DE19738699A1 - Schaltungsanordnung zur Betätigung eines Auslösemagneten eines Leistungsschalters - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Betätigung eines Auslösemagneten eines Leistungsschalters mit einer durch einen Stromwandler gespeisten Gleichrichter­ schaltung, einer durch die Gleichrichterschaltung aufzu­ ladenden Kapazität und einem in Reihe mit einer Wicklung des Elektromagneten geschalteten steuerbaren Schalter zur Entladung der Kapazität über die Wicklung des Auslöse­ magneten.

Eine Schaltungsanordnung mit diesen Merkmalen ist durch die US 4 208 693 A bekanntgeworden. Die zur Auslösung des Leistungsschalters mittels des Auslösemagneten benötigten Energie wird in der Kapazität zwischengespeichert. Hierdurch wird erreicht, daß die Auslösung bei vollständig aufgeladener Kapazität außerordentlich schnell erfolgen kann. Insbesondere ist es auch möglich, eine sichere Auslösung bei niedrigem Sekundärstrom der Stromwandler vorzunehmen. Bei hohen überströmen oder Kurzschlüssen würde sich andererseits die geringste Auslöseverzögerung dann ergeben, wenn der Auslösemagnet direkt durch den Stromwandler gespeist werden könnte, ohne zuvor einen Kondensator aufzuladen. Deshalb wurde bereits nach der US 5 369 542 A der Weg beschritten, eine Schaltungsanordnung zur Speisung eines Auslösemagneten ohne Kondensator zu betreiben und hierzu einen Auslösemagnet mit zwei getrennten Wicklungen vorzusehen. Von diesen weist die eine Wicklung verhältnismäßig wenige Windungen mit einem größeren Querschnitt auf, während die andere Wicklung verhältnismäßig viele Windungen mit einem geringeren Querschnitt besitzt. In Abhängigkeit von dem augenblicklichen Sekundärstrom der Stromwandler wird die eine oder die andere Wicklung zur Auslösung benutzt. Ein solcher Auslösemagnet ist jedoch kein Standard-Bauelement und kann daher nicht unbeträchtliche Mehrkosten verursachen. Auch ist der Platzbedarf im Leistungsschalter größer.

Der Erfindung liegt hiervon ausgehend die Aufgabe zugrunde, bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art, die eine Kapazität zur Speicherung der Energie für die Auslösung enthält, eine möglichst unverzögerte Auslösung bei hohen Überströmen zu gewährleisten.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in Reihe mit der Kapazität ein Ladewiderstand geschaltet ist, dessen Widerstandswert wesentlich höher als der Widerstands­ wert der Wicklung des Auslösemagneten ist und daß parallel zu dem Ladewiderstand eine Diode geschaltet ist, deren Durchlaß­ richtung mit der Richtung des Entladestromes der Kapazität übereinstimmt.

Durch den Ladewiderstand wird erreicht, daß bei hohen Überströmen der Sekundärstrom der Stromwandler nahezu unverzögert zur Speisung des Auslösemagneten zur Verfügung steht. Eine durch den Ladewiderstand bewirkte langsamere Aufladung der Kapazität im Bereich niedrigerer Ströme ist unbedenklich, da in diesem Betriebszustand aufgrund der Auslösekennlinie ausreichend Zeit für die Aufladung zur Verfügung steht. Durch die parallel zu dem Ladewiderstand geschaltete Diode ist dafür gesorgt, daß eine direkte Entladung der Kapazität über die Wicklung des Auslösemagneten erfolgen kann.

Die Erfindung wird im folgenden anhand des in der Figur darstellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Die gezeigte Schaltungsanordnung gehört zum Auslösesystem eines Niederspannungs-Leistungsschalters, von dem lediglich schematisch eine Hauptstrombahn 1 mit einem Schaltkontakt 2 gezeigt ist. Der Hauptstrombahn 1 ist ein Stromwandler 3 zugeordnet, mit dessen Sekundärwicklung 4 eine Gleich­ richterschaltung 5 verbunden ist. Durch einen Schalt­ transistor 6 und einen Widerstand ist eine Regelschaltung für nachfolgende Verbraucher angedeutet. Ein Auslösemagnet 10 mit einer Wicklung 11 dient in bekannter Weise zur Betätigung einer nicht gezeigten Schaltmechanik zu dem Zweck, den Schaltkontakt 2 aus seiner geschlossenen in die gezeigte geöffnete Stellung zu überführen. Hierzu ist in Reihe mit der Wicklung 11 ein steuerbarer elektronischer Schalter 12 geschaltet, der mittels einer beispielsweise durch einen Mikroprozessor gesteuerten Auslöseschaltung 13 betätigbar ist.

Zur Bereitstellung einer zum Betätigen des Auslösemagneten 10 ausreichenden Energie ist eine Kapazität 14 vorgesehen, die aus einem oder mehreren Kondensatoren bestehen kann. In Reihe mit der Kapazität 14 ist ein Ladewiderstand 15 und eine Diode 16 geschaltet. Wesentlich für die gezeigte Schaltungsanord­ nung ist die Bemessung des Ladewiderstandes 15 derart, daß sein Widerstandswert wesentlich höher als der Widerstandswert der Wicklung 11 des Auslösemagneten 10 ist. Diese Bemessung hat zur Folge, daß bei einem hohen Angebot an Leistung aus dem Stromwandler 3, d. h. wenn in der Hauptstrombahn 1 ein Kurzschlußstrom fließt, die Wicklung 11 praktisch direkt über die Diode 16 gespeist wird und in die Kapazität 14 über den Ladewiderstand 15 nur ein ganz geringer Teil der Energie fließt. Auf diese Weise wird eine nahezu unverzögerte Auslösung des Leistungsschalters erreicht.

Fließt dagegen über die Hauptstrombahn ein normaler Betriebsstrom oder ein geringer Überstrom, so wird die Kapazität 14 über die Diode 16 und den Ladewiderstand 15 aufgeladen. Hierfür steht ausreichend Zeit zur Verfügung, da im Überstrombereich grundsätzlich eine verzögerte Auslösung durchgeführt wird. Eine parallel zu dem Ladewiderstand 15 liegende weitere Diode 17 ermöglicht bei Schließen des Schalters 12 eine direkte Entladung der Kapazität 14 über die Wicklung 11 unter Umgehung des Ladewiderstandes 15.

Claims (1)

1. Schaltungsanordnung zur Betätigung eines Auslösemagneten (10) eines Leistungsschalters mit einer durch einen Stromwandler (3) gespeisten Gleichrichterschaltung (5), einer durch die Gleichrichterschaltung (5) aufzuladenden Kapazität (14) und einem in Reihe mit einer Wicklung (11) des Auslösemagneten (10) geschalteten steuerbaren Schalter (12) zur Entladung der Kapazität (14) über die Wicklung (11) des Auslösemagneten (10), dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit der Kapazität (14) ein Ladewiderstand (15) geschaltet ist, dessen Widerstandswert wesentlich höher als der Widerstandswert der Wicklung (11) des Auslösemagneten (10) bemessen ist und daß parallel zu dem Ladewiderstand (15) eine Diode (17) geschaltet ist, deren Durchlaßrichtung mit der Richtung des Entladestromes der Kapazität (14) übereinstimmt.