurz MCU handeln. Die betreffende MCU kann einen Vergleich zwischen dem gemessenen Fehlerstromwert und dem in der Vergleichsvorrichtung beziehungsweise der Speichervorrichtung gespeicherten Schwellenwert für den Fehlerstrom vornehmen und die bereichsselektive Verriegelungsdauer t_zsi und/oder die die Ersatzschutzdauer t_sd berechnen.
Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel wird vorgesehen: Die Einheit zur Berechnung der Dauer 202 findet Verwendung für:

Berechnung der bereichsselektiven Verriegelungsdauer t_zsi und/oder der Ersatzschutzdauer t_sd unter unmittelbarer Verwendung des Fehlerstromwertes;
Berechnung der bereichsselektiven Verriegelungsdauer t_zsi und/oder der Ersatzschutzdauer t_sd unter Verwendung der Veränderungsrate des Fehlerstromwertes;
Berechnung der bereichsselektiven Verriegelungsdauer t_zsi und/oder der Ersatzschutzdauer t_sd unter Verwendung der Energie des Fehlerstromwertes; oder
Berechnung der bereichsselektiven Verriegelungsdauer t_zsi und/oder der Ersatzschutzdauer t_sd unter Verwendung von zumindest zwei der drei genannten Parameter Fehlerstromwert, Veränderungsrate des Fehlerstromwertes und Energie des Fehlerstromwertes.
Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel wird vorgesehen:
- Die Einheit zur Berechnung der Dauer 202 findet Verwendung für die Berechnung der bereichsselektiven Verriegelungsdauer t_zsi, wobei zwischen t_zsi und dem Schwellenwert für den Fehlerstrom ein proportionales Verhältnis besteht, während zwischen t_zsi und dem gemessenen Fehlerstromwert ein umgekehrt proportionales Verhältnis besteht,

t_{zsi} = \begin{array}{r} {AI}_{sd} \\ - - - - - \\ I_{fault} \end{array} + t_{mec};

_SD

_fault

_mec

Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel wird vorgesehen: Die Verwendung der Einheit für die Berechnung der Dauer 202 für die auf der Basis des gemessenen Fehlerstromwertes erfolgende Berechnung der Ersatzschutzdauer t_sd umfasst: Berechnung der Ersatzschutzdauer des zur n-ten Stufe gehörigen Stromunterbrechers $t_{s d_{n}} = t_{z s i_{n - 1}} + t_{m e c} + t_{p};$
wobei zwischen t_sd
n und dem Schwellenwert für den Fehlerstrom ein proportionales Verhältnis besteht, es sich bei t_zsi
n-1 um die bereichsselektive Verriegelungsdauer des zur n-1ten Stufe gehörigen Stromunterbrechers handelt, es sich bei t_mec um die mechanische Auslösedauer handelt und es sich bei t_p um den Wert für die zuvor festgelegte Dauer handelt.
Alternativ kann die Berechnung der Ersatzschutzdauer des zur n-ten Stufe gehörigen Stromunterbrechers durch: $t_{s d_{n}} = t_{z s i_{n - 1}} + t_{m e c} + t_{p}$
erfolgen.
Der Stromunterbrecher in den praktischen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung kann konkret in verschiedenen Arten ausgeführt werden. Unterteilt nach der Betätigungsweise können folgende Ausführungen vorgenommen werden: elektrische Betätigung, Energiespeicher-Betätigung, manuelle Betätigung usw. Unterteilt nach der Konstruktion können folgende Ausführungen vorgenommen werden: Universal-Stromunterbrecher und Plastikgehäuse-Stromunterbrecher. Unterteilt nach der Verwendung können folgende Ausführungen vorgenommen werden: Auswahlausführung und Nicht-Auswahlausführung. Unterteilt nach dem Bogenlöschmedium können folgende Ausführungen vorgenommen werden: Öltauch-Ausführung, Schwefelhexafluorid-Ausführung, Vakuum-Ausführung und Luft-Ausführung usw. Unterteilt nach der Aktionsgeschwindigkeit können folgende Ausführungen vorgenommen werden: Schnell-Ausführung und Normal-Ausführung. Unterteilt nach der Stufenzahl können folgende Ausführungen vorgenommen werden: Einzelstufe, Doppelstufe, Dreifachstufe, Vierfachstufe usw. Unterteilt nach der Art der Montage können folgende Ausführungen vorgenommen werden: Einsteck-Ausführung, Festmontageausführung, Schubladen-Ausführung usw.
Konkret wird vorgesehen, dass der Stromunterbrecher gemäß den praktischen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung als Luftleistungsschalter-Stromunterbrecher, kurz ACB, air circuit breaker, oder als Kompaktleistungsschalter-Stromunterbrecher, kurz MCCB, molded case circuit breaker, oder Plastikgehäuse-Stromunterbrecher ausgeführt wird. Der MCCB-Stromunterbrecher kann auf der unteren Stufe vorgesehen werden, um weiteren Schutz und Separation der jeweiligen Bereiche des Stromverteilungssystems zu gewährleisten. MCCB-Stromunterbrecher können verschiedene nutzbare Kapazitäten aufweisen und werden normalerweise in mehreren Ebenen oder mehreren Stufen vorgesehen, wobei innerhalb jeder Ebene mehrere MCCB vorgesehen werden. Der ACB-Stromunterbrecher kann auf der oberen Stufe bzw. oberen Stufen vorgesehen werden. Basierend auf der vorstehend aufgeführten detaillierten Analyse erfolgt durch die praktischen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung außerdem die Bereitstellung eines Stromunterbrechersystems.
Bei handelt es sich um die Darstellung der Konstruktion des Stromunterbrechersystems gemäß den praktischen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung. Das Stromunterbrechersystem kann in einem Stromverteilungssystem vorgesehen werden.
Wie in gezeigt, handelt es sich um ein Stromunterbrechersystem, welches eine Stromquelle, einen ersten Stromunterbrecher bzw. oberen Stromunterbrecher bzw. nicht zur letzten Stufe gehörenden Stromunterbrecher, einen zweiten Stromunterbrecher bzw. unteren Stromunterbrecher bzw. zur letzten Stufe gehörenden Stromunterbrecher und eine Last umfasst. Der mit den Stromunterbrechern verbundene Stromkreis wird als geschützter Stromkreis bezeichnet.
Der erste Stromunterbrecher 301 wird für die Einstellung des Schwellenwertes für den Fehlerstrom verwendet, wobei, wenn eine Beurteilung dahingehend erfolgt, dass der gemessene Fehlerstromwert nicht geringer ist als der betreffende Schwellenwert für den Fehlerstrom, auf der Basis des gemessenen Fehlerstromwertes die Berechnung der bereichsselektiven Verriegelungsdauer t_zsi und/oder der Ersatzschutzdauer t_sd erfolgt, wobei die bereichsselektive Verriegelungsdauer t_zsi im Zuge einer Erhöhung des gemessenen Fehlerstromwertes verringert wird und/oder die Ersatzschutzdauer t_sd im Zuge einer Erhöhung des gemessenen Fehlerstromwertes verringert wird; und eine Beurteilung dahingehend erfolgt, ob durch den betreffenden nicht zur letzten Stufe gehörigen Stromunterbrecher innerhalb der vorstehend bezeichneten bereichsselektiven Verriegelungsdauer t_zsi Eingabesignale zur bereichsselektiven Verriegelung von dem zur unteren Stufe gehörigen Stromunterbrecher erhalten werden oder nicht, wobei, wenn dies der Fall ist, nach Erreichen der vorstehend bezeichneten Ersatzschutzdauer t_sd bei nach wie vor bestehendem Fehler der betreffende nicht zur letzten Stufe gehörige Stromunterbrecher auslöst; während, wenn dies nicht der Fall ist, der betreffende nicht zur letzten Stufe gehörige Stromunterbrecher nach Erreichen der vorstehend bezeichneten bereichsselektiven Verriegelungsdauer t_zsi auslöst; während der zweite Stromunterbrecher 302 dafür verwendet wird, bei Messung eines Kurzschlussfehlers unverzüglich bereichsselektive Verriegelungssignale an den ersten Stromunterbrecher 301 zu versenden und auszulösen, d.h. den Strom zu unterbrechen.
Wenn es sich bei dem zweiten Stromunterbrecher 302 um den zur letzten Stufe gehörigen Stromunterbrecher handelt, gibt es keinen zur unteren Stufe gehörigen Stromunterbrecher mehr. Aus diesem Grund ist t_sd gleich Null. Wenn es sich bei dem zweiten Stromunterbrecher 302 nicht um den zur letzten Stufe gehörigen Stromunterbrecher handelt, kann in ähnlicher Weise wie für den ersten Stromunterbrecher 301 die Berechnung von t_zsi und t_sd für den zweiten Stromunterbrecher 302 durchgeführt werden.
Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel wird vorgesehen:

Der erste Stromunterbrecher 301 findet Verwendung für: Berechnung der bereichsselektiven Verriegelungsdauer t_zsi und/oder der Ersatzschutzdauer t_sd unter unmittelbarer Verwendung des Fehlerstromwertes;
Berechnung der bereichsselektiven Verriegelungsdauer t_zsi und/oder der Ersatzschutzdauer t_sd unter Verwendung der Veränderungsrate des Fehlerstromwertes;
Berechnung der bereichsselektiven Verriegelungsdauer t_zsi und/oder der Ersatzschutzdauer t_sd unter Verwendung der Energie des Fehlerstromwertes; oder
Berechnung der bereichsselektiven Verriegelungsdauer t_zsi und/oder der Ersatzschutzdauer t_sd unter Verwendung von zumindest zwei der drei genannten Parameter Fehlerstromwert, Veränderungsrate des Fehlerstromwertes und Energie des Fehlerstromwertes.

Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel wird vorgesehen: Der erste Stromunterbrecher 301 wird für die Berechnung der bereichsselektiven Verriegelungsdauer t_zsi verwendet, wobei zwischen t_zsi und dem Schwellenwert für den Fehlerstrom ein proportionales Verhältnis besteht, während zwischen t_zsi und dem gemessenen Fehlerstromwert ein umgekehrt proportionales Verhältnis besteht, $t_{zsi} = \begin{matrix} A * I_{sd} \\ - - - - - - - - - \\ I_{fault} \end{matrix} + t_{mec};$
wobei es sich bei A um einen zuvor festgelegten Koeffizienten handelt, es sich bei I_SD um den Schwellenwert für den Fehlerstrom handelt, es sich bei I_fault um den gemessenen Fehlerstromwert und es sich bei t_mec um die mechanische Auslösedauer handelt.
Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel wird vorgesehen: Der erste Stromunterbrecher 301 wird für die Berechnung der Ersatzschutzdauer des zur n-ten Stufe gehörigen Stromunterbrechers verwendet $t_{s d_{n}} = t_{z s i_{n - 1}} + t_{m e c} + t_{p}$
wobei zwischen t_sd
n und dem Schwellenwert für den Fehlerstrom ein proportionales Verhältnis besteht, es sich bei t_zsi
n-1 um die bereichsselektive Verriegelungsdauer des zur (n-1)'ten Stufe gehörigen Stromunterbrechers handelt, es sich bei t_mec um die mechanische Auslösedauer handelt und es sich bei t_p um den Wert für die zuvor festgelegte Dauer handelt.
Bei dem Stromunterbrechersystem gemäß der vorliegenden Erfindung wird vorgesehen, dass ein I-Schutz, d.h. ein unmittelbares Abschalten des Stromunterbrechers bei Erreichen eines zweiten, höheren Schwellwertes für den gemessenen (Fehler-)Strom, der über dem genannten Schwellwert für den Fehlerstrom liegt, des nicht zur letzten Stufe gehörigen Stromunterbrechers sowohl eingeschaltet als auch ausgeschaltet sein kann. Wenn der I-Schutz des nicht zur letzten Stufe gehörigen Stromunterbrechers ausgeführt wird, erfolgt die Einstellung des zweiten Schwellenwertes für den Fehlerstrom in Hinblick auf den I-Schutz. Wenn der nicht zur letzten Stufe gehörige Stromunterbrecher eine Beurteilung dahingehend vornimmt, dass der gemessene Fehlerstromwert über dem in Hinblick auf den betreffenden I-Schutz eingestellten Schwellenwert für den Fehlerstrom liegt, führt der betreffende nicht zur letzten Stufe gehörige Stromunterbrecher die sofortige Auslösung (in Zusammenhang mit dem I-Schutz) aus.
Bei dem Stromunterbrechersystem gemäß der vorliegenden Erfindung wird vorgesehen, dass wenn der I-Schutz des nicht zur letzten Stufe gehörigen Stromunterbrechers ausgeschaltet wird, und bei einer Beurteilung dahingehend, dass der gemessene Fehlerstromwert nicht unter dem Schwellenwert für den Fehlerstrom liegt, die bereichsweise selektive Verriegelungsfunktion des betreffenden nicht zur letzten Stufe gehörigen Stromunterbrechers wirksam ist. Außerdem wird vorgesehen, dass beim Erreichen des betreffenden Schwellenwertes für den Fehlerstrom durch den gemessenen Fehlerstromwert die bereichsselektive Verriegelungsdauer t_zsi und/oder die Ersatzschutzdauer t_sd sämtlich dynamisch sind.
Bei Tabelle 1 handelt es sich um die Darstellung beispielhafter Zahlenwerte für die bereichsselektive Verriegelungsdauer t_zsi und die Ersatzschutzdauer t_sd bei einem 6-stufigen Stromunterbrechersystem.
In der Abfolge von der oberen Stufe zur unteren Stufe werden die Stromunterbrecher als Q11, Q21, Q31, Q41 und Q51 bezeichnet, wobei Q51 der zur letzten Stufe gehörige Stromunterbrecher ist und der Schwellenwert für den Fehlerstrom für den zu jeder Stufe gehörigen Stromunterbrecher als das Mehrfache des Bemessungsstroms des betreffenden Stromunterbrechers eingestellt werden kann. Wenn der Fehlerstrom I_fault beispielsweise 30KA und t_mec=35ms beträgt, sowie t_zsi mit 50ms angenommen wird, so liegt selbst in einem Stromkreis mit außerordentlich hohem Strom der dynamische Bereich von t_zsi zwischen 35ms und 50ms. Die Ersatzschutzdauer t_sd von Q51 beträgt 0. t_sd von Q41 ist t_zsi von Q51 plus mechanische Verriegelungsdauer, beispielsweise t_mec=35ms, plus zulässige Abweichung t_p, welches beispielsweise mit t_p=15ms angesetzt wird, d.h. t_sd von Q41 ist 89ms (39ms+35ms+15ms).
t_sd von Q31 berechnet sich aus t_sd von Q41 plus mechanische Verriegelungsdauer, im Beispiel t_mec=35ms, plus zulässige Abweichung t_p, im Beispiel t_p=15ms, d.h. t_sd von Q31 ist 89ms+35ms+15ms = 139ms.
t_sd von Q21 und der hören Stufen berechnet sich analog. D.h. t_sd von Q31 plus mechanische Verriegelungsdauer z.B. t_mec=35ms plus zulässige Abweichung z.B. t_p=15ms. D.h. t_sd von Q21 ist 139ms+35ms+15ms = 189ms.
Usw. siehe Tabelle.
t_zsi berechnet sich entsprechend der Formel: $t_{zsi} = \begin{matrix} A * I_{sd} \\ - - - - - - - - - \\ I_{fault} \end{matrix} + t_{mec}$
Bei A=15, Isd = 12 * I_N, I_fault = 30 kA, t_mec=35ms ergeben sich Werte für Q51 (I_N = 630 A) von t_zsi = 39ms.
Die Parameter der zu jeder Stufe gehörigen Stromunterbrecher sind nachstehend aufgeführt: Tabelle 1

Stromunterbrecher Bemessungsstrom (I_N, A) Fehlerstrommehrfaches von I_N t_zsi (ms) t_sd (ms)

Q11 2500 12 50 239

Q21 1600 19 45 189

Q31 1250 24 43 139

Q41 800 38 40 89

Q51 630 48 39 0
In der Tabelle stehen t_zsi und t_sd sämtlich in Beziehung zu dem Fehlerstrom. Wenn der Fehlerstrom eine Abänderung erfährt, erfahren auch t_zsi und t_sd Abänderung.
Basierend auf der vorstehend aufgeführten detaillierten Analyse erfolgt nachstehend aufgeführt die Beschreibung eines praktischen Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
Bei handelt es sich um die Darstellung der Konstruktion des Systems der bereichsselektiven Verriegelung gemäß den praktischen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung.
Wie in gezeigt, handelt es sich um ein Stromunterbrechersystem, welches eine Stromquelle 401, einen Stromunterbrecher 402, einen Stromunterbrecher 403 und einen Stromunterbrecher 404 umfasst, wobei zwischen den jeweiligen Stromunterbrechern eine Verbindung mit bereichsselektivem Verriegelungsschutz / ZSI besteht. Der Stromunterbrecher 402 ist unmittelbar mit der Stromquelle 401 verbunden und befindet sich auf der oberen Stufe. Der Stromunterbrecher 403 befindet sich auf der obersten Stufe von Stromunterbrecher 404 und auf der unteren Stufe von Stromunterbrecher 402.
In dem Stromunterbrecher 403 kann der Schwellenwert für den Fehlerstrom der betreffenden Stufe eingerichtet werden. Wenn bei Auftreten eines Kurzschlusses innerhalb des Systems der Stromunterbrecher 403 eine Beurteilung dahingehend vornimmt, dass der gemessene Fehlerstromwert nicht geringer ist als der betreffende Schwellenwert für den Fehlerstrom, nimmt der Stromunterbrecher 403 auf der Basis des gemessenen Fehlerstromwertes die Berechnung der eigenen bereichsselektiven Verriegelungsdauer t_zsi und/oder der Ersatzschutzdauer t_sd vor, wobei die bereichsselektive Verriegelungsdauer t_zsi im Zuge einer Erhöhung des gemessenen Fehlerstromwertes verringert wird und/oder die Ersatzschutzdauer t_sd im Zuge einer Erhöhung des gemessenen Fehlerstromwertes verringert wird. Der Stromunterbrecher 403 nimmt außerdem eine Beurteilung dahingehend vor, ob innerhalb der berechneten bereichsselektiven Verriegelungsdauer t_zsi Eingabesignale zur bereichsselektiven Verriegelung von dem Stromunterbrecher 404 erhalten werden oder nicht, wobei, wenn dies der Fall ist, nach Erreichen der vorstehend bezeichneten Ersatzschutzdauer t_sd bei nach wie vor bestehendem Fehler der betreffende Stromunterbrecher 403 auslöst; während, wenn dies nicht der Fall ist, der betreffende Stromunterbrecher 403 nach Erreichen der berechneten Verriegelungsdauer t_zsi auslöst.
Bei handelt es sich um die Darstellung des Betriebsablaufs des Stromunterbrechers 403 in dem System aus .
Wie in gezeigt, umfasst das Verfahren:

Schritt 501: Bei Auftreten eines Fehlers versendet der Stromunterbrecher 403 ZSI-Signale an den zur oberen Stufe gehörigen Stromunterbrecher 402.
Schritt 502: Der Stromunterbrecher 403 nimmt eine Beurteilung dahingehend vor, ob der gemessene Fehlerstromwert nicht geringer ist als der zuvor festgelegte Schwellenwert für den Fehlerstrom, wobei, wenn dies der Fall ist, die Berechnung nach Schritt 503 und den folgenden Schritten erfolgt, während, wenn dies nicht der Fall ist, Rückkehr zur Ausführung von Schritt 502 erfolgt.
Schritt 503: Der Stromunterbrecher 403 nimmt basierend auf dem gemessenen Fehlerstromwert eine Berechnung der bereichsselektiven Verriegelungsdauer t_zsi und der Ersatzschutzdauer t_sd vor, wobei die bereichsselektive Verriegelungsdauer t_zsi im Zuge einer Erhöhung des gemessenen Fehlerstromwertes verringert wird, während die Ersatzschutzdauer t_sd im Zuge einer Erhöhung des gemessenen Fehlerstromwertes verringert wird. Das konkrete Verfahren zur Berechnung der bereichsselektiven Verriegelungsdauer t_zsi und der Ersatzschutzdauer t_sd i wurde bereits vorstehend aufgeführt erläutert, so dass an dieser Stelle keine weitere Erläuterung erforderlich ist.
Schritt 504: Der Stromunterbrecher 403 nimmt eine Beurteilung dahingehend vor, ob innerhalb der vorstehend bezeichneten bereichsselektiven Verriegelungsdauer von dem zur unteren Stufe gehörige Stromunterbrecher 404 versendete t_zsi ZSI-Signale erhalten werden oder nicht, wobei, wenn dies der Fall ist, die Ausführung von Schritt 505 und der folgenden Schritte erfolgt, während, wenn dies nicht der Fall ist, die Ausführung von Schritt 506 und der folgenden Schritte erfolgt.
Schritt 505: Der Stromunterbrecher 403 nimmt eine Beurteilung dahingehend vor, ob die Ersatzschutzdauer t_sd bereits beendet ist, wobei, wenn dies der Fall ist, die Ausführung von Schritt 507 und der folgenden Schritte erfolgt, während, wenn dies nicht der Fall ist, Rückkehr zu Schritt 502 erfolgt.
Schritt 506: Der Stromunterbrecher 403 nimmt eine Beurteilung dahingehend vor, ob die bereichsselektive Verriegelungsdauer t_zsi bereits beendet ist, wobei, wenn dies der Fall ist, die Ausführung von Schritt 508 und der folgenden Schritte erfolgt, während, wenn dies nicht der Fall ist, Rückkehr zu Schritt 502 erfolgt.
Schritt 507: Es erfolgt eine Beurteilung dahingehend, ob der Fehler nach wie vor besteht, wobei, wenn dies der Fall ist, die Ausführung von Schritt 508 und der folgenden Schritte erfolgt, während, wenn dies nicht der Fall ist, Rückkehr zu Schritt 502 erfolgt.
Schritt 508: Der Stromunterbrecher 403 löst aus.

Es ist möglich durch zahlreiche verschiedene Ausführungsformen die praktischen Ausführungsbeispiele für das Verfahren zur bereichsselektiven Verriegelung für Stromunterbrecher gemäß der vorliegenden Erfindung umzusetzen.
Beispielsweise kann ein bestimmten Anforderungen entsprechender Anwenderprogrammanschluss vorgesehen werden, welcher das Verfahren zur bereichsselektiven Verriegelung für Stromunterbrecher in ein einführbares Programm zur Montage in verschiedenen Computeranlagen umschreibt. Ebenso ist es möglich, diese als Anwendersoftware auszugestalten, welche durch den Anwender selbst heruntergeladen und verwendet wird. Wenn die Ausgestaltung als ausführbares Programm erfolgt, kann dies in verschiedenen Formen wie ocx, dll, cab usw. ausgeführt werden. Ebenso ist die Ausführung als Flash, RealPlayer, MMS, Musikinstrumentenschnittstelle MIDI, ActiveX oder durch andere technische Konzeptionen möglich, um das Verfahren zur bereichsselektiven Verriegelung für Stromunterbrecher gemäß den praktischen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung zu realisieren.
Es ist möglich, durch Befehle oder durch Befehlssammlung und Speicherung das durch die praktischen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung bereitgestellte Verfahren zur bereichsselektiven Verriegelung für Stromunterbrecher auf verschiedenen Speichermedien zu speichern. Diese Speichermedien umfassen - ohne hierauf beschränkt zu sein - Softdisketten, CD, DVD, Harddisketten, Nand flash, U-Disk, CF-Card, SD-Card, MMC-Card, SM-Card, Memory Stick, xD-Card. usw.
Außerdem kann vorgesehen werden, dass das durch die praktischen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung bereitgestellte Verfahren zur bereichsselektiven Verriegelung für Stromunterbrecher in auf Nand flash basierenden Speichermedien angewendet wird, beispielsweise U-Disk, CF-Card, SD-Card, MMC-Card, SM-Card, Memory Stick, xD-Card. usw.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass bei den praktischen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung vorgesehen wird, dass die Einstellung eines Schwellenwertes für den Fehlerstrom erfolgt, wobei, wenn der nicht zur letzten Stufe gehörige Stromunterbrecher eine Beurteilung dahingehend vornimmt, dass der gemessene Fehlerstromwert nicht geringer ist als der betreffende Schwellenwert für den Fehlerstrom, auf der Basis des gemessenen Fehlerstromwertes die Berechnung der bereichsselektiven Verriegelungsdauer t_zsi und/oder der Ersatzschutzdauer t_sd erfolgt, wobei die bereichsselektive Verriegelungsdauer t_zsi im Zuge einer Erhöhung des gemessenen Fehlerstromwertes verringert wird, während die Ersatzschutzdauer t_sd im Zuge einer Erhöhung des gemessenen Fehlerstromwertes verringert wird.
Es erfolgt eine Beurteilung, ob durch den betreffenden nicht zur letzten Stufe gehörigen Stromunterbrecher innerhalb der vorstehend bezeichneten bereichsselektiven Verriegelungsdauer t_zsi Eingabesignale zur bereichsselektiven Verriegelung von dem zur unteren Stufe gehörigen Stromunterbrecher erhalten werden oder nicht, wobei, wenn dies der Fall ist, nach Erreichen der vorstehend bezeichneten Ersatzschutzdauer t_sd bei nach wie vor bestehendem Fehler der betreffende nicht zur letzten Stufe gehörige Stromunterbrecher auslöst; während, wenn dies nicht der Fall ist, der betreffende nicht zur letzten Stufe gehörige Stromunterbrecher nach Erreichen der vorstehend bezeichneten bereichsselektiven Verriegelungsdauer t_zsi auslöst.
Hieraus ist ersichtlich, dass es sich nach Umsetzung der praktischen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung bei t_zsi und t_sd nicht mehr um feste Dauerwerte handelt. Durch die praktischen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung erfolgt auf der Basis der gemessenen Fehlerstromwerte die Regulierung der Größe von bereichsselektiver Verriegelungsdauer t_zsi und Ersatzschutzdauer t_sd, so dass negative Beeinträchtigungen der elektrischen Leitungen/elektrischen Kabel innerhalb des Systems, hervorgerufen durch Wärmeeffekte und elektromagnetische Effekte, verringert werden.
Bei den vorstehend aufgeführten Beschreibungen handelt es sich lediglich um bevorzugte praktische Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung, ohne diesbezüglich irgendeine Beschränkung des Schutzbereiches der vorliegenden Erfindung darzustellen. Sämtliche im Rahmen von technischer Lehre und Prinzip der vorliegenden Erfindung vorgenommenen Abänderungen, äquivalente Ersetzungen, Verbesserungen usw. fallen sämtlich in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung.

Claims

Verfahren zur bereichsselektiven Verriegelung für einen Stromunterbrecher, der den elektrischen Strom I_fault misst und bei dem ein Schwellenwert für einen Fehlerstrom I_sd eingestellt wird, dass bei einem Überschreiten dieses Schwellenwertes I_sd und sofern ein Eingabesignal zur bereichsselektiven Verriegelung nicht anliegt ein Auslösen des Stromunterbrechers nach Ablauf einer Verriegelungsdauer t_zsi erfolgt, dass bei einem Überschreiten dieses Schwellenwertes I_sd und sofern ein Eingabesignal zur bereichsselektiven Verriegelung innerhalb der Verriegelungsdauer t_zsi anliegt, eine Ersatzschutzdauer t_sd abgewartet wird und bei fortbestehender Überschreitung des Schwellwertes I_sd nach Ablauf der Ersatzschutzdauer t_sd eine Auslösung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Überschreiten des Schwellenwertes I_sd auf der Basis des gemessenen Stromwertes I_fault eine Berechnung der bereichsselektiven Verriegelungsdauer t_zsi und/oder der Ersatzschutzdauer t_sd erfolgt, wobei die bereichsselektive Verriegelungsdauer t_zsi und/oder die Ersatzschutzdauer t_sd im Zuge einer Erhöhung des gemessenen Stromwertes I_fault verringert wird.
Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Berechnung der bereichsselektiven Verriegelungsdauer t_zsi und/oder der Ersatzschutzdauer t_sd verwendet wird: der gemessene Stromwert I_fault und/oder die Veränderungsrate des gemessenen Stromwertes I'(t) und/oder die Energie des gemessenen Stromwertes I²t.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die bereichsselektive Verriegelungsdauer t_zsi berechnet wird als Summe aus einer mechanischen Auslösedauer t_mec und einem Quotienten, wobei der Dividend aus dem Produkt einer Konstante A und dem Schwellenwert des Fehlerstrom I_sd gebildet wird und der Divisor der gemessene Strom I_fault ist. $t_{zsi} = \begin{matrix} A * I_{sd} \\ - - - - - - - - - \\ I_{fault} \end{matrix} + t_{mec}$
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ersatzschutzdauer t_sd
n eines zur n-ten Stufe gehörigen Stromunterbrechers berechnet wird als Summe der mechanischen Auslösedauer t_mec, einer zulässigen Abweichung t_p und der bereichsselektiven Verriegelungsdauer t _zsi
n-1 eines zur n-1ten Stufe gehörigen Stromunterbrechers. $t_{s d_{n}} = t_{z s i_{n - 1}} + t_{m e c} + t_{p}$
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ersatzschutzdauer t_sd
n eines zur n-ten Stufe gehörigen Stromunterbrechers berechnet wird als Summe der mechanischen Auslösedauer t_mec, einer zulässigen Abweichung t_p und der Ersatzschutzdauer t _zsi
n _-1 eines zur n-1ten Stufe gehörigen Stromunterbrechers. $t_{s d_{n}} = t_{s d_{n - 1}} + t_{m e c} + t_{p}$
Stromunterbrecher, der der derart ausgestaltet ist, dass ein elektrischer Strom I_fault messbar ist, ein Schwellenwert für einen Fehlerstrom I_sd einstellbar ist, ein Eingabesignal zur bereichsselektiven Verriegelung verarbeitbar ist, eine Auslöseeinheit zur Stromunterbrechung vorhanden ist, und der eine Steuerung aufweist, die derart ausgestaltet ist, dass bei Überschreiten des Schwellenwertes I_sd und sofern ein Eingabesignal zur bereichsselektiven Verriegelung nicht anliegt der Stromunterbrechers nach Ablauf einer Verriegelungsdauer t_zsi auslöst, dass bei Überschreiten des Schwellenwertes I_sd und sofern ein Eingabesignal zur bereichsselektiven Verriegelung innerhalb der Verriegelungsdauer t_zsi anliegt, eine Ersatzschutzdauer t_sd abgewartet wird und bei fortbestehender Überschreitung des Schwellwertes I_sd nach Ablauf der Ersatzschutzdauer t_sd eine Auslösung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung ferner derart ausgestaltet ist, dass beim Überschreiten des Schwellenwertes I_sd auf der Basis des gemessenen Stromwertes I_fault eine Berechnung der bereichsselektiven Verriegelungsdauer t_zsi und/oder der Ersatzschutzdauer tsd erfolgt, wobei die bereichsselektive Verriegelungsdauer t_zsi und/oder die Ersatzschutzdauer t_sd im Zuge einer Erhöhung des gemessenen Stromwertes I_fault verringert wird.
Stromunterbrecher gemäß Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung ferner derart ausgestaltet ist, dass die bereichsselektiven Verriegelungsdauer t_zsi und/oder die Ersatzschutzdauer t_sd berechnet wird mit Hilfe des gemessenen Stromwert I_fault und/oder der Veränderungsrate des gemessenen Stromwertes I'(t) und/oder der Energie des gemessenen Stromwertes I²t.
Stromunterbrecher gemäß Patentanspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung ferner derart ausgestaltet ist, dass die bereichsselektive Verriegelungsdauer t_zsi berechnet wird aus der Summe einer mechanischen Auslösedauer t_mec und einem Quotienten, wobei der Dividend aus dem Produkt einer Konstante A und dem Schwellenwert des Fehlerstrom I_sd gebildet wird und der Divisor der gemessene Strom I_fault ist. $t_{zsi} = \begin{matrix} A * I_{sd} \\ - - - - - - - - - \\ I_{fault} \end{matrix} + t_{mec}$
Stromunterbrecher gemäß Patentanspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung ferner derart ausgestaltet ist, dass die Ersatzschutzdauer t_sd
n eines zur nten Stufe gehörigen Stromunterbrechers berechnet wird als Summe der mechanischen Auslösedauer t_mec, einer zulässigen Abweichung t_p und der bereichsselektiven Verriegelungsdauer t _zsi
n-1 eines zur n-1ten Stufe gehörigen Stromunterbrechers. $t_{s d_{n}} = t_{z s i_{n - 1}} + t_{m e c} + t_{p}$
Stromunterbrecher gemäß Patentanspruch 6, 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung ferner derart ausgestaltet ist, dass die Ersatzschutzdauer t_sd
n eines zur nten Stufe gehörigen Stromunterbrechers berechnet wird als Summe der mechanischen Auslösedauer t_mec, einer zulässigen Abweichung t_p und der Ersatzschutzdauer t _zsi
-1 eines zur n-1ten Stufe gehörigen Stromunterbrechers. $t_{s d_{n}} = t_{s d_{n - 1}} + t_{m e c} + t_{p}$
Stromunterbrechersystem, dadurch gekennzeichnet, dass dieses einen oberen ersten Stromunterbrecher (301) und einen mit diesem verbundenen unteren zweiten Stromunterbrecher (302) aufweist, wobei der erste Stromunterbrecher (301) übergeordnet gegenüber dem zweiten Stromunterbrecher (302) ist, wobei der zweite Stromunterbrecher (302) derart ausgestaltet ist, dass bei Überschreiten eines zweiten Schwellenwertes für einen zweiten Fehlerstrom ein Eingabesignal zur bereichsselektiven Verriegelung an den ersten Stromunterbrecher (301) gesendet wird, wobei der erste Stromunterbrecher (301) derart ausgestaltet ist, dass ein erster Schwellenwert für einen ersten Fehlerstrom einstellbar ist und falls ein messbarer Fehlerstromwert größer als der Schwellenwert für den Fehlerstrom ist, auf der Basis des gemessenen Fehlerstromwertes eine Berechnung einer bereichsselektiven Verriegelungsdauer t_zsi und/oder einer Ersatzschutzdauer t_sd durchführbar ist, wobei die bereichsselektive Verriegelungsdauer t_zsi und/oder die Ersatzschutzdauer t_sd im Zuge einer Erhöhung des gemessenen Fehlerstromwertes verringert wird, und falls der erste Stromunterbrecher (301) innerhalb der bereichsselektiven Verriegelungsdauer t_zsi Eingabesignale zur bereichsselektiven Verriegelung von dem zweiten Stromunterbrecher (302) erhält, die Ersatzschutzdauer t_sd abwartet und bei nach wie vor bestehendem Fehler den Strom unterbricht, während, wenn kein Eingabesignal zur bereichsselektiven Verriegelung von dem zweiten Stromunterbrecher (302) empfangen wird, der erste Stromunterbrecher (301) nach Erreichen der bereichsselektiven Verriegelungsdauer t_zsi auslöst.
Stromunterbrechersystem gemäß Patentanspruch 11, wobei der erste Stromunterbrecher (301) derart ausgestaltet ist, dass eine Berechnung der bereichsselektiven Verriegelungsdauer t_zsi und/oder der Ersatzschutzdauer t_sd unter unmittelbarer Verwendung des Fehlerstromwertes; oder eine Berechnung der bereichsselektiven Verriegelungsdauer t_zsi und/oder der Ersatzschutzdauer t_sd unter Verwendung der Veränderungsrate des Fehlerstromwertes; oder eine Berechnung der bereichsselektiven Verriegelungsdauer t_zsi und/oder der Ersatzschutzdauer t_sd unter Verwendung der Energie des Fehlerstromwertes; oder eine Berechnung der bereichsselektiven Verriegelungsdauer t_zsi und/oder der Ersatzschutzdauer t_sd unter Verwendung von zumindest zwei der drei genannten Parameter Fehlerstromwert, Veränderungsrate des Fehlerstromwertes und Energie des Fehlerstromwertes durchführbar ist.