DE19619437A1 - Schaltgerät - Google Patents
SchaltgerätInfo
- Publication number
- DE19619437A1 DE19619437A1 DE1996119437 DE19619437A DE19619437A1 DE 19619437 A1 DE19619437 A1 DE 19619437A1 DE 1996119437 DE1996119437 DE 1996119437 DE 19619437 A DE19619437 A DE 19619437A DE 19619437 A1 DE19619437 A1 DE 19619437A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- switching
- parallel
- switching device
- series
- switching point
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
- H01H9/54—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere
- H01H9/541—Contacts shunted by semiconductor devices
- H01H9/542—Contacts shunted by static switch means
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
- H01H9/54—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere
- H01H9/541—Contacts shunted by semiconductor devices
- H01H9/542—Contacts shunted by static switch means
- H01H2009/543—Contacts shunted by static switch means third parallel branch comprising an energy absorber, e.g. MOV, PTC, Zener
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
- H01H9/54—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere
- H01H9/541—Contacts shunted by semiconductor devices
- H01H9/542—Contacts shunted by static switch means
- H01H2009/544—Contacts shunted by static switch means the static switching means being an insulated gate bipolar transistor, e.g. IGBT, Darlington configuration of FET and bipolar transistor
Landscapes
- Keying Circuit Devices (AREA)
- Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
Description
Bei der Erfindung wird ausgegangen von einem Schaltgerät nach dem
Oberbegriff von Patentanspruch 1. Ein derartiges Schaltgerät wird
mit Vorteil als Leitungsschutzschalter verwendet und schützt die
Leitungen eines Niederspannungsnetzes vor unzulässiger, durch
Kurzschluß oder Überlast hervorgerufener Erwärmung. Das Schalt
gerät weist daher im allgemeinen einen magnetisch wirkenden Kurz
schlußstromauslöser und einen thermisch wirkenden Überstromaus
löser auf sowie eine ein strombegrenzendes Verhalten bewirkende
Lichtbogenlöscheinrichtung.
Die Erfindung nimmt auf einen Stand der Technik Bezug, wie er
etwa in DE 36 22 100 A1 angegeben ist. Ein in diesem Stand der
Technik beschriebenes Schaltgerät weist in einem Hauptstrompfad
angeordnet eine Schaltstelle 13 auf, welche über einen den Strom
abtastenden Stromsensor betätigbar ist. Parallel zu dieser
Schaltstelle verläuft ein Nebenstrompfad, in dem zueinander
parallel geschaltet ein GTO-Thyristor 20 und ein Varistor 25
angeordnet sind. Bei geschlossener Schaltstelle 13 ist bei diesem
Schaltgerät der GTO-Thyristor 20 im Sperrzustand. Beim Öffnen der
Schaltstelle 13 wird der GTO-Thyristor 20 durchgeschaltet und der
Strom von der Schaltstelle 13 weggeleitet. Danach wird der GTO-Thy
ristor wieder gesperrt und die hierbei auftretende Überspan
nung durch den Varistor begrenzt. Ein derartiges Schaltgerät
schaltet praktisch lichtbogenfrei. Es benötigt jedoch zum Steuern
des GTO-Thyristors relativ aufwendige Schaltungselemente, wie
etwa eine Kapazität C und einen Stromtransformator 21 mit einem
sättigbaren Kern 22.
Ein Schaltgerät mit einem elektromechanischen Schalter 1 und mit
einer parallel dazu angeordneten Reihenschaltung eines elektro
mechanischen Schalters 4 mit einem zwei antiparallel geschaltete
Thyristoren Th1 und Th2 enthaltendem Halbleiterschalter ist aus
EP 0 674 329 A1 bekannt. Beim Abschalten wird der elektromechani
sche Schalter 1 geöffnet und kommutiert der abzuschaltende Strom
in den die Reihenschaltung enthaltenden Stromkreis. In diesem
Stromkreis wird nun zunächst der elektromechanische Schalter 4
geöffnet. Der Halbleiterschalter unterbricht danach bei einem
Nulldurchgang den Strom. Der elektromechanische Schalter 4 muß
daher so bemessen sein, daß er zumindest kurzzeitig hohen Strom
führen kann.
Ein weiteres Schaltgerät mit Strombegrenzungseigenschaften ist in
DE 38 24 116 A1 beschrieben. Dieses Schaltgerät enthält miteinan
der in Reihe geschaltet einen elektromechanischen Schalter 4 und
einen elektronischen Schalter 3. Der elektronische Schalter weist
zwei antiparallel geschaltete Halbleiterbauelemente vom Typ IGBT
auf. Parallel zum elektronischen Schalter ist ein Metalloxidvari
stor 8 geschaltet. Beim Ausschalten wird zunächst der elektroni
sche Schalter geöffnet und erst danach der elektromechanische
Schalter. Hierbei entstehende Überspannungen werden durch den
Varistor begrenzt. Da der elektronische Schalter Nennstrom führt,
muß er relativ groß bemessen sein oder intensiv gekühlt werden.
Der Erfindung, wie sie in Patentanspruch 1 angegeben ist, liegt
die Aufgabe zugrunde, ein Schaltgerät der eingangs genannten Art
zu schaffen, welches sich bei gutem Kurzschlußschaltvermögen
durch einen einfachen Aufbau und eine große Betriebssicherheit
auszeichnet.
Das Schaltgerät nach der Erfindung nutzt die zeitliche Abhängig
keit des Spannungssignals über seiner Hauptschaltstelle aus, um
eine besonders rasche und sichere Ansteuerung seines Halbleiter
schalters zu erreichen. Dieses Signal kann in einfacher Weise
erfaßt, ausgewertet und zur Ansteuerung aufbereitet werden.
Dadurch vereinfacht sich der Aufbau des Schaltgerätes ganz
wesentlich und wird dessen Betriebssicherheit verbessert. Eine
zusätzliche Verbesserung der Betriebssicherheit des Schaltgerätes
wird durch eine im Nebenstrompfad in Reihe mit dem Halbleiter
schalter angeordnete Hilfsschaltstelle erreicht.
Da der Halbleiterschalter im allgemeinen mindestens einen
abschaltbaren MOS-gesteuerten Halbleiter, insbesondere einen
Halbleiter vom Typ MCT oder IGBT, aufweist, ist die Ansteuer
leistung für den Halbleiterschalter äußerst gering und um
Größenordnungen geringer als die Ansteuerleistung für Halblei
terschalter auf der Basis von GTO-Thyristoren. Daher kann eine
den Halbleiterschalter ansteuernde Vorrichtung äußerst kosten
günstig hergestellt und praktisch wartungsfrei betrieben werden.
Ein weiterer Vorteil des Schaltgerätes nach der Erfindung ist
darin zu sehen, daß nicht nur die Hauptschaltstelle S₁ sondern
auch die Auslöseelemente M und T einfach und kostengünstig
ausgelegt werden können, da ein Kurzschlußstrom praktisch schon
während des Entstehens abgeschaltet wird.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung und die damit
erzielbaren weiteren Vorteile werden nachfolgend anhand von
Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigt:
Fig. 1 ein Prinzipschaltbild einer Ausführungsform des
Schaltgerätes nach der Erfindung,
Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Steuervorrichtung des
Schaltgerätes gemäß Fig. 1,
Fig. 3 ein Diagramm, in dem die Schaltpositionen einer
Hilfsschaltstelle S₂, einer Hauptschaltstelle S₁, eines
Halbleiterschalters HL sowie die Spannung UB über der
Hauptschaltstelle und der Strom I, welcher sich aus dem
Strom I₁ durch die Hauptschaltstelle und dem Strom I₂
in einem den Halbleiterschalter enthaltendem Nebenweg
zusammensetzt, des Schaltgerätes gemäß Fig. 1 in
Abhängigkeit von der Zeit t angegeben sind, und die
Fig. 4 bis 8 Prinzipschaltbilder weiterer Ausführungsformen
des Schaltgerätes nach der Erfindung.
In allen Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleichwirkende
Teile. Das in Fig. 1 dargestellte Schaltgerät enthält einen
zwischen zwei Stromanschlüssen 1, 2 angeordneten Niederspannungs
schalter 3. Der Niederspannungsschalter 3 enthält in Reihe
zwischen die Stromanschlüsse 1, 2 geschaltet ein vorzugsweise als
Bimetall ausgebildetes thermisches Auslöseelement T und ein vor
zugsweise als Spule ausgebildetes elektromagnetisches Auslöseele
ment M sowie eine Nennstromkontakte aufweisende Hauptschaltstelle
S₁, welche über einen vorzugsweise als Schaltschloß ausgebilde
ten und von den Auslöseelementen M, T aktivierbaren Auslösemecha
nismus A betätigbar ist. Die Hauptschaltstelle kann mindestens
zwei zueinander parallel oder in Serie geschaltete Paare von
Schaltkontakten aufweisen. Sind die Schaltkontakte parallel ge
schaltet, so werden der Kontaktwiderstand der Hauptschaltstelle
und damit die Nennstromverluste reduziert. Sind die
Schaltkontakte in Reihe geschaltet, so wird beim Ausschalten die
Kommutationsspannung erhöht und damit die Lichtbogenlöschung
verbessert.
Parallel zur Hauptschaltstelle S₁ ist ein Nebenstrompfad
geschaltet. Dieser Nebenstrompfad enthält zueinander parallel
geschaltet einen steuerbarer Halbleiterschalter HL sowie ein
Entlastungselement E. Der Halbleiterschalter weist mindestens
einen abschaltbaren MOS-gesteuerten, uni- oder bidirektional
leitenden Halbleiter, insbesondere einen Halbleiter vom Typ MCT
oder IGBT, auf. In Reihe geschaltet mit der Parallelschaltung von
Halbleiterschalter HL und Entlastungselement E ist ferner eine
Hilfsschaltstelle S₂ vorgesehen, welche mittels eines
Auslösemechanismus Z beim Ausschalten zeitverzögert nach dem
Öffnen des Halbleiterschalters HL geöffnet werden kann.
Parallel zur Hauptschaltstelle S₁ ist ferner eine Steuervorrich
tung ST des Halbleiterschalters HL geschaltet. Diese Steuervor
richtung bildet in Abhängigkeit von der zeitlichen Änderung der
Bogenspannung eines beim Ausschalten von der Hauptschaltstelle S₁
geführten Schaltlichtbogens Steuersignale für eine Steuerelektro
de mindestens eines im Halbleiterschalter HL vorgesehenen Halb
leiters vom Typ IGBT. Gemäß Fig. 2 weist die Steuervorrichtung
eine die Höhe UB bzw. einen den Anstieg dUB/dt der Lichtbogen
spannung erfassenden Komparator K₂ bzw. K₁ auf sowie eine den
Komparatoren nachgeschaltete und zumindest ein UND-Glied
aufweisende Auswertevorrichtung AW. SE bezeichnet einen parallel
zur Hauptschaltstelle S₁ liegenden Spannungs- und/oder Strom
sensor. Ein der Spannung UB über der Hauptschaltstelle S₁
proportionales Ausgangssignal des Sensors SE wird einem
Integrator IR zugeführt, in dem die zeitliche Änderung dUB/dt des
Spannungssignals UB erfaßt wird. Der Integrator IR gibt ein dem
Flankenanstieg oder dem Flankenabfall der Spannung UB
proportionales Signal an den Komparator K₁ weiter.
Die Wirkungsweise dieses Schaltgerätes wird nun anhand des
Diagramms gemäß Fig. 3 erläutert:
Unter Nennbedingungen sind die Hauptschaltstelle S₁ und die Hilfsschaltstelle S₂ geschlossen. Der Spannungsabfall über der Hauptschaltstelle S₁ beträgt höchstens einige Zehntel mV. Der Halbleiterschalter HL befindet sich im Sperrzustand.
Unter Nennbedingungen sind die Hauptschaltstelle S₁ und die Hilfsschaltstelle S₂ geschlossen. Der Spannungsabfall über der Hauptschaltstelle S₁ beträgt höchstens einige Zehntel mV. Der Halbleiterschalter HL befindet sich im Sperrzustand.
Zum Zeitpunkt t₀ tritt in dem durch den Niederspannungsschalter 3
geführten Stromkreis ein aus Fig. 3 ersichtlicher Überstrom I auf.
Je nach Art des Überstroms spricht das thermische Auslöseelement
T (Überlast) oder das elektromagnetische Auslöseelement M
(Kurzschluß) an.
Zum Zeitpunkt t₁ bewirkt der Auslösemechanismus A ein Öffnen der
Hauptschaltstelle S₁ und es wird ein zwischen den sich öffnenden
Schaltkontakten dieser Schaltstelle brennender Schaltlichtbogen
gezogen. Dieser Schaltlichtbogen bildet im Stromkreis einen
Spannungsabfall von ca. 20 V. Daher steigt ab dem Zeitpunkt t₁
die Spannung UB über der Hauptschaltstelle S₁ sprunghaft an. Der
Integrator IR liefert an den Komparator K₁ ein den sprunghaften
Flankenanstieg erkennendes Signal, welches mit einem Schwellwert
signal SW₁ verglichen wird (Fig. 2). Überschreitet das vom
Integrator I gelieferte Signal das Schwellwertsignal SW₁, so gibt
der Komparator K₁ ein Signal an die Auswertevorrichtung AW ab.
Zur gleichen Zeit wird im Komparator K₂ ein die Amplitude der
Spannung UB wiedergebendes Signal mit einem Schwellwertsignal SW₂
verglichen. Überschreitet das die Amplitude von UB anzeigende
Signal das Schwellwertsignal SW₂, so gibt auch der Komparator K₂
ein Signal ab. Das in der Auswertevorrichtung AW vorgesehene UND-Glied
erkennt, daß sowohl der Schwellwert SW₁ für die Spannungs
steilheit als auch SW₂ für die Amplitude der Spannung UB über der
Hauptschaltstelle S₁ überschritten sind und bildet nun ein auf
die Steuerelektrode des Halbleiterschalters HL wirkendes
Steuersignal.
Dieses Steuersignal bewirkt, daß der Halbleiterschalter HL zum
Zeitpunkt t₂ leitend wird. Die Zeitdifferenz t₂-t₁ ist äußerst
gering, da die Schaltungselemente der Steuervorrichtung ST alle
sehr schnell sind, und da der vorzugsweise ein IGBT oder ein
ähnlich wirkendes Halbleiterbauelement aufweisende Halbleiter
schalter nur wenig Energie aufnimmt. Eine typische Zeitdifferenz
liegt im Bereich von µs. Unter der treibenden Wirkung des Schalt
lichtbogens beginnt der Strom I nun in den den Halbleiterschalter
HL und die Hilfsschaltstelle S₂ enthaltenden Nebenstrompfad zu
kommutieren. In Fig. 3 bezeichnet I₁ den Teil des Stroms I der
noch über den Schaltlichtbogen geführt ist und I₂ denjenigen
Teil, welcher bereits in den Nebenstrompfad kommutiert ist.
Zum Zeitpunkt t₃ ist die Kommutation des Stroms von der Haupt
schaltstelle S₁ zum Halbleiterschalter HL abgeschlossen (I₁=0;
I₂=I). Der gesamte Strom I fließt nun durch den Halbleiterschal
ter HL. Der Schaltlichtbogen erlischt schlagartig. Der Spannungs
abfall über den Halbleiterschalter HL wird auf den Eigenspan
nungsabfall von einigen wenigen Volt reduziert. Die Auswertevor
richtung AW erkennt dies aus der großen Steilheit und der
kleinen Amplitude der Spannung UB und bildet ein auf die
Steuerelektrode des Halbleiterschalter HL wirkendes Steuersignal.
Zum Zeitpunkt t₄ bewirkt dieses Steuersignal, daß der Halblei
terschalter HL wieder sperrt und den Strom I₂ unterbricht. Die
Spannung UB über der Hauptschaltstelle S₁ stellt sich dann
entsprechend dem Momentanwert der Netzspannung ein. Der Zeitpunkt
t₄ kann über den Abschluß der Stromkommutation hinaus gegebenen
falls noch zusätzlich verschoben werden, um ganz sicher zu gehen,
daß auch eine ausreichende Isolationsfestigkeit über der Haupt
schaltstelle S₁ erreicht ist. Ab dem Zeitpunkt t₄ dissipiert das
parallel zum Halbleiterschalter HL geschaltete Entlastungselement
E induktiv gespeicherte Energie.
Wie aus den Fig. 4 bis 8 ersichtlich ist, kann das
Entlastungselement E Bauelemente enthalten, welche den Folgestrom
begrenzen. Gemäß Fig. 4 kann dies ein ohmscher Widerstand sein.
Der Widerstand kann in besonders kostengünstiger Weise aus einer
metallischen Widerstandslegierung bestehen. Die Baugröße kann
hierbei in einfacher Weise der zu erwartenden Belastung über den
spezifischen Widerstand des Materials und die geometrischen
Abmessungen angepaßt werden. Als Bauelement kann insbesondere
auch ein PTC-Widerstand vorgesehen sein (Fig. 5). Ein solcher
Widerstand bewirkt gegenüber einem ohmschen Widerstand eine
verbesserte Strombegrenzung. Ein besonders geeigneter PTC-Wider
stand kann aus einem ferromagnetischen Draht, beispielsweise
aus einer Fe, Co und/oder Ni enthaltenden Legierung, wie etwa den
ferritischen Legierungen Co-8Fe oder Co-25Fe, gebildet sein.
Es ist besonders vorteilhaft, im Entlastungselement E einen
Varistor (Fig. 6) und/oder einen gegebenenfalls parallel zum
Varistor geschalteten Kondensator vorzusehen (Fig. 7, 8), da
dann zusätzlich auch unerwünschte Spannungsspitzen über dem
Schaltgerät begrenzt werden.
Zum Zeitpunkt t₅ nachdem der Folgestrom durch das Entlastungsele
ment E wesentlich begrenzt ist, wird die Hilfsschaltstelle S₂
praktisch stromfrei über den vom Auslösemechanismus A verzögert
angesteuerten Hilfsauslösemechanismus Z geöffnet. Ein
Abschaltvorgang dauert typischerweise einige, beispielsweise 5
Millisekunden.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 sind das vom auszuschalten
den Strom thermisch betätigte Auslöseelement T, das vom auszu
schaltenden Strom elektromagnetisch betätigte Auslöseelement M
und die Hauptschaltstelle S₁ parallel zum Nebenstrompfad
geschaltet. Eine gegenüber dieser Ausführungsform verringerte
Kommutierungsinduktivität und damit auch eine schnellere
Kommution des Stroms von der Hauptschaltstelle S₁ in den
Nebenstrompfad wird erreicht, wenn gemäß der Ausführungsform
nach Fig. 4 eine Reihenschaltung von Hauptschaltstelle S₁ und
einer Parallelschaltung von thermischem und elektromagnetischem
Auslöseelement T, M parallel zum Nebenstrompfad geschaltet sind,
wenn gemäß der Ausführungsform nach Fig. 6 eine Reihenschaltung
von thermischem T und elektromagnetischem Auslöseelement M in
Reihe zur Parallelschaltung von Hauptschaltstelle S₁ und Neben
strompfad geschaltet ist oder wenn gemäß der Ausführungsform
nach Fig. 7 der Nebenstrompfad parallel geschaltet ist zu einer
Reihenschaltung von Hauptschaltstelle S₁ und thermischem Auslöse
element T und hierbei das elektromagnetische Auslöseelement M in
Reihe zu dieser Parallelschaltung angeordnet ist. Bei der Ausfüh
rungsform nach Fig. 7 wird das thermisches Auslöseelement T
zusätzlich vor Kurzschlußstrombelastung geschützt. Ein
Kommutationskreis mit einer besonders kleinen Induktivität wird
bei den Ausführungsformen nach den Fig. 4 und 6 erreicht.
Bei der Ausführungsform des Schaltgerätes nach Fig. 8 ist der
Nebenstrompfad parallel geschaltet ist zu einer Reihenschaltung
von Hauptschaltstelle S₁ und elektromagnetischem Auslöseelement M
und ist das thermische Auslöseelement T in Reihe zu dieser
Parallelschaltung angeordnet. Bei dieser Ausführungsform ist das
elektromagnetische Auslöseelement M vor Kurzschlußstrombelastung
weitgehend geschützt.
Bei der Ausführungsform des Schaltgerätes gemäß Fig. 5 ist im
Nebenstrompfad in Reihe zur Hilfsschaltstelle S₂ ein thermisches
Hilfsauslöseelement Tz angeordnet. Dieses Hilfsauslöseelement Tz
schließt die Hilfsschaltstelle S₂ im kalten Zustand. Tz ist so
dimensioniert, das die Hilfsschaltstelle S₂ nach einem vorbe
stimmten Strom-Zeit-Integralwert des durch S₂ geführten Stromes
öffnet. Dieser Wert wird bei einem nichtsperrenden Entlastungs
element E (z. B. ohmscher Widerstand, PTC-Widerstand oder Konden
sator) so festgelegt, daß die zu schaltende Stromamplitude der
Hilfsschaltstelle S₂ möglichst gering ist. Durch den Hilfsaus
lösemechanismus Z wird das thermische Hilfsauslöseelement Tz
verriegelt. Ein Aktivieren des Hilfsauslöseelements Tz erfolgt
erst dann, wenn das Schaltgerät eingeschaltet wird.
Das Hilfsauslöseelement Tz kann kostengünstig aus einem Bimetall
bestehen und kann als beweglicher Kontakt in die Hilfsschaltstel
le S₂ integriert sein. Mit Vorteil kann dann der bewegliche Kon
takt als eine eine Mindesttrennstrecke garantierende Schnappfeder
ausgebildet sein.
Bei Verwendung eines sperrenden Varistors im Entlastungselement E
(Fig. 6) wird die Hilfsschaltstelle S₂ ausschließlich vom Hilfs
auslösemechanismus Z betätigt.
Bezugszeichenliste
1, 2 Stromanschlüsse
3 Niederspannungsschalter
A Auslösemechanismus
AW Auswertevorrichtung
E Entlastungselement
HL Halbleiterschalter
I, I₁, I₂ Ströme
IR Integrator
K₁, K₂ Komparatoren
M elektromagnetisches Auslöseelement
S₁ Hauptschaltstelle
S₂ Hilfsschaltstelle
SE Sensor
ST Steuervorrichtung
SW₁, SW₂ Schwellwertsignale
T thermisches Auslöseelement
Tz Hilfsauslöseelement
UB Spannung über der Hauptschaltstelle S₁
Z Hilfsauslösemechanismus
3 Niederspannungsschalter
A Auslösemechanismus
AW Auswertevorrichtung
E Entlastungselement
HL Halbleiterschalter
I, I₁, I₂ Ströme
IR Integrator
K₁, K₂ Komparatoren
M elektromagnetisches Auslöseelement
S₁ Hauptschaltstelle
S₂ Hilfsschaltstelle
SE Sensor
ST Steuervorrichtung
SW₁, SW₂ Schwellwertsignale
T thermisches Auslöseelement
Tz Hilfsauslöseelement
UB Spannung über der Hauptschaltstelle S₁
Z Hilfsauslösemechanismus
Claims (16)
1. Schaltgerät mit einem in einem Hauptstrompfad angeordneten
Niederspannungsschalter (3), welcher in Reihe liegend
mindestens ein den abzuschaltenden Strom abtastendes
Auslöseelement (M, T) und eine Nennstromkontakte aufweisende
Hauptschaltstelle (S₁) enthält, und mit einem parallel zur
Hauptschaltstelle (S₁) geschalteten Nebenstrompfad, in dem
zueinander parallel geschaltet ein steuerbarer Halbleiter
schalter (HL) und ein Entlastungselement (E) angeordnet
sind, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur Hauptschalt
stelle (S₁) eine Steuervorrichtung (ST) des Halbleiterschal
ters (HL) geschaltet ist, und daß der Nebenstrompfad in
Reihe geschaltet mit der Parallelschaltung von steuerbarem
Halbleiterschalter (HL) und Entlastungselement (E) eine
Hilfsschaltstelle (S₂) aufweist, welche beim Ausschalten
zeitverzögert nach dem Öffnen des Halbleiterschalters (HL)
öffnet.
2. Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Steuervorrichtung (ST) in Abhängigkeit von der
zeitlichen Änderung der Bogenspannung eines beim Ausschalten
von der Hauptschaltstelle (S₁) geführten Schaltlichtbogens
Steuersignale bildet.
3. Schaltgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Steuervorrichtung (ST) eine die Höhe und den Anstieg der
Lichtbogenspannung detektierende Erfassungsvorrichtung (IR,
K₁, K₂) und eine der Erfassungsvorrichtung nachgeschaltete
Auswertevorrichtung (AW) aufweist.
4. Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der Halbleiterschalter (HL) mindestens
einen abschaltbaren MOS-gesteuerten, uni- oder birektional
leitenden Halbleiter, insbesondere einen Halbleiter vom Typ
MCT oder IGBT, aufweist.
5. Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Hauptschaltstelle (S₁) mindestens
zwei zueinander parallel oder in Serie geschaltete Paare von
Schaltkontakten aufweist.
6. Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß das Entlastungselement (E) einen PTC-Wider
stand enthält.
7. Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß das Entlastungselement (E) einen
Varistor und/oder einen gegebenenfalls parallel zum Varistor
geschalteten Kondensator enthält.
8. Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß ein vom auszuschaltenden Strom
thermisch betätigtes Auslöseelement (T) und ein vom
auszuschaltenden Strom elektromagnetisch betätigtes
Auslöseelement (M) vorgesehen sind.
9. Schaltgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Reihenschaltung von thermischem (T) und elektromagneti
schem Auslöseelement (M) in Reihe zur Parallelschaltung von
Hauptschaltstelle (S₁) und Nebenstrompfad geschaltet ist
(Fig. 6).
10. Schaltgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Reihenschaltung des thermischen Auslöseelementes (T),
des elektromagnetischen Auslöseelementes (M) und der
Hauptschaltstelle (S₁) parallel zum Nebenstrompfad
geschaltet ist (Fig. 1).
11. Schaltgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Reihenschaltung von Hauptschaltstelle (S₁) und einer
Parallelschaltung von thermischem (T) und elektromagneti
schem Auslöseelement (M) parallel zum Nebenstrompfad
geschaltet sind (Fig. 4).
12. Schaltgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
der Nebenstrompfad parallel geschaltet ist zu einer Reihen
schaltung von Hauptschaltstelle (S₁) und elektromagnetischem
Auslöseelement (M), und daß das thermische Auslöseelement
(T) in Reihe zu dieser Parallelschaltung angeordnet ist
(Fig. 8).
13. Schaltgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
der Nebenstrompfad parallel geschaltet ist zu einer Reihen
schaltung von Hauptschaltstelle (S₁) und thermischem
Auslöseelement (T), und daß das elektromagnetische
Auslöseelement (M) in Reihe zu dieser Parallelschaltung
angeordnet ist (Fig. 7).
14. Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß im Nebenstrompfad in Reihe zur
Hilfsschaltstelle (S₂) ein thermisches Hilfsauslöseelement
(Tz) angeordnet ist (Fig. 5).
15. Schaltgerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß
das thermische Hilfsauslöseelement (Tz) als beweglicher
Kontakt der Hilfsschaltstelle (S₂) ausgebildet ist.
16. Schaltgerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß
der bewegliche Kontakt als Schnappfeder ausgebildet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996119437 DE19619437C2 (de) | 1996-05-14 | 1996-05-14 | Schaltgerät |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996119437 DE19619437C2 (de) | 1996-05-14 | 1996-05-14 | Schaltgerät |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19619437A1 true DE19619437A1 (de) | 1997-11-20 |
DE19619437C2 DE19619437C2 (de) | 2003-01-16 |
Family
ID=7794298
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1996119437 Expired - Lifetime DE19619437C2 (de) | 1996-05-14 | 1996-05-14 | Schaltgerät |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19619437C2 (de) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1014403A1 (de) * | 1998-12-21 | 2000-06-28 | Asea Brown Boveri AG | Strombegrenzender Schalter |
EP1022755A1 (de) * | 1998-12-21 | 2000-07-26 | ABB Hochspannungstechnik AG | Strombegrenzender Schalter |
DE102008013448A1 (de) * | 2007-10-30 | 2009-05-07 | Dehn + Söhne Gmbh + Co. Kg | Überspannungsableiter mit einem Gehäuse und mindestens einem Ableitelement, insbesondere einem Varistor |
CN102996928A (zh) * | 2011-09-15 | 2013-03-27 | 株式会社久保田 | 排水管接头及排水管接头组件 |
DE102011055425A1 (de) * | 2011-11-16 | 2013-05-16 | Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg | Verfahren und Schaltungsanordnung zum Trennen einer elektrischen Verbindung zwischen zwei Anschlusspunkten |
WO2015192924A1 (de) * | 2014-06-18 | 2015-12-23 | Ellenberger & Poensgen Gmbh | Trennschalter zur gleichstromunterbrechung |
CN106716583A (zh) * | 2014-09-26 | 2017-05-24 | 三菱电机株式会社 | 直流切断器 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005040432A1 (de) * | 2005-08-25 | 2007-03-01 | Rwth Aachen | Strombegrenzender Schalter |
DE102013111954B4 (de) * | 2013-10-30 | 2020-07-02 | Eaton Intelligent Power Limited | Aufsteckbares Modul für ein Schütz sowie ein Schütz mit einem derartigen Modul |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3622100A1 (de) * | 1985-07-11 | 1987-01-15 | Gen Electric | Stromschalter |
DE3622098A1 (de) * | 1985-07-11 | 1987-01-15 | Gen Electric | Lichtbogenloser stromschalter |
DE4136240A1 (de) * | 1991-11-02 | 1993-05-06 | Efn-Entwicklungsgesellschaft Fuer Nachrichtentechnik Mbh, O-1136 Berlin, De | Ueberstromschutzanordnung |
DE4142716A1 (de) * | 1991-12-21 | 1993-06-24 | Microtherm Gmbh | Thermoschalter |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2618270B1 (fr) * | 1987-07-17 | 1993-05-14 | Telemecanique Electrique | Circuit et appareillage pour l'alimentation protegee d'une charge a l'aide d'interrupteurs statiques et electromecaniques. |
FR2717949B1 (fr) * | 1994-03-23 | 1996-05-10 | Merlin Gerin | Interrupteur hybride. |
-
1996
- 1996-05-14 DE DE1996119437 patent/DE19619437C2/de not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3622100A1 (de) * | 1985-07-11 | 1987-01-15 | Gen Electric | Stromschalter |
DE3622098A1 (de) * | 1985-07-11 | 1987-01-15 | Gen Electric | Lichtbogenloser stromschalter |
DE4136240A1 (de) * | 1991-11-02 | 1993-05-06 | Efn-Entwicklungsgesellschaft Fuer Nachrichtentechnik Mbh, O-1136 Berlin, De | Ueberstromschutzanordnung |
DE4142716A1 (de) * | 1991-12-21 | 1993-06-24 | Microtherm Gmbh | Thermoschalter |
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1022755A1 (de) * | 1998-12-21 | 2000-07-26 | ABB Hochspannungstechnik AG | Strombegrenzender Schalter |
EP1014403A1 (de) * | 1998-12-21 | 2000-06-28 | Asea Brown Boveri AG | Strombegrenzender Schalter |
DE102008013448B4 (de) * | 2007-10-30 | 2018-10-11 | Dehn + Söhne Gmbh + Co. Kg | Überspannungsableiter mit einem Gehäuse und mindestens einem Varistor als Ableitelement |
DE102008013448A1 (de) * | 2007-10-30 | 2009-05-07 | Dehn + Söhne Gmbh + Co. Kg | Überspannungsableiter mit einem Gehäuse und mindestens einem Ableitelement, insbesondere einem Varistor |
CN102996928A (zh) * | 2011-09-15 | 2013-03-27 | 株式会社久保田 | 排水管接头及排水管接头组件 |
DE102011055425A1 (de) * | 2011-11-16 | 2013-05-16 | Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg | Verfahren und Schaltungsanordnung zum Trennen einer elektrischen Verbindung zwischen zwei Anschlusspunkten |
WO2015192924A1 (de) * | 2014-06-18 | 2015-12-23 | Ellenberger & Poensgen Gmbh | Trennschalter zur gleichstromunterbrechung |
US20170098931A1 (en) * | 2014-06-18 | 2017-04-06 | Ellenberger & Poensgen Gmbh | Disconnect switch for direct current interruption |
CN106663557A (zh) * | 2014-06-18 | 2017-05-10 | 埃伦贝格尔及珀恩斯根有限公司 | 用于中断直流电流的分离开关 |
US10931093B2 (en) | 2014-06-18 | 2021-02-23 | Ellenberger & Poensgen Gmbh | Disconnect switch for interupption dc circuit between DC power source and load |
EP3855465A1 (de) * | 2014-06-18 | 2021-07-28 | Ellenberger & Poensgen GmbH | Trennschalter zur gleichstromunterbrechung |
CN106716583A (zh) * | 2014-09-26 | 2017-05-24 | 三菱电机株式会社 | 直流切断器 |
CN106716583B (zh) * | 2014-09-26 | 2019-11-22 | 三菱电机株式会社 | 直流切断器 |
US10910817B2 (en) | 2014-09-26 | 2021-02-02 | Mitsubishi Electric Corporation | DC circuit breaker |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE19619437C2 (de) | 2003-01-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69630608T2 (de) | Überstromschutz für elektrische schaltungen | |
DE60303773T2 (de) | Hybrid-Leistungsschalter | |
DE69124740T2 (de) | Monolithisches stromgesteuertes unterbrechungssystem | |
EP3259771B1 (de) | Schutzschalter und verfahren zu dessen betrieb | |
DE4317965A1 (de) | Hybrider Leistungsschalter | |
DE19619437C2 (de) | Schaltgerät | |
EP0450104A1 (de) | Schnellschalter | |
EP1304786A1 (de) | Spannungsbegrenzer | |
EP0750788B1 (de) | Schalter zur strombegrenzung | |
DE2930960C2 (de) | ||
DE4110335C2 (de) | Einrichtung zum Kurzschlußschutz | |
WO1993011608A1 (de) | Leistungsschalter | |
EP1149452A1 (de) | Strombegrenzer mit elektrischen ventilen zum begrenzen des kurzschlussstromes in einem elektrischen leistungsstromkreis | |
DE2032633A1 (de) | Überlastungsschutzschaltung | |
EP0453776B1 (de) | Schalteinrichtung mit einem Lastschalter oder Lasttrennschalter und einer Sicherung | |
DE3008868A1 (de) | Ueberspannungsschutz fuer schaltkontakte | |
DE2444836B2 (de) | Schutzschalter | |
EP1290769A1 (de) | Überstromschutzschaltung | |
EP1203388B1 (de) | Ausschaltverzögerungsschaltung für ein elektromechanisches schaltgerät | |
DE1538416B2 (de) | Auslöseeinrichtung für Schnellschaltgeräte | |
DE19801708C1 (de) | Kurzschlußstrombegrenzer für die Begrenzung von Fehlerströmen in einem elektrischen Energienetz | |
DE69723640T2 (de) | Elektrisches Verteilungsanschlusselement mit hybridem Begrenzerblock | |
EP0019904B1 (de) | Überstromschutzrelais | |
DE9114784U1 (de) | Überspannungsschutzmittel | |
EP1022753B1 (de) | Kontaktanordnung für einen strombegrenzenden Schalter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: ZIMMERMANN & PARTNER, 80331 MUENCHEN |
|
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: ABB SCHWEIZ AG, BADEN, CH |
|
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
R071 | Expiry of right |