DE1121693B - Anordnung zum Steuern eines elektrisch steuerbaren Schalters - Google Patents

Description

• Anordnung zum Steuern eines elektrisch steuerbaren Schalters Wenn die für die Abschaltung eines Schalters zur Verfügung stehende Leistung sehr klein ist, sind zur Empfindlichkeitssteigerung des Gerätes besondere Mittel erforderlich. So werden z. B. zur Verineidung von Berührungsspannungen an elektrischen Geräten Fehlerstromschutzschalter verwendet, die von der Tatsache Gebrauch machen. daß in den Leitungen zu den StromverbraLichern beim Normalbetrieb die Summe der Ströme Null ist. Diese Schutzschalter werden über einen Wandler, dessen Primärwicklung die Verbraucherleitung umfaßt, gesteuert. Der eigentliche Schalter liegt an der Sekundärwicklung des Wandlers und wird betätigt, wenn im Fehlerfalle die Stromsumme in den Verbraucherleitungen von Null abweicht. Im Sekundärkreis des Wandlers entsteht dann eine Wechselspannung, die die Auslösung bewirkt. Vielfach wird bei den bekannten Fehlerstromschutzschaltern an die Sekundärwicklung des Wandlers ein Relais angeschlossen, das seinerseits das eigentliche Schaltschütz steLiert. In dem Relaiskreis sind die Schaltmittel zur Steigerung der Empfindlichkeit eingeschaltet. Die bekannten Einrichtungen sind aber vielfach deshalb unvorteilhaft, weil durch die Steigerung der Empfindlichkeit auch die Störanfälligkeit gegen mechanische Erschütterungen bedeutend erhöht wird. Um dies zu vermeiden, hat man schon Glimmlampen als spannungsabhängige Widerstände benutzt. Hierbei hat man jedoch den Nachteil, daß die Durchbruchspannung bei Glimmlampen verhältnismäßig groß ist. Außerdem sind die empfindlichen Bauteile bei den bekannten Einrichtungen nicht genügend gegen die mitunter auftretenden hohen Stromstöße geschützt.
• Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung zum Steuern eines elektrisch steuerbaren Schalters zu schaffen, der gegenüber den bekannten Einrichtungen wesentlich vorteilhafter ist und bei allen gebräuchlichen, elektrisch steuerbaren Schaltern verwendet werden kann. Bei einer Anordnung, bei der in Reihe mit einem Zwischenrelais eine Vierschichtdiode vorgesehen ist, wird dies erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß in Reihe zur Diode noch ein in Ansprechstromrichtung durchlässig geschalteter Gleichrichter liegt und daß das den Schalter über einen Hilfskontakt steuernde Zwischenrelais mittels eines zweiten Hilfskontaktes die Vierschichtdiode kurzschließt. Eine zusätzliche Gleichspannungsquelle ist in Reihe mit der Diode, dem Relais und dem Gleichrichter geschaltet und unterstützt den Steuerstrom in Durchlaßrichtung der Diode.
• Der besondere Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß es durch die verwendete Gleichspannungsquelle möglich ist, die Empfindlichkeit der Anordnung beliebig zu steigern, denn die Ansprechspannung der Vierschichtdiode liegt ja genau fest, so daß die Spannung der zusätzlichen Spannungsquelle im Verhältnis zur Steuerspannung hoch gewählt werden kann. Die Summe von Gleichspannung und Steuerwechselspannung ist dann maßgebend für das Ansprechen der Diode. Trotz der enormen Möglichkeiten für die Empfindlichkeitssteigerung bleibt die Einrichtung aber gegen mechanische Beanspruchungen unempfindlich, denn das Relais braucht nicht übermäßig empfindlich ausgeführt zu sein, da eine Vorbelastung desselben vor dem Ansprechen der Diode nicht vorhanden ist. Außerdem wird durch das Kurzschließen der Diode der Widerstand im Relaiskreis noch herabgesetzt und damit der Relaisstrom verstärkt sowie die Diode geschützt.
• An Hand der Zeichnung sei die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
• Der in dem Ausführungsbeispiel dargestellte Fehlerstromschutzschalter besteht aus einem Wandler W, dessen Primärwicklung P in nicht dargestellter Weise die Zuleitungen eines ebenfalls nicht dargestellten zu schützenden Verbrauchers umfaßt. Die Sekundärwicklung S des Wandlers bildet mit einem Gleichrichter G, einer Gleichspannungsquelle B, einem unverzögert arbeitenden Relais R und einer Vierschichtdiode D (Shockley-Diode) den eigentlichen Steuerstromkreis, der ein Schütz Sch steuert. Der Gleichrichter liegt in Durchlaßrichtung der Diode, und die zusätzliche Gleichspannungsquelle ist so geschaltet, daß sie den Steuerstrom in Durchlaßrichtung unterstützt. Das Schütz Sch liegt in einem getrennten Stromkreis an der Spannung U in Reihe mit dem Arbeitskontakt r2 des Relais R. Ein anderer Arbeitskontakt r, des Relais R ist der Vierschichtdiode parallelgeschaltet. Die verwendeteVierschichtdiode wirkt als spannungsabhängiger Widerstand mit Gleichrichtereigenschaften und besitzt von einer bestimmten Spannung ab, die sehr scharf definiert ist, in der einen Richtung einen sehr geringen Widerstand. Unterhalb dieser Spannung ist sie praktisch stromundurchlässig. Bei einer Steuerspannung von beispielsweise 20 V für die Verschichtdiode wird der Wandler so ausgebildet, daß bei dem auftretenden Mindestfehlerstrom die an der Sekundärwicklung anstehende Spannung einen Wert von z. B. 4 V erreicht. Die zusätzliche Gleichspannungsquelle hat dann 16 V, so daß bei dem Mindestfehlerstrom die Diode in der Durchlaßrichtung leitend wird. Die Diode wirkt also als Schalter für den Steuerkreis, indem das Relais R erregt wird, wodurch der Selbsthaltekontakt ri und der Kontakt r2 für den Stromkreis des Schützes Sch schließt. Das Schütz Sch schaltet die Verbraucher ab und beseitigt somit die Ursache für die Steuerspannung des Relais R, so daß es nach Abschalten der Verbraucher wieder stromlos wird. Durch den Selbsthaltekontakt ri wird die Vierschichtdiode vor unzulässig hoher Beanspruchung geschützt, denn dieser Schalter überbrückt unmittelbar nach Auftreten des Erregerstromes für das Relais R die Diode und leitet somit unzulässig hohe Steuerströme bis zum Abschalten der Verbraucher von der Diode ab. Der Gleichrichter G dient ebenfalls zum Schutz der Diode, denn er hält hohe Steuerspannungen, die nicht phasengerecht eintreffen, von der Diode fern und sorgt dafür, daß nur die richtige Halbwelle die Diode erreicht. Diese Halbwelle schadet der Diode aber nicht, da sie bei Erreichen der Ansprechspannung durchlässig wird und das Relais in Tätigkeit tritt, so daß die Spitze nicht wirksam werden kann.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Anordnung zum Steuern eines elektrisch steuerbaren Schalters mittels einer in Reihe zu einem Zwischenrelais liegenden Vierschichtdiode, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe zur Diode noch ein in Ansprechstromrichtung durchlässig geschalteter Gleichrichter (G) liegt und daß das den Schalter über einen Hilfskontakt (r,) steuernde Zwischenrelais (R) mittels eines zweiten Hilfskontaktes (r) die Vierschichtdiode kurzschließt.
2. 2. Steueranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit der Diode, dem Relais und dem Gleichrichter eine Gleichspannungsquelle geschaltet ist, die den Steuerstrom in Durchlaßrichtung der Diode unterstützt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1021891; Otto Paul Herrnkind: »Die Glimmröhre und ihre Schaltungen«, München, 2. Auflage S. 46.