DE1538416C

DE1538416C - Release device for quick-release devices

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Publication number: DE1538416C
Authority: DE
Inventors: Theodor Dipl Ing Baur Josef 4030 Ratingen Keders
Original assignee: Calor Emag Elektnzitats Aktienge Seilschaft, 4030 Ratingen
Publication date: 1971-01-07

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Auslöseeinrichtung für ein fremclgesteuertes Schnellschaltgerät, insbesondere für ein durch eine kleine Sprengladung betätigtes Schaltgerät, das dann ausgelöst werden soll, wenn eine besitmmte Stromanstiegsgeschwindigkeit überschritten wird, während zugleich der Strom Augenblickswerte zwischen einer oberen Grenze Z₁ und einer unteren Grenze Z₂ besitzt und bei dem der Strom, des zu schützenden Stromkreises über einen Stromwandler erfaßt wird. Derartige Schaltgeräte sind beispielsweise die als Sprengtrenner oder unter dem Handelsnamen »!..-Begrenzer« bekanntgewordenen Schaltgeräte, bei denen die Hauptstrombahn aus einem rohrförmigen Leiterstück besteht, das eine kleine Sprengladung enthält. Im Kurzschlußfall wird dieses als Sprengbrücke bezeichnete Leiterstück durch äußere Zündung der Sprengladung in kürzester Zeit zerstört, so daß der Strom auf einen parallel dazu angeordneten Schmelzleiter kommutiert. Dieser Schmelzleiter ist in ein Löschmittel eingebettet und so ausgebildet, daß er unter der Einwirkung des Kurzschlußstromes im Bruchteil einer Millisekunde durchschmilzt und dabei eine solche Lichtbogenspannung erzeugt, daß der Kurzschlußstrom auf Werte begrenzt wird, die weit unterhalb seines sonst möglichen Scheitelwertes liegen.The invention relates to a release device for an externally controlled high-speed switching device, in particular for a switching device actuated by a small explosive charge, which is to be triggered when a certain current rate of increase is exceeded, while at the same time the current is instantaneous values between an upper limit Z ₁ and a lower limit Z ₂ has and in which the current of the circuit to be protected is detected via a current transformer. Such switching devices are, for example, the switching devices known as explosive separators or under the trade name "! ..- Limiter", in which the main current path consists of a tubular conductor piece that contains a small explosive charge. In the event of a short circuit, this section of conductor, referred to as an explosive bridge, is destroyed in a very short time by external ignition of the explosive charge, so that the current commutates to a fusible conductor arranged parallel to it. This fusible conductor is embedded in an extinguishing agent and designed in such a way that it melts through in a fraction of a millisecond under the action of the short-circuit current and generates such an arc voltage that the short-circuit current is limited to values that are far below its otherwise possible peak value.

Ein in neuerer Zeit vorgeschlagener Kurzschließer für mittlere und hohe Spannungen verwendet ebenfalls eine Sprengbrücke als Hauptstrombahn. Der parallelgeschaltete Schmelzleiter befindet sich hierbei jedoch in einer Laufschienenanordnung. Beim Durchschmelzen des Schmelzleiters entsteht hier ein schncllaufender, gegen Erde gerichteter Lichtbogen, der den Phasenleiter in wenigen Millisekunden gegen Erde kurzschließt. Auch für Schaltgeräte dieser Art läßt sich die erfindungsgemäße Auslöseeinrichtung mit Vorteil verwenden.A recently proposed short circuiter for medium and high voltages is also used an explosive bridge as the main stream. However, the fusible link connected in parallel is located here in a track arrangement. When the fuse element melts, a fast-moving, Arc directed towards earth, which short-circuits the phase conductor to earth in a few milliseconds. The triggering device according to the invention can also be used with advantage for switching devices of this type use.

Bekanntlich zieht man bei Schnellschaltgeräten zweckmäßigerweise die Stromanstiegsgeschwindigkeit in dem zu schützenden Stromkreis als Auslüsekriterium heran, um eine Störung möglichst rasch nach ihrem Entstehen zu erfassen. Es hat sich jedoch als vorteilhaft erwiesen, bei Schnellschaltgeräten in Wechselstromkreisen außerdem auch den Stromaugenblickswert zu überwachen und die Auslösung nur dann freizugeben, wenn eine bestimmte Stromanstiegsgeschwindigkeit (Ansprechsteilheit) überschritten wird, während der Strom zugleich Augenblickswerte zwischen einer oberen Grenze Z₁ und einer unteren Grenze i_ä besitzt. Bei Stromaugenblickswerten außerhalb dieser Grenzen wird die Auslösung gesperrt, auch wenn die Ansprechsteilheit überschritten ist. Die Lage der oberen Grenze Z₁ bestimmt die vom Schaltgerät zu leistende Schaltarbeit und die erzielbare Strombegrenzung. Durch die Einführung einer unteren Grenze Z₂ wird verhindert, daß höherfrei|uente Ausgleichsströme von geringer Amplitude zur Auslösung führen. (Näheres hierüber die zweckmäßige Wahl von Z₁ und Z₂ und ihren Einfluß auf die zu wählende Ansprechsteifheit findet sich in dem Aufsatz »Die Ermittlung der Einstellwerte von Schutzeinrichtungen mit dZ/d/-Auslösung in Drehstromnetzen« von K e d c r s,Calor-Einag-Mitteilungen, Heft I/I I, 1063, S. 42 bis 58.)As is known, in the case of high-speed switching devices, the rate of current rise in the circuit to be protected is expediently used as a triggering criterion in order to detect a fault as quickly as possible after it has arisen. However, it has proven to be advantageous for high-speed switching devices in alternating current circuits to also monitor the instantaneous current value and only enable tripping if a certain rate of increase in current (response rate) is exceeded, while the current is also instantaneous values between an upper limit Z ₁ and a lower limit i _ä owns. In the case of instantaneous current values outside these limits, tripping is blocked even if the response steepness is exceeded. The position of the upper limit Z ₁ determines the switching work to be performed by the switching device and the achievable current limitation. The introduction of a lower limit Z ₂ prevents higher free equalizing currents of lower amplitude from leading to tripping. (More details on the appropriate choice of Z ₁ and Z ₂ and their influence on the response stiffness to be selected can be found in the article "Determining the setting values of protective devices with dZ / d / tripping in three-phase networks" by K edcrs, Calor Einag- Communications, Heft I / II, 1063, pp. 42 to 58.)

Auslöseeinrichtungen, die für die Auslösung die Stromanstiegsgeschwindigkeit und die Stromgrenzen Z₁ und l_i in der beschriebenen Weise auswerten, sind an sich bereits in verschiedenen Ausführungen bekannt (z. B. deutsche Patentschrift 1 140 268).Tripping devices which evaluate the rate of rise in current and the current limits Z ₁ and L _i in the manner described for tripping are already known per se in various designs (e.g. German patent specification 1 140 268).

Gemeinsam ist den bisher genannten Ausführungen, daß sie die Spannung an einer vom Kurzschlußstrom durchflossenen Induktivität als Maß für die Stromanstiegsgeschwindigkeit auswerten. Diese Induktivität, die als Eisendrossel mit Luftspalt ausgeführt wird, muß in ihren Daten jeweils den geforderten Werten der Ansprechsteilheit und der Stromgrenzen Z₁ und Z₂ angepaßt werden. Die Ansprechsteilheit bestimmt dabei die Größe der Induktivität, während Z₁ und Z., den Strombereich bestimmen, innerhalb dessen die Drossel linear sein muß. Die Drossel stellt somit ein sehr spezielles Bauelement dar. Ihre räumliehe Größe steht überdies einer aus technischen und wirtschaftlichen Gründen wünschenswerten Verkleinerung der Auslöseeinrichtung im Wege.What is common to the previously mentioned designs is that they evaluate the voltage at an inductance through which the short-circuit current flows as a measure of the rate of current rise. This inductance, which is designed as an iron choke with an air gap, must be adapted _{in its data to the required values of the response steepness and the current limits Z 1} and Z _2. The response steepness determines the size of the inductance, while Z ₁ and Z. determine the current range within which the choke must be linear. The throttle thus represents a very special component. Its spatial size also stands in the way of a downsizing of the release device, which is desirable for technical and economic reasons.

Die Stromgrenzen Z₁ und Z₂ werden bei den bisher genannten Auslöseeinrichtungen auf unterschiedliche Weise erfaßt. Entweder werden vormagnetisierte, sättigbare Stromwandler zu diesem Zweck verwendet, oder der Stromaugenblickswert wird als Spannung an einem in Reihe mit der obenerwähnten Induktivität liegenden Widerstand abgegriffen. Im ersteren Fall bedingt die Vormagnetisierung die dauernde Zufuhr von Hilfsenergie. Bei Ausfall dieser Hilfsenergie verändert sich die Lage der Stromgrenzen Z₁ und Z₂. Im zweiten Fall stellt der Reihenwiderstand eine an sich unerwünschte Erhöhung der Bürde für den Auslösewandler dar.The current limits Z ₁ and Z ₂ are detected in different ways in the case of the tripping devices mentioned above. Either pre-magnetized, saturable current transformers are used for this purpose, or the instantaneous current value is tapped off as a voltage across a resistor in series with the above-mentioned inductance. In the first case, the premagnetization requires the constant supply of auxiliary energy. If this auxiliary power fails, the position of the current limits Z ₁ and Z _{2 changes} . In the second case, the series resistance represents an inherently undesirable increase in the burden for the trip converter.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine Auslöseeinrichtung, die die Stromanstiegsgeschwindigkeit innerhalb der Stromgrenzen Z₁ und Z₂ als Auslösekriterium verwendet, eine einfachere und zugleich zuverlässige Schaltung anzugeben, die weitestgehend aus handelüblichen Bauelementen aufzubauen ist, sich durch geringen Raumbedarf auszeichnet, auf einfache Weise die Einstellung der Ansprechwerte (Ansprechsteilheit und Stromgrenzen Z₁ und Z₂) in weiten Grenzen gestattet und im übrigen die angedeuteten Nachteile bisher vorgeschlagener. Ausführungen vermeidet. .The invention is based on the object of specifying a simpler and, at the same time, reliable circuit for a release device that uses the rate of increase in current within the current limits Z ₁ and Z ₂ as a release criterion, which is to be constructed as far as possible from commercially available components and is characterized by its small footprint Way, the setting of the response values (response steepness and current limits Z ₁ and Z ₂ ) within wide limits and, moreover, the indicated disadvantages previously proposed. Avoids executions. .

Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß der Sekundärstrom des Stromwandlers über eine Gleichrichteranordnung einem Widerstand zugeführt ist, dem in der einen Stromrichtung die Reihenschaltung aus einer Zenerdiode, einem Kondensator "und einem elektronischen Meßglied mit niedrigem Eingangswiderstand parallel geschaltet ist, welches Meßglied so bemessen ist, daß es ein nachgeschaltetes Auslöseglied zur Abgabe des Auslöseimpulses anfegt, wenn der im Kondensator fließende Strom diese eine Stromrichtung besitzt und sein Augenblickswert einen bestimmten Wert überschreitet, und gleichzeitig die Spannung an einem Abgriff des Widerstandes unter einem bestimmten Wert bleibt. Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der.erfindungsgemäßen Auslöseeinrichtung, an Hand dessen die. Wirkungsweise erläutert werden soll. Alle für das Verständnis des Erfindungsgedankens nicht erforderlichen Schaltungseinheiten sind dabei fortgelassen. In der Leitung 1, die ein Teil des zu schützenden Stromkreises ist, liegt der Stromwandler 2, der über den Brückengleichrichtcr 3 auf den Widerstand 4 arbeitet. Parallel zum Widerstand 4 ist über die Zenerdiode 5, den Kondensator 6 und die Diode 7 der niederohmige Eingang 8 a des Meßgliedes 8 angeschlossen. Der Kondensator 6 ist so bemessen, daßAccording to the invention, the task set is thereby achieved solved that the secondary current of the current transformer via a rectifier arrangement to a resistor is fed, which in the one current direction, the series circuit of a Zener diode, a Capacitor "and an electronic measuring element with low input resistance is connected in parallel, which measuring element is dimensioned so that there is a downstream trigger element for delivering the trigger pulse starts when the current flowing in the capacitor has and will be in one current direction Instantaneous value exceeds a certain value, and at the same time the voltage at a tap of the resistance remains below a certain value. Fig. 1 shows an embodiment of the invention Release device, on the basis of which the. Mode of action is to be explained. All for that Understanding of the inventive concept not required circuit units are omitted. In line 1, which is part of the circuit to be protected, is the current transformer 2, which is above the bridge rectifier 3 works on the resistor 4. In parallel with the resistor 4 is on the Zener diode 5, the capacitor 6 and the diode 7 of the low-resistance input 8 a of the measuring element 8 is connected. The capacitor 6 is dimensioned so that

die aus der Parallelschaltung von 4 und 6 resultierende Zeitkonstante in der Größenordnung von 10"⁵ Sekunden liegt. Die außerdem im Parallelzweig zum Widerstand 4 liegende Diode 10 stellt sicher, daß im Kondensator 6 in beiden Richtungen Strom fließen kann. Das Meßglied 8 besitzt zwei Eingänge 8 a und Sb und ist so ausgebildet, daß an seinem Ausgang ein zur Anregung des Auslösegliedes 9 ausreichendes Signal erscheint, wenn der dem niederohmi-The time constant resulting from the parallel connection of 4 and 6 is of the order of magnitude of 10 " ⁵ seconds. The diode 10, which is also in the parallel branch to the resistor 4, ensures that current can flow in both directions in the capacitor 6. The measuring element 8 has two inputs 8 a and Sb and is designed so that a signal sufficient to excite the trigger element 9 appears at its output when the low-resistance

extrem großer Überstromziffer bzw. Spannungszeitfläche führt. Da bei der erfindungsgemäßen Auslöseeinrichtung eine Sättigung des Stromwandlers unschädlich ist, genügt es, ihn so zu bemessen, daß er 5 mit Sicherheit nicht vor Erreichen der oberen Stromgrenze Z₁ in Sättigung kommt.extremely large overcurrent factor or voltage time area. Since saturation of the current transformer is harmless in the trip device according to the invention, it is sufficient to dimension it in such a way that it certainly does not _{saturate before the upper current limit Z 1} is reached.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Auslöseeinrichtung ist ihr geringes Bauvolumen. Es zeigt sich, daß die in F i g. 1 skizzierte Schaltung, ausge-Another advantage of the release device according to the invention is its small overall volume. It shows that the in F i g. 1 sketched circuit, selected

gen Eingang 8 α zugeführte Strom einen bestimmten io nommen den Stromwandler 2, mit allen Einstellele-Wert erreicht, sofern nicht zugleich an dem hoch- menten, Meß- und Auslöseglied, ohne Schwierigkeiohmigen Eingang 8 b eine gewisse Mindestspannung ten in Form einer gedruckten Schaltung auf einer überschritten ist. Der Eingang 8 b ist mit dem Ab- etwa 100 cm² großen Platine unterzubringen ist. griff 4 b des Widerstandes 4 verbunden. Das Maßglied 8 und das Auslöseglied 9 benötigenThe current applied to input 8 α takes a certain io into the current transformer 2, with all setting values reached, unless at the same time on the high-element, measuring and tripping element, without difficulty input 8 b, a certain minimum voltage in the form of a printed circuit one is exceeded. The input 8 b is to be ^{accommodated with the board about 100 cm 2 in} size. handle 4 b of the resistor 4 connected. The dimensional element 8 and the trigger element 9 need

Der im Leiter 1 fließende Strom erzeugt am Wider- 15 im Normalfall Hilfsenergie. Man kann die erforderstand eine Spannung, die ein Abbild des Stromes, liehe Gleichspannung aus einer Batterie oder über jedoch gleichgerichtet ist. Bei einer von Null aus an- Gleichrichter und Glättungsglieder aus dem Wechselsteigenden Spannung am Widerstand 4 kann über den stromnetz beziehen. Dies bedingt jedoch, daß die Parallelzweig mit dem Kondensator 6 frühestens Schaltung praktisch auf Erdpotential betrieben werdann ein Strom fließen, wenn die Spannung am 20 den muß. Der Stromwandler 2 muß dann eine der Widerstand 4 die Zenerspannung V₂ der Zenerdiode 5 Reihenspannung des zu schützenden Stromkreises erreicht hat. Hier wird also eine untere Stromgrenze z₂ entsprechende Isolation besitzen. Ferner wird ein Isoberücksichtigt, unterhalb deren keine Auslösung lierübertrager zur Übertragung des Auslöseimpulses möglich ist. Steigt die Spannung an 4 weiter an, so auf die auf dem Potential des Leiters 1 liegende stellt der über den Kondensator 6 und die Diode 7 in 25 Sprengkapsel benötigt. Dieser Isolierübertrager kann, den Meßeingang 8 α fließende Strom ein Maß für die bedingt durch die Stärke der Isolation, insbesondere Spannungsänderungsgeschwindigkeit im Leiter 1 dar, bei höheren Betriebsspannungen, nur mit beträchtd. h., es kann bei ausreichender Stromanstiegsge- licher Streuinduktivität hergestellt werden, wodurch schwindigkeit jetzt eine Auslösung erfolgen. Bei ab- die vordere Flanke des Auslöseimpulses abgeflacht nehmender Spannung am Widerstand 4 wird der nun- 30 wird, d. h., die Energieübertragung auf die Sprengmehr in entgegengesetzter Richtung über den Kon- kapsel wird verlangsamt. Diesem unerwünschten densator 6 fließende Strom von der Diode 10 über- Effekt kann man nur dadurch entgegenwirken, daß nommen. Da der Meßeingang 8 α infolgedessen strom- man einen Auslöseimpuls von entsprechend höherer los bleibt, kann dabei keine Auslösung erfolgen. Spannung verwendet, also die zur Verfügung gestellteThe current flowing in the conductor 1 normally generates auxiliary energy at the resistor 15. You can set the required voltage, which is an image of the current, borrowed DC voltage from a battery or via but is rectified. In the case of a rectifier and smoothing elements from the alternating voltage at the resistor 4, which increases from zero, it can be obtained from the power supply system. However, this requires that the parallel branch with the capacitor 6 is operated at the earliest circuit practically at ground potential, then a current will flow when the voltage at 20 must. The current transformer 2 must then one of the resistor 4 has reached the Zener voltage V _{2 of} the Zener diode 5 series voltage of the circuit to be protected. So here a lower current limit z _{2 will have} corresponding insulation. An Iso is also taken into account, below which no triggering transformer for transmitting the triggering pulse is possible. If the voltage at 4 continues to rise, then the one at the potential of the conductor 1 is set via the capacitor 6 and the diode 7 in 25 detonators. This isolating transformer can, the measuring input 8 α flowing current a measure for the due to the strength of the insulation, in particular the rate of voltage change in the conductor 1, at higher operating voltages, only with considerable. This means that leakage inductance can be produced if the current rise is sufficient, which means that tripping can now take place. When the voltage at the resistor 4 flattens the front edge of the trigger pulse, the voltage now becomes, that is, the transfer of energy to the explosive in the opposite direction across the capsule is slowed down. This undesirable capacitor 6 current flowing from the diode 10 over effect can only be counteracted by taking. Since the measuring input 8 α as a result, a trigger pulse of a correspondingly higher current remains loose, no triggering can take place. Voltage used, i.e. the one made available

Die Höhe der Zenerspannung U_z der Zenerdiode 5 35 Auslöseenergie steigert. Insgesamt gesehen bedingt bestimmt die Verbindung mit der Stellung des Ab- also die Lage der Auslöseeinrichtung auf Erdpotengriffs4a am Widerstand 4 die Lage der unteren tial einen erheblichen technischen und wirtschaft-Stromgrenze z'₂. Die gewünschte Ansprechsteilheit liehen Mehraufwand.The level of the Zener voltage U _{z of} the Zener diode 5 35 tripping energy increases. Seen as a whole, the connection with the position of the release, i.e. the position of the release device on the ground potential grip 4a on the resistor 4, determines the position of the lower tial a considerable technical and economic current limit z ' ₂ . The desired steepness of response borrowed additional effort.

läßt sich — bei gegebener Stellung des Abgriffs 4 α Der geringe Energiebedarf der erfindungsgemäßencan - with a given position of the tap 4 α The low energy consumption of the invention

und gegebener Ansprechempfindlichkeit des Meßein- 40 Auslöseeinrichtung eröffnet nun in Verbindung mit gangs 8 a — durch Verändern der Kapazität 6 ein- ihrem geringen Bauvolumen die Möglichkeit, auch stellen. Eine weitere Einstellmöglichkeit für die An- die Hilfsenergie aus dem Stromwandler 2 zu beziehen Sprechsteilheit besteht noch mittels des gestrichelt und die gesamte Auslöseeinrichtung auf das Poteneingezeichneten einstellbaren Widerstandes 11, der tial des Leiters 1 zu legen. Da dann auch die Energie einen Nebenweg zum Meßeingang 8 α darstellt. Vor- 45 des Auslöseimpulses aus dem Stromwandler 2 und teilhaft ist es, mittels der Kapazität 6 die Grobein- damit aus dem gestörten Stromkreis selbst entnommen wird, ergibt sich außer wirtschaftlichen Vorteilen noch der erhebliche technische Vorteil einer ständigen Betriebsbereitschaft, unabhängig vom Vorhan-50 densein einer Hilfsspannungsquelle.and the given sensitivity of the measurement triggering device, in conjunction with passage 8 a - by changing the capacitance 6, its small construction volume opens up the possibility of also setting. Another setting option for the auxiliary power to be drawn from the current transformer 2 is the speech steepness by means of the dashed line and the entire triggering device to be placed on the potential of the adjustable resistor 11, which is tial of the conductor 1. Since the energy then also represents a secondary path to the measuring input 8 α . Before the trigger pulse from the current transformer 2, and it is partly the case that the capacitance 6 is used to remove the gross amount from the faulty circuit itself, there are not only economic advantages but also the considerable technical advantage of constant operational readiness, regardless of whether it is present an auxiliary voltage source.

Bei einer bekannten Überstromschutzeinrichtung für Stromrichter mit Halbleiterventilen wird die zur Versorgung eines Meß- und Auslösegliedes erforderliche Hilfsenergie ebenso wie die Energie des Aus-In a known overcurrent protection device for converters with semiconductor valves, the for Supply of a measuring and tripping element required auxiliary energy as well as the energy of the tripping

genden Teil der Stromhalbwelle, möglich ist. Man 55 löseimpulses Stromwandlern entnommen, die in kann infolgedessen zur Strommessung einen Strom- V-Schaltung im Sekundärstromkreis des Stromrichwandler 2 mit relativ kleiner Überstromziffer verwen- tertransformators angeordnet sind (deutsche Patentden. Gerät der Stromwandler 2 nämlich in Sättigung, schrift 1 153 115). Dagegen kommt man im Gleichso folgt der Sekundärstrom nicht mehr dem Primär- stromlastkreis nur mit einem Gleichstromwandler aus, strom, sondern fällt bei der hier vorliegenden ohm- 60 der jedoch eine Hilfsspannungsquelle benötigt (deutschen Bürde steil gegen den Wert Null ab. Hätte die sehe Auslegeschrift 1168 558). Auslöseeinrichtung nicht das erwähnte Verhalten, so Ein Ausführungsbeispiel einer derartigen erdfreienlowing part of the current half-wave, is possible. 55 tripping impulse current transformers are taken, which are in As a result, a current V circuit in the secondary circuit of the converter can be used to measure the current 2 are arranged with a relatively small overcurrent figure (German patent den. Device of the current transformer 2 namely in saturation, writing 1 153 115). On the other hand, one comes in the same way the secondary current no longer follows the primary current load circuit only with a direct current converter, current, but falls with the ohmic 60 present, which however requires an auxiliary voltage source (German The burden drops sharply towards zero. I would have seen the interpretative document 1168 558). Trip device does not have the behavior mentioned, so an embodiment of such an ungrounded

würde dabei eine Auslösung erfolgen, weil ja der Auslöseeinrichtung ist unter Weglassung aller nicht Sekundärstrom mit großer Steilheit den Bereich zwi- wesentlichen Schaltungseinheiten in F i g. 2 dargesehen den Stromgrenzen Z₁ und Z₂ durchläuft. Um 65 stellt. Dabei deckt sich die Eingangsschaltung vom dies zu vermeiden, müßte der Stromwandler so be- Stromwandler 2 bis zu den Eingängen 8 a, 8 b des messen werden, daß er unter gar keinen Umständen Meßgliedes 8 mit der Schaltung in F i g. 1. Lediglich in Sättigung geraten kann, was zu Wandlern mit die in F i g. 1 enthaltende Diode 7 konnte entfallen,tripping would occur because the tripping device is, with omission of all non-secondary currents, the area between the essential circuit units in FIG. 2 runs through the current limits Z ₁ and Z ₂ . At 65 poses. To avoid this, the input circuit coincides, the current transformer 2 would have to be measured up to the inputs 8 a, 8 b of the so that under no circumstances it would connect the measuring element 8 to the circuit in FIG. 1. Can only get into saturation, which leads to converters with the ones shown in FIG. 1 containing diode 7 could be omitted,

stellung und mittels des Widerstandes 11 die Feineinstellung der Ansprechsteilheit vorzunehmen. Die obere Stromgrenze I₁ wird durch die Stellung des Abgriffs 4 & am Widerstand 4 festgelegt.position and make the fine adjustment of the response slope by means of the resistor 11. The upper current limit I ₁ is determined by the position of tap 4 & on resistor 4.

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Auslöseeinrichtung besteht darin, daß, wie oben beschrieben, eine Auslösung nur bei ansteigender Spannung am Widerstand 4, also jeweils nur im anstei-A particular advantage of the release device according to the invention is that, as described above, tripping only when the voltage at resistor 4 rises, i.e. only when the voltage rises

Überlastung der Bauelemente nicht möglich ist und die Sperrung sehr scharf eingreift.Overloading of the components is not possible and the lock intervenes very sharply.

Wird der Auslöseimpuls, wie hier beschrieben, dem Stromwandler 2 entnommen, so ist bei der Auswahl 5 des Schaltelementes, das den Auslöseimpuls auf den Zünder schaltet und vom Meßglied angesteuert wird, noch eine Eigenart der Schaltung zu berücksichtigen. Beim Parallelschalten des Zünders und des Widerstandes 4 bricht die Spannung am Widerstand 4 zuzustand, und Transistor 14 ist durchgesteuert. Der io sammen, d. h., im gleichen Augenblick wird der Meß-Ausgang 18 liegt dann auf dem Potential nahe dem eingang 8 a stromlos, und das Ausgangssignal des der gemeinsamen Bezugsleitung 19. Wird Transistor Meßgliedes 8 verschwindet. Man muß deshalb ein 13 durch einen in Durchlaßrichtung seiner Basis- solches Schaltelement für den Auslöseimpuls verEmitter-Strecke gerichteten Strom über den Konden- wenden, das nach einmaliger Ansteuerung auch dann sator 6 in den leitenden Zustand gesteuert, so geht 15 im durchgeschalteten Zustand bleibt, wenn die AnTransistor 14 in den Sperrzustand, und das Potential steuerung aufhört. Besonders geeignet ist hier einIf the trigger pulse is taken from current transformer 2, as described here, then the selection is made 5 of the switching element that switches the trigger pulse to the igniter and is controlled by the measuring element, one more peculiarity of the circuit to be considered. When connecting the igniter and the resistor in parallel 4 breaks the voltage across resistor 4, and transistor 14 is turned on. The io together, d. that is, at the same moment the measurement output 18 is then at the potential near the input 8 a currentless, and the output signal of the the common reference line 19. If transistor measuring element 8 disappears. One must therefore 13 by a switching element of this type for the trigger pulse emitter path in the forward direction of its base Directed current over the condensate, even then after a single activation Sator 6 is controlled in the conductive state, then 15 remains in the through-connected state when the on-transistor 14 in the locked state, and the potential control stops. One is particularly suitable here

ihre Aufgabe wird hier durch die Basis-Emitter-Diode des Transistors 13 im Meßglied 8 übernommen. Das Meßglied 8 ist in an sich bekannter Weise als rückgekoppelter Schaltverstärker mit den Transistoren 13 und 14 ausgeführt und erhält die erforderliche Hilfsgleichspannung über den Eingang 17 vom Widerstand 4. Solange der dem Eingang 8 α zugeführte Strom unterhalb eines bestimmten Schwellwertes liegt, befindet sich der Transistor 13 im Sperr-their task is taken over here by the base-emitter diode of the transistor 13 in the measuring element 8. The measuring element 8 is designed in a manner known per se as a feedback switching amplifier with the transistors 13 and 14 and receives the required auxiliary DC voltage via the input 17 from the resistor 4. As long as the current supplied to the input 8 α is below a certain threshold value, the transistor is located 13 in the blocked

des Ausgangs 18 entfernt sich von dem der gemeinsamen Leitung 19. Infolgedessen fließt ein Strom über die Zenerdiode 20 und die Steuerstrecke des Thyratrons 21, der dadurch leitend gesteuert wird. Hierdurch wird der Zünder der Sprengkapsel im symbolisch dargestellten »I_s-Begrenzer« 12 dem Widerstand 4 parallel geschaltet, und es fließt ein dem umgekehrten Verhältnis der Widerstände entsprechender Anteil des vom Stromwandler 2 gelieferten Stroms über den Zünder. Zur Erhöhung des anfänglich über den Zünder fließenden Stroms wird noch vorgeschlagen, dem Widerstand 4 einen Kondensator 22 parallel zu schalten, wie gestrichelt in F i g. 2 angedeutet. Allerdings darf dieser in seiner Kapazität nur so groß gewählt werden, daß der Strom im Wider- ■ stand 4 keine zu große zeitliche Verschiebung gegenüber dem Primärstrom des Stromwandlers 2 erfährt. Eine Zeitkonstante von maximal 10~⁴ Sekunden wird jedoch in den meisten Fällen tragbar sein.of the output 18 is removed from that of the common line 19. As a result, a current flows through the Zener diode 20 and the control path of the thyratron 21, which is thereby controlled to be conductive. As a result, the detonator of the detonator in the symbolically represented "I _s limiter" 12 is connected in parallel to the resistor 4, and a proportion of the current supplied by the current transformer 2 flows through the detonator, which corresponds to the inverse ratio of the resistances. To increase the current initially flowing through the igniter, it is also proposed to connect a capacitor 22 in parallel to the resistor 4, as shown in dashed lines in FIG. 2 indicated. However, the capacity of the latter may only be selected to be so large that the current in the resistor 4 does not experience too great a time shift in relation to the primary current of the current transformer 2. However, a time constant of 10 ~ ⁴ seconds or less will be acceptable in most cases.

Die Sperrung der Auslösung bei Überschreitung der oberen Stromgrenze Z₁ erfolgt in der Schaltung nach F i g. 2 durch Einwirken der Spannung am Abgriff 4 b des Widerstandes 4 auf den Transistorl4. Solange die Spannung am Abgriff 4 b niedriger ist als die Zenerspannung der Zenerdiode 15, ist die Zenerdiode 15 stromlos. Der über den Widerstand 23 fließende Strom wird über die Diode 24 und den Abgriff 4 b gegen Minus abgeleitet. Überschreitet die Spannung an 4 ft jedoch die Zenerspannung der Zenerdiode 15, so sperrt die Diode 24, und der Strom des Widerstandes 23 fließt über die Diode 25 und die Zenerdiode 15 in die Basis-Emitter-Strecke des Transistors 14. Dieser Strom ist so bemessen, daß er ausreicht, den Transistor 14 in den leitenden Zustand zu steuern bzw. im leitenden Zustand zu halten, auch wenn der Transistor 13 leitend wird und somit der über die Diode 26 fließende Steuerstrom für den Transistor 14 verschwindet. Grundsätzlich wäre es auch möglich, die Spannung am Abgriff 4 b direkt über einen Schutzwiderstand und eine Zenerdiode auf die Basis des Transistors 14 einwirken zu lassen. Berücksichtigt man jedoch, daß die Spannung am Abgriff 4 b unter Umständen den zehnfachen Wert der Zenerspannung annehmen kann, so muß entweder der Schutzwiderstand entsprechend hochohmig werden, oder Zenerdiode und Transistor 14 müssen für eine entsprechend hohe strommäßige Belastung ausgelegt werden. Beide Maßnahmen sind aber ungünstig in bezug auf ein scharfes und definiertes Eingreifen des Sperrsignals bei Erreichen der oberen Stromgrenze Z₁. Die hier vorgeschlagene Lösung bietet dagegen den Vorteil, daß eine strommäßige Thyristor, der ja diese Eigenschaft besitzt und sich überdies noch wegen seiner hohen Verstärkung und großen Schaltgeschwindigkeit empfiehlt.The blocking of the release when the upper current limit Z ₁ is exceeded takes place in the circuit according to FIG. 2 by the action of the voltage at the tap 4 b of the resistor 4 on the transistor 14. As long as the voltage at tap 4 b is lower than the Zener voltage of the Zener diode 15, the Zener diode 15 is de-energized. The current flowing through resistor 23 is diverted to minus via diode 24 and tap 4 b. However, if the voltage at 4 ft exceeds the Zener voltage of the Zener diode 15, the diode 24 blocks and the current of the resistor 23 flows through the diode 25 and the Zener diode 15 into the base-emitter path of the transistor 14. This current is dimensioned in this way that it is sufficient to control the transistor 14 in the conductive state or to keep it in the conductive state, even if the transistor 13 becomes conductive and thus the control current flowing through the diode 26 for the transistor 14 disappears. In principle, it would also be possible to have the voltage at tap 4 b act directly on the base of transistor 14 via a protective resistor and a Zener diode. If one takes into account, however, that the voltage at tap 4 b can possibly assume ten times the value of the Zener voltage, either the protective resistor must be correspondingly high-resistance, or the Zener diode and transistor 14 must be designed for a correspondingly high current load. However, both measures are unfavorable with regard to a sharp and defined intervention of the blocking signal when the upper current limit Z _{1 is reached} . The solution proposed here, on the other hand, has the advantage that a current-wise thyristor, which has this property and is also recommended because of its high gain and high switching speed.

Claims

Patent claims:

1. Triggering device for an externally controlled high-speed switching device to protect alternating current circuits, in particular for a switching device actuated by a small explosive charge, which is then to be triggered when a certain rate of current rise is exceeded, while at the same time the current is instantaneous values between an upper limit Z ₁ and a lower limit z _o and in which the current of the circuit to be protected is detected via a current transformer, characterized in that the secondary current of the current transformer (2) is fed via a rectifier arrangement (3) to a resistor (4), which is connected in series in one current direction from a Zener diode (5), a capacitor (6) and an electronic measuring element (8) with low input resistance is connected in parallel, which measuring element is dimensioned so that it excites a downstream trigger element (9) to emit the trigger pulse when the in the capacitor (6) flowing stream this one streamri and its instantaneous value exceeds a certain value, and at the same time the voltage at a tap of the resistor (4) remains _{below a certain value (Z 1).}

2. Trip device according to claim 1, characterized in that the time constant IO "" resulting from the parallel connection of the resistor (4) and the capacitor (6) does not exceed ^{4 seconds.}

3. Tripping device according to claim 1, characterized in that a variable resistor (11) is connected in parallel to the input (8 ä) of the measuring element (8) for fine adjustment of the response steepness.

4. Triggering device according to claim 1 or the following, characterized in that the The auxiliary energy required to supply the measuring element (8) and the release element (9) is also necessary how the energy of the trigger pulse is taken from the current transformer (2) and that the entire The release device is at the potential of the AC circuit to be protected.

5. release device according to claim 1, there-

characterized in that a capacitor (22) is arranged parallel to the resistor (4).

6. Tripping device according to claim 1, characterized in that as a switching element for A controllable rectifier (thyristor) is used to switch the trigger pulse through.

1 sheet of drawings