DE1138147B - Protective device with current limiter - Google Patents

Protective device with current limiter

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DE1138147B
DE1138147B DES62896A DES0062896A DE1138147B DE 1138147 B DE1138147 B DE 1138147B DE S62896 A DES62896 A DE S62896A DE S0062896 A DES0062896 A DE S0062896A DE 1138147 B DE1138147 B DE 1138147B
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Germany
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switching
current
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resistance
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Pending
Application number
DES62896A
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German (de)
Inventor
Dr-Ing Fritz Kesselring
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/02Details
    • H02H3/025Disconnection after limiting, e.g. when limiting is not sufficient or for facilitating disconnection

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  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Description

SchutzeinrichtunLy mit Strombezrenzer Strombegrenzer für Gleich- und Wechselstrom haben die Aufgabe, das Auftreten von Strömen über etwa dem zwei- bis dreifachen Nennstrom unter allen Umständen, insbesondere auch bei Kurzschlüssen, zu verhindern. Dies ist aber nur möglich, wenn sie bei hoher überlastung (Kurzschluß) mit einer Verzögerung von Bruchteilen einer Millisekunde, vorzugsweise nach 0,1 bis 0,2 ins ansprechen. Nun treten aber in jedem Netz mitunter recht hohe Stromstöße auf, z. B. beim Einschalten von Transformatoren, Kabeln u. dgl., die sich in ihrem ansteigenden Verlauf nicht von einer hohen, jedoch länger dauernden überlastung unterscheiden. Eine Abschaltung des betreffenden Netzteiles auf Grund derart kurzzeitiger Stromstöße, die zudem bei jeder nachfolgenden Zuschaltung doch wieder auftreten würden, hätte eine starke Beunruhigung des Netzbetriebes zur Folge und muß daher vermieden werden.Protection devices with current limiter Current limiters for direct and alternating currents have the task of preventing currents over about two to three times the nominal current under all circumstances, especially in the event of short circuits. However, this is only possible if they respond with a delay of fractions of a millisecond, preferably after 0.1 to 0.2 ins, in the event of a high overload (short circuit). Now, however, there are sometimes quite high current surges in every network, e.g. B. when switching on transformers, cables and the like, which do not differ in their increasing course from a high, but longer-lasting overload. A shutdown of the power supply unit in question due to such short-term current surges, which would also occur again with each subsequent connection, would result in great disquiet in the network operation and must therefore be avoided.

Es ist eine Schutzeinrichtung für elektrische Maschinen bekannt, die aus einer Reihenschaltung eines Leistungsschalters und eines Lastschalters besteht. Der Leistungsschalter ist hierbei als Strombegrenzer mit Widerständen und überbrückungskontakten ausgebildet. Bei hoher überlastung wird zuerst der Leistungsschalter und nachfolgend der Lastschalter ausgelöst, wogegen bei überlastung bis zu einem kleinen Vielfachen des Nennstromes und bei willkürlicher Schalthandlung nur der Lastschalter betätigt wird. Bei Verwendung einer derartigen Schaltung als Schutzeinrichtung für Netze besteht die Gefahr, daß der Strombegrenzer, der entsprechend seiner Aufgabe auf einen steilen Stromanstieg ansprechen soll, beim Schließen des Lastschalters, z. B. beim Einschalten von Transformatoren u. dgl., unbeabsichtigt in Tätigkeit tritt.A protective device for electrical machines is known which consists of a series connection of a circuit breaker and a load switch. The circuit breaker is used as a current limiter with resistors and bridging contacts educated. In the event of a high overload, the circuit breaker is activated first and then the load switch tripped, whereas with overload up to a small multiple of the rated current and in the case of arbitrary switching only the load switch is actuated will. When using such a circuit as a protective device for networks there is a risk that the current limiter, according to its task should address a steep increase in current when closing the load switch, z. B. when switching on transformers u.

Es ist ferner bekannt, zur Unterdrückung der Einschaltstromstöße bei Transformatoren einen Vorstufenwiderstand zu verwenden, der jedoch lediglich den Zweck hat, die durch den Stromstoß verursachte hohe Beanspruchung des leerlaufenden Transformators zu vermeiden.It is also known to suppress inrush currents Transformers to use a pre-stage resistor, but only the The purpose is the high stress caused by the current surge on the no-load Transformer.

Die Erfindung betrifft eine Schaltanordnung, bestehend aus der Reihenschaltung eines als Leistungsschalter mit Widerständen und überbrückungskontakten ausgebildeten Strombegrenzers und eines Lastschalters, bei der infolge hoher überlastung, insbesondere Kurzschluß, durch eine überstromschutzeinrichtung zuerst der Leistungsschalter und nachfolgend der Lastschalter ausgelöst werden, wogegen bei überlastung bis etwa zum doppelten Nennstrom und bei willkürlicher Schalthandlung nur der Lastschalter betätigt wird. Sie besteht darin, daß der Lastschalter als Widerstandsschalter ausgebildet ist und daß beim Einschalten zunächst der Strombegrenzer eingeschaltet und anschließend die Widerstände des Widerstandssehalters verringert werden, wobei die Widerstandsverringerung so langsam erfolgt, daß sich beim Einschalten kein unzulässig hoher Stromstoß ausbildet. Durch die Verwendung eines Widerstandsschalters als Lastschalter und die angegebene zeitliche Reihenfolge der Schaltvorgänge beim Einschalten wird das oben geschilderte, unbeabsichtigte Ansprechen des Strombegrenzers vermieden.The invention relates to a switching arrangement consisting of the series circuit one designed as a circuit breaker with resistors and bridging contacts Current limiter and a load switch in which due to high overload, in particular Short circuit, through an overcurrent protection device first the circuit breaker and subsequently the load switch will be triggered, whereas with overload up to about to double the nominal current and with arbitrary switching action only the load switch is operated. It consists in the fact that the load switch is designed as a resistance switch is and that when switching on, the current limiter is switched on first and then the resistances of the resistance holder are reduced, the resistance reduction takes place so slowly that no unacceptably high current surge develops when switching on. By using a resistance switch as a load switch and the specified The chronological order of the switching processes when switching on is the same as that described above, unintentional response of the current limiter avoided.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Schaltanordnung nach der Erfindung schematisch dargestellt.In the drawing is an embodiment of a switching arrangement shown schematically according to the invention.

Im einzelnen bedeuten 31 einen bei überstrom, insbesondere bei Kurzschluß ansprechenden Strombegrenzer, bestehend aus den feststehenden Kontakten 32 und 33, der Strombrücke 34, dem beweglichen Teller 35 eines dynamischen Auslösers, der über die Isolierstange 36 mit der Schaltbrücke 34 verbunden ist, und der feststehenden Spule 37. Parallel zu den feststehenden Kontakten 32, 33 liegt ein veränderlicher Widerstand 38 aus einem Material mit hohem positiven Temperaturkoeffizienten, z. B. Eisen oder Wolfram. 39 ist ein als Widerstandsschalter ausgebildeter Lastschalter zur Vornahme betriebsmäßiger Ein- und Ausschaltungen und zur Abschaltung von überlastungen. Er besteht aus den Hauptkontakten 40 und 41 und der Schaltbrücke 42. Durch den dynamischen Auslöser, bestehend aus dem Teller 43, der Spule 44 und der isolierenden Betätigungsstange 45 werden sowohl die Schaltbrücke 42 als auch das U-förmige Isolierstück 46 bewegt. 47 und 48 sind Strombrücken, bei deren Verschiebung nach oben die Widerstände 49 und 50 eingeschaltet werden. Zur Auslösung dient ein Stromwandler 51 mit der Primärwicklung 52 und der Sekundärwicklung 53. Letztere speist die Reihenschaltung, bestehend aus dem einstellbaren ohmschen Widerstand 54, der einstellbaren Induktivität 55, der Primärwicklung 56 einer kleinen Schaltdrossel 57 und der Wicklung 58 des Überstromrelais 59, dessen Schaltkontakt mit 60 bezeichnet ist. 61 ist eine Kaltkathodenröhre mit dem Hauptelektroden 62, 63 und der Zündelektrode 64. 65 bedeutet einen von außen aufgeladenen kleinen Kondensator. 66 ist die Primär-, 67 die Sekundärwicklung einer Zündspule, deren Enden mit der Hauptelektrode 68 und der Zündelektrode, 69 der Funkenstrecke. 70 verbunden sind. Die zweite Hauptelektrode ist mit 71 bezeichnet. 72 und 73 sind jeweils von außen aufgeladene Kondensatoren zur Betätigung der dynamischen Auslöser. Die Sekundärspule 74 der gesättigten Drossel 57 steht über den Betätigungsschalter 75 mit der Hauptelektrode 76 und der Zündelektrode 77 der Funkenstrecke 78 in Verbindung, deren zweite Hauptelektrode mit 79 bezeichnet ist. Nachstehend werden nun die Ausschaltvorgänge bei Kurzschluß, überlastung und willkürlicher Betätigung getrennt beschrieben. Specifically, 31 denotes a current limiter that responds in the event of an overcurrent, in particular in the event of a short circuit, consisting of the fixed contacts 32 and 33, the current bridge 34, the movable plate 35 of a dynamic release, which is connected to the switching bridge 34 via the insulating rod 36 , and the fixed Coil 37. Parallel to the fixed contacts 32, 33 is a variable resistor 38 made of a material with a high positive temperature coefficient, e.g. B. iron or tungsten. 39 is a load switch designed as a resistance switch for making operational switching on and off and for switching off overloads. It consists of the main contacts 40 and 41 and the switching bridge 42. Both the switching bridge 42 and the U-shaped insulating piece 46 are moved by the dynamic trigger, consisting of the plate 43, the coil 44 and the insulating actuating rod 45. 47 and 48 are current bridges, when they are shifted upwards, the resistors 49 and 50 are switched on. A current transformer 51 is used for tripping with the primary winding 52 and secondary winding 53. The latter feeds the series circuit consisting of the adjustable resistor 54, the adjustable inductance 55, the primary winding 56 of a small switching damper 57 and the winding 58 of the overload relay 59, whose switching contact is denoted by 60. 61 is a cold cathode tube having the main electrodes 62, 63 and the ignition electrode 64. 65 means an externally charged small capacitor. 66 is the primary, 67 the secondary winding of an ignition coil, the ends of which with the main electrode 68 and the ignition electrode, 69 the spark gap. 70 are connected. The second main electrode is denoted by 71. 72 and 73 are each externally charged capacitors for actuating the dynamic triggers. The secondary coil 74 of the saturated choke 57 is connected via the actuating switch 75 to the main electrode 76 and the ignition electrode 77 of the spark gap 78 , the second main electrode of which is denoted by 79. The switch-off processes in the event of a short circuit, overload and arbitrary actuation will now be described separately.

Tritt eine hohe überlastung, insbesondere ein Kurzschluß, auf, so entsteht an der Reihenschaltung des Widerstandes 54 und der Induktivität 55 ein Spannungsabfall, der um so größer ist, je größer der Momentanwert des Stromes und seine Steilheit sind. Erreicht diese Spannung beispielsweise den Wert von 120 V, so zündet die Kaltkathodenröhre 61. Der kleine Kondensator 65 entlädt sich über die Primärwicklung 66 der Zündspule, wodurch in ihrer Sekundärwicklung 67 eine so hohe Spannung entsteht, daß die Funkenstrecke 70 anspricht. Nun entlädt sich der Kondensator 72 über die feststehende Spule 37 des dynamischen Auslösers; die Schaltbrücke 34 bewegt sich nach oben, wobei der Strom auf den Widerstand 38 kommutiert wird. Infolge des mit der Temperatur stark ansteigenden Widerstandswertes kann der Kurzschlußstrom leicht auf beispielsweise den doppelten Nennstroni begrenzt werden. Dies hat aber zur Folge, daß nun auch das Relais 59 anspricht, wodurch der Steuerschalter 75 überbrückt wird. Die kleine gesättigte Schaltdrossel 57 erzeugt bei jedem Stromnulldurchgang des Stromes i und damit auch des Stromes I einen Spannungsimpuls, der die Zündung der Funkenstrecke 78 und damit die Entladung des Kondensators 73 und in der Folge die Ausschaltung des Schalters 39 bewirkt. Da die Trennung der Schaltbrücke 42 von den Hauptkontakten 40 und 41 praktisch beim Stromnulldurchgang erfolgt, macht die Kommutation des Reststromes auf die Widerstände 49 und 50 des Lastschalters keinerlei Schwierigkeiten. Nach Einschaltung dieser Widerstände wird der Strom entweder auf einige Ampere herabgesetzt oder vollständig unterbrochen. Selbstverständlich ist es auch möglich, beim Ansprechen des Schalters 31 unmittelbar einen Hilfskontakt, der parallel zum Betätigungsschalter 75 liegt, zu schließen. Hierdurch kann der zeitliche Abstand der Ausschaltbewegungen der Schalter 31 und 39 wesentlich verringert werden. Bei überlastung spricht das Relais 59 an. Es wird dann aber nur der Widerstandsschalter 39 geöffnet während der Strombegrenzer 31 geschlossen bleibt. Das gleiche gilt für den Fall einer willkürlichen Ab- schaltung, die durch Schließen des Betätigungsschalters 75 bewirkt wird. In beiden Fällen setzt die Widerstandseinschaltung des Lastschalters 39 praktisch beim Stromnulldurchgang ein.If a high overload, in particular a short circuit, so the resistor 54 and the inductor 55, a voltage drop is greater, the greater the momentary value of the current and its slope are formed at the series connection. If this voltage reaches the value of 120 V, for example, the cold cathode tube 61 ignites. The small capacitor 65 discharges through the primary winding 66 of the ignition coil, which creates such a high voltage in its secondary winding 67 that the spark gap 70 responds. The capacitor 72 now discharges through the fixed coil 37 of the dynamic release; the switching bridge 34 moves upwards, the current being commutated to the resistor 38. As a result of the resistance value, which increases sharply with temperature, the short-circuit current can easily be limited to, for example, twice the nominal current. However, this has the consequence that now the relay 59 responds, whereby the control switch 75 is bypassed. The small saturated switching inductor 57 generates a voltage pulse with each current zero crossing of the current i and thus also of the current I, which causes the ignition of the spark gap 78 and thus the discharge of the capacitor 73 and, as a result, the switch 39 to be switched off. Since the switching bridge 42 is separated from the main contacts 40 and 41 practically when the current passes through zero, the commutation of the residual current to the resistors 49 and 50 of the load switch does not cause any difficulties. After switching on these resistors, the current is either reduced to a few amperes or completely interrupted. It is of course also possible to directly close an auxiliary contact which is parallel to the actuating switch 75 when the switch 31 is activated. As a result, the time interval between the switch-off movements of the switches 31 and 39 can be significantly reduced. Relay 59 responds in the event of an overload. But then only the resistance switch 39 is opened while the current limiter 31 remains closed. The same applies to the case of an arbitrary exhaust circuit is effected by closing the operation switch 75 miles. In both cases, the resistance of the load switch 39 begins practically when the current passes zero.

Beim Einschalten wird zunächst der Strombegrenzer 31 geschlossen, und erst anschließend werden die Widerstände 49 und 50 des Widerstandsschalters 39 verringert, und zwar zweckmäßig so langsain, daß sich z. B. beim Einschalten eines leerlaufenden Transformators kein unzulässig hoher Einschaltstromstoß ausbilden kann. Hierzu ist es nötig, daß sich das Einschalten dieser Widerstände über ein bis zwei Halbwellen des Wechselstromes erstreckt, also bei 50 Hz 10 bis 20 ms dauert.When switching on, the current limiter 31 is closed first, and only then the resistors 49 and 50 of the resistance switch 39 are reduced, appropriately so slowly that z. B. when switching on a no-load transformer can not form an inadmissibly high inrush current. For this it is necessary that the switching on of these resistors extends over one to two half-waves of the alternating current, that is to say lasts 10 to 20 ms at 50 Hz.

Der übersichtlichkeit halber ist parallel zu dem Widerstand 54 und der Induktivität 55 nur eine Kaltkathodenröhre, 61 einggezeichnet worden. Um beide Halbwellen des Wechselstromes erfassen zu können, ist selbstverständlich eine Gegentaktanordnung notwendig.For the sake of clarity, only one cold cathode tube 61 has been drawn in parallel to the resistor 54 and the inductance 55. In order to be able to detect both half-waves of the alternating current, a push-pull arrangement is of course necessary.

Claims (2)

PATENTANSPROCHE: 1. Schaltanordnung, bestehend aus der Reihenschaltung eines als Leistungsschalter mit Widerständen und überbrückungskontakten ausgebildeten Strombegrenzers und eines Lastschalters, bei der infolge hoher überlastung, insbesondere Kurzschluß, durch eine überstromschutzeinrichtung zuerst der Leistungsschalter und nachfolgend der Lastschalter ausgelöst werden, wogegen bei überlastung bis etwa zum doppelten Nennstrom und bei willkürlicher Schalthandlung nur der Lastschalter betätigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Lastschalter als Widerstandsschalter ausgebildet ist und daß beim Einschalten zunüchst der Strombegrenzer eingeschaltet und anschließend die Widerstände des Widerstandsschalters verringert werden, wobei die Widerstandsverringerung so langsam erfolgt, daß sich beim Einschalten kein unzulässig hoher Stromstoß ausbildet. PATENTANSPROCHE: 1. switching arrangement consisting of the series connection of a are triggered as a power switch with resistors and bypass contacts formed current limiter and a circuit breaker, in which due to high overload, in particular short-circuit by an overcurrent protective device, first the circuit breaker and below the circuit breaker, whereas in case of overload to about to double the nominal current and with arbitrary switching action only the load switch is operated, characterized in that the load switch is designed as a resistance switch and that when switching on, the current limiter is switched on and then the resistances of the resistance switch are reduced, the resistance reduction taking place so slowly that when Switching on does not generate an inadmissibly high current surge. 2. Schaltanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Widerstandsverringerung über eine, Zeitdauer von mindestens 10 ms erstreckt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 759 739, 310 597; deutsche Auslegeschrift L13863V1lIb/21c, bekanntgemacht am 16. 2. 1956; schweizerische Patentschrift Nr. 282 851; USA.-Patentschrift Nr. 2 607 029. Sammlung Göschen, Bd. 711 »Elektrische Schaltgeräte, Anlasser und Regler« von Dr. Ing. F. Kesselring, W. d. Grayter & Co., Berlin und Leipzig 1928, S.6, 15, 16. 2. Switching arrangement according to claim 1, characterized in that the resistance reduction extends over a period of at least 10 ms. Considered publications: German Patent Specifications No. 759 739, 310 597; German interpretation L13863V1lIb / 21c, published February 16 , 1956; Swiss Patent No. 282 851; USA.-Patent No. 2 607 029. Collection Göschen, Vol. 711 "Electrical Switchgear, Starters and Controllers" by Dr. Ing.F. Kesselring, W. d. Grayter & Co., Berlin and Leipzig 1928, pages 6, 15, 16.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4636907A (en) * 1985-07-11 1987-01-13 General Electric Company Arcless circuit interrupter

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE310597C (en) *
CH282851A (en) * 1945-08-07 1952-05-15 Fkg Ag Current limiters for direct and alternating current networks.
US2607029A (en) * 1946-04-29 1952-08-12 Fkg Fritz Kesselring Geratebau Overload limiting means for electric circuits
DE759739C (en) * 1939-09-28 1954-07-05 Siemens Schuckertwerke A G Device for interrupting overcurrents

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE310597C (en) *
DE759739C (en) * 1939-09-28 1954-07-05 Siemens Schuckertwerke A G Device for interrupting overcurrents
CH282851A (en) * 1945-08-07 1952-05-15 Fkg Ag Current limiters for direct and alternating current networks.
US2607029A (en) * 1946-04-29 1952-08-12 Fkg Fritz Kesselring Geratebau Overload limiting means for electric circuits

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4636907A (en) * 1985-07-11 1987-01-13 General Electric Company Arcless circuit interrupter

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