DE1190092B

DE1190092B - Electrical overcurrent switch with thermal release and associated element that influences its release time

Info

Publication number: DE1190092B
Application number: DEL40048A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Ortwin Kuester
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1961-09-18
Filing date: 1961-09-18
Publication date: 1965-04-01

Description

Elektrischer überstromschalter mit thermischem Auslöser und diesem zugeordneten, seine Auslösezeit beeinflussendem Glied Die Erfindung betrifft einen elektrischen überstromschalter mit thermischem Auslöser und diesem zugeordneten, seine Auslösezeit beeinflussendem Glied. Die Auslösecharakteristik, d. h. die Strom-Zeit-Kennlinie eines solchen thermischen Auslösers ergibt sich durch den den Auslöser beeinflussenden Strom, die von dem Auslöser aufzubringenden Kräfte und Wege sowie die thermische Zeitkonstante des zumeist als Bimetallglied ausgeführten Auslösers.Electrical overcurrent switch with thermal release and this associated member influencing its release time The invention relates to a electrical overcurrent switch with thermal release and associated, member influencing its release time. The tripping characteristic, d. H. the current-time characteristic such a thermal release results from the one influencing the release Current, the forces and paths to be applied by the release as well as the thermal Time constant of the release, which is mostly designed as a bimetal link.

Eine gewünschte thermische Zeitkonstante eines Bimetallauslösers läßt sich durch Dimensionierung des Bimetalles erreichen, jedoch sind hier im allgemeinen durch die Konstruktion Grenzen gesetzt. Zum Schutz von Kabeln oder Motoren mit normalen Anlaufbedingungen lassen sich gewisse Trägheitsgrade, z. B. Auslösezeit bei 6mal in von mehr als zwei Sekunden bzw. mehr als fünf Sekunden, durch den Aufbau des thermischen Auslösers beherrschen. Bei elektrischen überstromschaltern zum Schutz von Anlagen, in denen Motoren mit Schweranlauf vorhanden sind, d. h., bei denen mit Anlaufzeiten bei etwa dem sechsfachen Nennstrom von 20 bis 50 Sekunden zu rechnen ist, müssen Sondermaßnahmen getroffen werden. Es ist üblich, in solchen Fällen den thermischen Auslöser bei Wechselstrom über Sättigungswandler in den zu schützenden Stromkreis zu schalten. Die Stromübersetzung dieser Wandler ist so bemessen, daß die Zunahme des Wandler-Sekundärstromes kleiner ist als die des Primärstromes. Eine solche Anordnung erfordert einen hohen Aufwand, und zwar sowohl in bezug auf die Zahl der erforderlichen Einzelteile als auch bei der Einrichtung und Justierung des thermischen Auslösers für denjenigen Trägheitsgrad, der in dem gerade vorliegenden Einzelfall erforderlich ist. Über Ansprechströme, Auslösezeiten und Trägheitsgrade vgl. VDE 0660, § 34, Tafel 10. Bei Gleichstrombetrieb ist eine Anordnung mit Wandler nicht möglich.A desired thermal time constant of a bimetal release can be can be achieved by dimensioning the bimetal, but here are generally limited by the construction. To protect cables or motors with normal Starting conditions can be certain degrees of inertia, z. B. Trigger time at 6 times in more than two seconds or more than five seconds, by building the master thermal release. With electrical overcurrent switches for protection of systems in which motors with heavy starting are present, d. i.e., at those start-up times of around six times the nominal current of 20 to 50 seconds can be expected special measures must be taken. It is common in such cases to use the thermal release for alternating current via saturation converter in the to be protected To switch circuit. The current translation of this converter is dimensioned so that the increase in the converter secondary current is smaller than that of the primary current. One Such an arrangement requires a lot of effort, both with respect to the Number of individual parts required as well as setting up and adjusting of the thermal release for the degree of inertia that is present in the current Individual case is required. About response currents, tripping times and degrees of inertia see VDE 0660, § 34, table 10. In the case of direct current operation, an arrangement with a converter is required not possible.

Bekannt sind Wärmeauslöser, bei denen das thermische Glied ein Hemmwerk zur Wirkung bringt und dieses Hemmwerk seinerseits die Schaltung vornimmt. Dadurch soll die Kontaktöffnung der Arbeitskontakte eines Schalters im Kurzschlußfalle erst dann erfolgen, wenn ein Kurzschlußstrom auf einen dem Kurzschlußdauerstrom entsprechenden Wert abgeklungen ist. Bei einem solchen Wärmeauslöser lassen sich nur ganz bestimmte, durch die Charakteristik dieses Wärmeauslösers bedingte Auslösezeiten bei verschiedenen Belastungsstromstärken erreichen. Will man die Auslösezeiten innerhalb einer solchen Type verändern, so sind die weiter obenerwähnten Vorschaltung erforderlich, d. h., es lassen sich mit ein und derselben Type eines Wärmeauslösers verschärfte Anforderungen, z. B. Berücksichtigung der Dauer des Anlaufstromes bei schweranlaufenden Motoren, nur durch besonderen Aufwand erreichen.Heat releases are known in which the thermal element is an inhibitor brings into effect and this inhibitor in turn makes the circuit. Through this should the contact opening of the working contacts of a switch in the event of a short circuit only occur when a short-circuit current increases to a level corresponding to the short-circuit continuous current Value has subsided. With such a heat release, only very specific, Trigger times for different due to the characteristics of this thermal release Achieve load currents. If you want the trigger times within such a Change the type, the above-mentioned upstream connections are required, i. H., Stricter requirements can be met with one and the same type of thermal release, z. B. Consideration of the duration of the starting current in heavy-starting motors, can only be achieved through special effort.

Ferner sind elektromagnetische Auslöser bekannt, sog. Schnellauslöser, denen Zeitwerke zugeordnet sind, die die Wirkung des Schnellauslösers auf die Kontaktschaltung verzögern. Ein Schnellauslöser hat eine Verzögerungszeit, die zu vernachlässigen ist. Um seine Wirkung zu verzögern, muß notwendig ein Verzögerungsglied vorgesehen sein. Der Schnellauslöser spricht nur bei einer Stromstärke, der Auslösestärke, an.Electromagnetic releases are also known, so-called quick releases, to which timers are assigned that have the effect of the quick release on the contact switching delay. A quick release has a delay time that is negligible is. In order to delay its effect, a delay element must be provided be. The quick release only speaks at a current strength, the release strength, at.

Bei der Erfindung wird davon ausgegangen, daß bisher für verschiedene, bei ein und derselben Nennstromstärke benötigte Auslösezeiten verschiedene Ausführungen des Wärmeauslösers erforderlich waren.In the invention it is assumed that so far for different, Tripping times required for one and the same nominal current intensity different versions of the thermal release were required.

Eine wesentliche Verringerung des technischen Aufwandes läßt sich erfindungsgemäß dadurch erreichen, daß bei einem elektrischen überstromschalter mit thermischem Auslöser und diesem zugeordneten, seine Auslösezeit beeinflussendem Glied innerhalb einer gegebenen Nennstromstufe, für die der Schalter bestimmt ist, der thermische Auslöser für einen geringeren Trägheitsgrad, vorzugsweise den geringsten, bemessen und eingestellt ist und ein an sich bekanntes stromunabhängiges Verzögerungsglied veränderlicher Wirkungsdauer einschaltet, welches mit einer solchen zusätzlichen Verzögerungszeit die vom ansprechenden thermischen Auslöser angeregte Schaltung vornimmt, so daß insgesamt der bei dem Anwendungsfall benötigte, zumeist große Trägheitsgrad erreicht wird. Dann kann man bei Schaltern gleicher Type thermische Auslöser mit dem gleichen Trägheitsgrad, d. h. der gleichen Ausführung und einheitlicher Eichung verwenden, und man hat dennoch die Möglichkeit einer Anpassung der Auslösecharakteristik an die jeweiligen Belastungsverhältnisse durch Einstellung des Zeitgliedes. Es ergibt sich damit eine Variationsmöglichkeit der Auslösecharakteristik, ohne daß jeweils ein Austausch der Auslöser oder eine Neueichung erforderlich ist. Es braucht für die z. B. in Mehrphasenanlagen notwendigen drei thermischen Auslöser nur ein diesen gemeinsames Zeitglied angeordnet zu sein, da die Auslöser unabhängig voneinander im Ansprechfalle das Zeitglied zur Wirkung bringen. Durch einfache Einstellmittel kann das Zeitglied auf jeden einzelnen, erforderlichen Wert der Auslösezeit eingestellt werden. Als Zeitglied kann man ein mechanisches, elektromechanisches oder elektronisches Zeitglied anwenden.A significant reduction in the technical complexity can be achieved according to the invention achieve that in an electrical overcurrent switch with thermal release and associated with it, influencing its release time Element within a given nominal current level for which the switch is intended, the thermal release for a lower degree of inertia, preferably the lowest, is dimensioned and set and a current-independent delay element known per se variable duration turns on, which with such an additional Delay time the circuit activated by the responding thermal release undertakes, so that overall the mostly large degree of inertia required for the application is achieved. Then you can use thermal switches of the same type Trigger with the same degree of inertia, d. H. the same finish and more uniform Use calibration, and you still have the option of adapting the release characteristic to the respective load conditions by setting the timer. It results thus a possibility of variation of the trigger characteristics without each an exchange of the release or a recalibration is necessary. It takes for the z. B. in multi-phase systems necessary three thermal releases only one of these common timing element to be arranged as the triggers are independent of each other bring the timing element into effect in the event of a response. With simple adjustment means the timer can be set to each individual, required value of the tripping time will. The timing element can be mechanical, electromechanical or electronic Apply timer.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt, und zwar gibt F i g. 1 in Form eines schematischen Schaltbildes eine Anlage wieder, bei der ein Drehstrommotor mittels eines erfindungsgemäß ausgeführten elektrischen Überstromschalters geschützt ist, während F i g. 2 ein Diagramm der Auslösecharakteristik ist.In the drawing, an embodiment is shown schematically, namely there is F i g. 1 shows a system again in the form of a schematic circuit diagram, in which a three-phase motor by means of an electric motor designed according to the invention Overcurrent switch is protected, while F i g. 2 shows a diagram of the release characteristics is.

In F i g. 1 ist mit M ein an ein Drehstromnetz angeschlossener Motor bezeichnet. In den Zuleitungen 5 liegen die Kontakte 41 eines Motorschaltschützes 4, dessen Betätigungsspule mittels des Kontaktes 4E an Spannung gelegt wird, sowie die thermischen überstromauslöser 1. Jeder überstromauslöser 1 wirkt auf einen Kontakt 2, der im Schließungsfalle ein Zeitglied 3 anregt und nach dessen Ablauf die Schaltspule des Motorschaltschützes 4 mittels des Kontaktes 3$ von seiner Stromquelle trennt. Die Kontakte 2 der Auslöser 1 sind parallel geschaltet. Bei Überstrom verstellt der thermische Auslöser 1 gemäß seiner Charakteristik den Kontakt 2 und leitet damit den Ablauf des Zeitgliedes 3 ein. Das durch Schließen des Kontaktes 2 erfolgende Kommando bleibt während der Dauer des überstromes bestehen. Nach Ablauf der am Zeitglied 3 eingestellten Zeit wird von diesem ein Auslösekommando an das Schaltgerät 4 gegeben und die öffnung der Hauptkontakte 41 der Leitung 5 bewirkt. Als Schaltgerät ist ein Haltemagnetschalter ohne mechanische Verklinkung, z. B. ein Luftschütz, dargestellt. Es ist ohne weiteres möglich, an Stelle eines Luftschützes verklinkte Schloßschalter anzuwenden, die über Fernauslösung betätigt werden. Die bei solchen Schaltern erforderlichen Kontakte und Leitungen zur willkürlichen Ein- und Ausschaltung von Schaltspulen etc. sind der Einfachheit halber nicht dargestellt.In Fig. 1, M denotes a motor connected to a three-phase network. In the supply lines 5, the contacts 41 are a motor contactor 4, the actuating coil is energized by means of the contact 4E, as well as the thermal overcurrent release 1. Each overcurrent release 1 acts on a contact 2, which excites a timer 3 in the closing trap and after which the The switching coil of the motor contactor 4 is disconnected from its power source by means of contact 3 $. The contacts 2 of the release 1 are connected in parallel. In the event of an overcurrent, the thermal release 1 adjusts the contact 2 according to its characteristics and thus initiates the expiry of the timer 3. The command given by closing contact 2 remains in effect for the duration of the overcurrent. After the time set on the timer 3 has elapsed, the latter issues a trip command to the switching device 4 and opens the main contacts 41 of the line 5. The switching device is a holding magnet switch without mechanical latching, e.g. B. an air contactor shown. It is easily possible to use latched lock switches instead of an air contactor, which are operated by remote release. The contacts and lines required in such switches for arbitrarily switching on and off switching coils etc. are not shown for the sake of simplicity.

An dem Zeitglied 3 ist ein Einstellknopf 31 od. dgl. vorgesehen, mit dem die Auslösezeit eingestellt werden kann.An adjusting knob 31 or the like is provided on the timer 3, with which the tripping time can be set.

Die durch die erfindungsgemäße Zusammenstellung eines thermischen Auslösers mit einem Zeitglied veränderbaren Zeitablaufes zu erreichende Auslösecharakteristik ergibt sich aus dem Diagramm der F i g. 2. Hier ist mit A die Auslösekurve des thermischen Auslösers 1 bezeichnet. Dieser Auslösekurve überlagert sich eine konstante einstellbare Zeit gemäß der Geraden B des Zeitgliedes. Die resultierende Auslösekennlinie C ergibt sich durch die Überlagerung der Kurven A und B. Sie gleicht sich bei der üblichen Darstellung in doppelt logarithmischem Maßstab im Gebiet kleiner werdender Überströme weitgehend der Kurve A des thermischen Auslösers selbst an.The trigger characteristic to be achieved by the combination according to the invention of a thermal release with a timing element that can be changed over time is shown in the diagram in FIG. 2. Here, the release curve of the thermal release 1 is denoted by A. A constant adjustable time according to straight line B of the timing element is superimposed on this trigger curve. The resulting tripping characteristic C results from the superimposition of curves A and B. In the usual representation on a double logarithmic scale in the area of decreasing overcurrents, it largely matches curve A of the thermal release itself.

Claims

Claims: 1. Electrical overcurrent switch with thermal Trigger and this associated member influencing its trigger time, thereby characterized that within a given nominal current level for which the switch is intended, the thermal trigger for a lower degree of inertia, preferably is the lowest, dimensioned and set and a current-independent one that is known per se Delay element of variable duration of action switches on, which with such a additional delay time triggered by the responding thermal release Making the circuit, so that overall the amount required for the application, mostly large degree of inertia is achieved.

2. Electrical overcurrent switch according to claim 1, characterized in that a mechanical, electromechanical or electronic Timer after excitation by the thermal release according to adjustable Duration in turn influencing the switch, z. B. De-energizing the Switching coil of a contactor, triggering of the latches of latched switches or the like.

3. Electrical overcurrent switch according to claim 1 and 2, characterized characterized in that for the arranged in each phase of a polyphase switch thermal release a common timing element is arranged by each The trigger is to be brought into effect independently of the others.

4. Electric Overcurrent switch according to Claims 1 to 3, characterized in that the timing element during the period in which the thermal release is in the release position, is effective.

5. Electrical overcurrent switch according to claim 1 to 4, characterized in that that the thermal trigger is a power source to the timer and optionally to auxiliary relay for remote switching of the switch located in the motor circuit. Documents considered: German Patent No. 383 260; ETZ-A vol. 77 (1956), no. 1, p. XIII.