DE19825383B4 - Electronic trip device for a circuit breaker with a Rogowski current transformer - Google Patents

Electronic trip device for a circuit breaker with a Rogowski current transformer Download PDF

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Abstract

Elektronische Auslöseeinrichtung für einen Leistungsschalter (1) mit einem in einer Hauptstrombahn (2) des Leistungsschalters (1) angeordneten Stromerfassungsspule (10), wobei das Ausgangssignal der Stromerfassungsspule (10) nach Verarbeitung in einer Verstärkerschaltung (11) der Auslöseeinrichtung zur Auswertung anhand vorgegebener Parameter und zur Erzeugung eines Auslösesignales zwecks Unterbrechung der Hauptstrombahn (2) des Leistungsschalters (1) beim Überschreiten von Grenzwerten eines in der Hauptstrombahn (2) fließenden Stromes zugeführt wird, wobei durch einen Generator (18) eine Hilfsenergie mit einer erhöhten, wesentlich über der Frequenz des in der Hauptstrombahn (2) fließenden Stromes liegenden Frequenz bereitstellbar, ein Zuführungsmittel zur Einspeisung der Hilfsenergie in die Stromerfassungsspule (10) vorgesehen und durch ein Steuersignal ein Anzeigemittel (27) steuerbar ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
– der Stromerfassungsspule (10) eines Rogowski-Stromwandlers ist eine Kapazität (13) solcher Größe parallelgeschaltet, daß ein Schwingkreis (14) mit der genannten erhöhten Frequenz gebildet ist und
– dem Zuführungsmittel ist eine Auswertungsschaltung zur Erfassung der von dem Schwingkreis...
Electronic trip device for a circuit breaker (1) having a current detection coil (10) arranged in a main current path (2) of the circuit breaker (1), wherein the output signal of the current detection coil (10) after processing in an amplifier circuit (11) of the trip device for evaluation based on predetermined parameters and for generating a tripping signal for the purpose of interrupting the main current path (2) of the circuit breaker (1) when limit values of a current flowing in the main flow path (2) are exceeded, an auxiliary power having a higher, substantially higher frequency than that by a generator (18) provided by the current flowing in the main flow path (2) current, a supply means for supplying the auxiliary power into the current detection coil (10) and controllable by a control signal, a display means (27), characterized by the following features:
- The current detection coil (10) of a Rogowski current transformer is connected in parallel with a capacitance (13) of such magnitude that a resonant circuit (14) is formed with said increased frequency and
- The supply means is an evaluation circuit for detecting the of the resonant circuit ...

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft eine elektronische Auslöseeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to an electronic triggering device according to the preamble of claim 1.

Aus der gattungsgemäßen EP 0 162 185 B1 ist ein digitales Schutzrelais als elektronische Auslöseeinrichtung für einen Leistungsschalter bekannt, der eine zu einem Stromwandler gehörende Stromerfassungsspule aufweist, die an einer Hochspannungsleitung und damit in einer Hauptstrombahn des Leistungsschalters angeordnet ist. Das Ausgangssignal der Stromerfassungsspule wird anschließend mittels Filtern weiterverarbeitet und dann der Auslöseeinrichtung zur Auswertung zugeführt. Die Auswertung erfolgt anhand vorgegebener Parameter, wobei anhand des in der Hochspannungsleitung fließenden Stromes ein Auslösesignal für die Unterbrechung der Hochspannungsleitung erzeugt wird. Weiter ist ein Frequenzgenerator vorgesehen, dessen Frequenz über der Frequenz des in der Hochspannungsleitung fließenden Stroms liegt. Das Frequenzsignal wird in die Stromerfassungsspule eingespeist und entsprechend ausgewertet, wobei die dazu eingesetzte Auswertungsschaltung im Störungsfall ein entsprechendes Steuersignal abgibt, welches eine vorgesehene Anzeige steuert.From the generic EP 0 162 185 B1 For example, a digital protective relay is known as an electronic trip device for a circuit breaker having a current detection coil associated with a current transformer, which is arranged on a high voltage line and thus in a main current path of the circuit breaker. The output signal of the current detection coil is then further processed by means of filters and then fed to the triggering device for evaluation. The evaluation takes place on the basis of predefined parameters, a triggering signal for the interruption of the high-voltage line being generated on the basis of the current flowing in the high-voltage line. Furthermore, a frequency generator is provided, the frequency of which lies above the frequency of the current flowing in the high-voltage line. The frequency signal is fed into the current detection coil and evaluated accordingly, the evaluation circuit used for this purpose emits a corresponding control signal in case of failure, which controls a display provided.

Weiter zeigen die US 3,786,356 A und die DE 196 36 338 A1 elektronische Auslöseeinrichtungen mit einer Stromerfassungsspule, die zur Störungserkennung überwacht wird.Next show the US 3,786,356 A and the DE 196 36 338 A1 electronic trip devices with a current sense coil monitored for fault detection.

Ferner ist aus der EP 0 543 316 A1 eine Schaltung mit einer Spule bekannt, die dadurch überwacht wird, dass ein Kondensator vorgesehen ist, der zusammen mit der Spule einen Schwingkreis bildet.Furthermore, from the EP 0 543 316 A1 a circuit with a coil is known, which is monitored by the fact that a capacitor is provided which forms a resonant circuit together with the coil.

Schließlich ist z. B. in der DE 195 23 725 A1 eine Auslöseeinrichtung beschrieben. Der Rogowski-Stromwandler wird dabei durch eine z. B. der DE 195 05 812 C2 entsprechende Stromerfassungsspule in Verbindung mit einer integrierten Verstärkerschaltung gebildet.Finally, z. B. in the DE 195 23 725 A1 a triggering device described. The Rogowski current transformer is characterized by a z. B. the DE 195 05 812 C2 corresponding current detection coil formed in conjunction with an integrated amplifier circuit.

Gegenüber konventionellen Stromwandlern mit Eisenkern hat ein Rogowski-Stromwandler den Vorteil, daß eine lineare Umsetzung eines in der Hauptstrombahn fließenden Stromes in ein zur Auswertung in der Auslöseeinrichtung geeignetes Signal über einen sehr großen Bereich von Strömen möglich ist. Daher werden Systeme zur Stromerfassung mit Rogowski-Spulen vorzugsweise dort eingesetzt, wo eine präzise Auslösung sowohl bei geringen als auch bei sehr hohen Überströmen (niedriger Überlast- bzw. Kurzschlußbereich) gefordert wird und darüber hinaus die über den Leistungsschalter fließende Energie mit angemessener Genauigkeit erfaßt werden soll (Leistungsmessung).Compared to conventional Current transformers with iron core, a Rogowski current transformer has the advantage that one linear conversion of a current flowing in the main flow path in a signal suitable for evaluation in the triggering device via a very big Range of currents is possible. Therefore, systems for current detection with Rogowski coils are preferred Used where precise release both at low and at very high overcurrents (low overload or Short range) is required and beyond the above the circuit breaker flowing Energy should be detected with reasonable accuracy (power measurement).

In dem vorstehend beschriebenen Anwendungsgebiet von Auslöseeinrichtungen bzw. Leistungsschaltern kann darüber hinaus die Forderung nach einem erhöhten Maß von Zuverlässigkeit des Schutzes erhoben werden. Dies bedeutet, daß neben einer Überwachung der Auslöseeinrichtung auf ordnungsgemäße Wirksamkeit auch sichergestellt sein muß, daß Störungen bei der Stromerfassung und ggf. bei der Energie- bzw. Leistungsmessung sofort erkannt werden.In the field of application of tripping devices described above or circuit breakers can about it In addition, the demand for an increased level of reliability of protection. This means that in addition to a monitoring the triggering device for proper effectiveness must also be ensured that interferes with the current detection and possibly in the energy or power measurement be recognized immediately.

Offensichtlich würde es keine Schwierigkeit bereiten, durch eine Messung des ohmschen Widerstandes und/oder der Induktivität der Stromerfassungsspule und Vergleich der Meßwerte mit Sollwerten den Nachweis der Funktionsfähigkeit der Stromerfassungsspule zu erbringen. Zur Durchführung einer solchen Messung muß aber der Leistungsschalter außer Betrieb genommen werden. Damit hängt die Sicherheit des Schutzes einer elektrischen Anlage von einer mit nicht unerheblichem Aufwand verbundenen Maßnahme ab. Als zuverlässiger wird demgegenüber eine selbsttätige Überwachung angesehen, die in festgelegten Abständen oder bei sehr hohen Anforderungen ständig stattfindet.Obviously it would no difficulty, by measuring the ohmic resistance and / or the inductance the current detection coil and comparison of the measured values with setpoints the proof the functionality to provide the current detection coil. To carry out a but such measurement must the circuit breaker except Operation. That hangs the safety of the protection of an electrical system from one with not inconsiderable expense. In contrast, a reliable automatic monitoring viewed at fixed intervals or at very high requirements constantly takes place.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Überwachung einer Stromerfassungspule im laufenden Betrieb eines Leistungsschalters zu ermöglichen.Of the Invention is based on the object, a monitoring of a current detection coil during operation of a circuit breaker.

Die Erfindung löst die vorstehende Aufgabe durch folgende Merkmale: der Stromerfassungsspule ist eine Kapazität solcher Größe parallelgeschaltet, daß ein Schwingkreis mit der genannten erhöhten Frequenz gebildet ist und dem Zuführungsmittel ist eine Auswertungsschaltung zur Erfassung der von dem Schwingkreis aufgenommenen Energie und zur Abgabe eines entsprechenden Steuersignales zugeordnet.The Invention solves the above object is achieved by the following features: the current detection coil a capacity connected in such a size that a resonant circuit with the said increased frequency is formed and the supply means is an evaluation circuit for detecting the of the resonant circuit absorbed energy and to deliver a corresponding control signal assigned.

Durch diese Merkmale wird ermittelt, ob der aus der Stromerfassungsspule und der Kapazität gebildete Schwingkreis unter dem Einfluß der zugeführten Hilfsenergie zu Resonanzschwingungen angeregt werden kann. Ist dies der Fall, so steht fest, daß die Stromerfassungsspule keine Unterbrechung aufweist. Zweckmäßig wird dabei die Frequenz der von dem Generator bereitgestellten Hilfsenergie so gewählt, daß sie der Resonanzfrequenz des Schwingkreises bei ordnungsgemäßer Beschaffenheit der Stromerfassungsspule entspricht. Die erhöhte Energieaufnahme des Schwingkreises bei Resonanz ermöglicht eine sichere Erkennung dieses Zustandes. Die Auswertungsschaltung gibt dann ein dem fehlerlosen Zustand entsprechendes Steuersignal ab. Wird dagegen nach Zuführung der Hilfsenergie keine Resonanz erzeugt, d. h. wird keine erhöhte Energieaufnahme festgestellt, so bleibt das Steuersignal als Anzeichen für einen Fehler in der Stromerfassungsspule aus.By these features, it is determined whether the resonant circuit formed from the current detection coil and the capacitance can be excited under the influence of the supplied auxiliary power to resonant vibrations. If this is the case, then it is clear that the current detection coil has no interruption. Appropriately, the frequency of the auxiliary power provided by the generator is chosen so that it corresponds to the resonant frequency of the resonant circuit with proper condition of the current detection coil. The increased energy consumption of the resonant circuit at resonance enables a reliable detection of this condition. The evaluation circuit then outputs a control signal corresponding to the faultless state. If, on the other hand, no resonance is generated after supply of the auxiliary energy, ie if no increased energy absorption is detected, then the control signal remains as an indication of an error in the current detection pulse le out.

Durch eine Weiterbildung der vorstehend erläuterten Auslöseeinrichtung ist darüber hinaus zu erreichen, daß nicht nur ein Drahtbruch in der Stromerfassungsspule, sondern auch eine störende Veränderung der Eigenschaften durch Windungsschluß erkannt wird. Dies geschieht dadurch, daß die Frequenz der von dem Generator erzeugten Hilfsenergie veränderbar ist und daß die Auswertungsschaltung zusätzlich die jeweilige Frequenz erfaßt und ein entsprechendes weiteres Steuersignal erzeugt.By a development of the above-described triggering device is about it to achieve that not only a wire break in the current detection coil, but also a disturbing change the properties is recognized by Windungsschluß. this happens in that the Frequency of the auxiliary power generated by the generator changeable is and that the Evaluation circuit in addition the respective frequency detected and generates a corresponding further control signal.

Obwohl es möglich ist, die Veränderung der Frequenz der Hilfsenergie durch einen Benutzer nach individueller Anforderung vorzunehmen, erweist es sich nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung als vorteilhaft, wenn die Veränderung der Frequenz der von dem Generator abgegebenen Hilfsenergie durch eine Programmsteuerung selbsttätig erfolgt und die Auswertungsschaltung ein Steuersignal für die von dem Schwingkreis aufgenommene Hilfsenergie nur bei einer Überschreitung eines Grenzwertes abgibt. Dies erleichtert dem Benutzer die Erkennung eines Fehlers.Even though it possible is, the change the frequency of the auxiliary power by a user after individual To make a request, it turns out to be a further embodiment The invention is advantageous if the change in the frequency of the auxiliary power supplied to the generator by a program control automatic takes place and the evaluation circuit, a control signal for from The power absorbed by the resonant circuit only when exceeded of a limit value. This facilitates recognition for the user a mistake.

Wie eingangs dargelegt, ist ein Zuführungsmittel vorgesehen, um der Stromerfassungsspule eine hochfrequente Hilfsenergie zuzuführen. Dieses Zuführungsmittel kann im Rahmen der Erfindung als zusätzliche Wicklung ausgebildet sein, die auf einem Tragkörper der Stromerfassungsspule aufgebracht ist.As set forth above is a delivery means provided to the current detection coil a high-frequency auxiliary power supply. This delivery agent can be designed as an additional winding in the context of the invention be on a support the current detection coil is applied.

Ferner kann gleichfalls im Rahmen der Erfindung die Programmsteuerung des Generators und die Messung der von dem Schwingkreis aufgenommenen Hilfsenergie durch eine zu der Auslöseeinrichtung gehörende Mikroprozessoreinrichtung erfolgen.Further can also be in the context of the invention, the program control of Generator and the measurement of the recorded by the resonant circuit Auxiliary power by a belonging to the triggering device microprocessor device respectively.

Die Erfindung wird im folgenden anhand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.The Invention will be described below with reference to FIG embodiment explained in more detail.

Die Figur zeigt ein einpoliges Blockschaltbild eines Niederspannungs-Leistungsschalters mit einer elektronischen Auslösevorrichtung und einem Rogowski-Stromwandler.The FIG. 1 shows a single-pole block diagram of a low-voltage circuit breaker with an electronic trip device and a Rogowski current transformer.

Zu dem Leistungsschalter 1, der nur mit einer Umrißlinie angedeutet ist, gehört eine Hauptstrombahn 2, die in bekannter Weise eine Stromschiene 3 und eine Schaltkontaktanordnung 4 aufweist. Durch ein Schaltschloß 5 ist die Schaltkontaktanordnung 4 im geschlossenen Zustand verklink bar. Ein Auslösemagnet 6 dient zur Lösung der Verklinkung des Schaltschlosses 5, wenn durch eine zu der Auslöseeinrichtung des Leistungsschalters 1 gehörende Mikroprozessoreinrichtung 7 ein Schaltbefehl für einen im Stromkreis des Auslösemagneten 6 liegenden Lastschalter 8 abgegeben wird.To the circuit breaker 1 , which is indicated with an outline, belongs to a main stream 2 , which in a known manner a busbar 3 and a switch contact arrangement 4 having. Through a switch lock 5 is the switch contact arrangement 4 verklink bar in the closed state. A trigger magnet 6 serves to solve the latching of the switch lock 5 when through to the tripping device of the circuit breaker 1 associated microprocessor device 7 a switching command for one in the circuit of the trigger magnet 6 lying load switch 8th is delivered.

Eine Stromerfassungsspule 10, die als Toroidwicklung mit einem unmagnetischen Träger ausgebildet ist, und ein Integrationsverstärker 11 bilden gemeinsam einen Rogowski-Stromwandler. Ein Ausgangssignal dieses Stromwandlers wird über einen Normierverstärker 12, der zur Anpassung des Rogowski-Stromwandlers an den Bemessungsstrom des Leistungsschalters 1 vorgesehen ist, der Mikroprozesseinrichtung 7 zugeführt.A current detection coil 10 which is formed as a toroid winding with a non-magnetic carrier, and an integration amplifier 11 together form a Rogowski current transformer. An output signal of this current transformer is a normalizing amplifier 12 to adapt the Rogowski current transformer to the rated current of the circuit breaker 1 is provided, the micro-process device 7 fed.

Parallel zu der Stromerfassungsspule 10 ist ein Kondensator 13 mit solcher Kapazität geschaltet, daß ein gestrichelt angedeuteter Schwingkreis 14 mit einer Eigenfrequenz gebildet ist, die wesentlich höher als die Frequenz eines in der Hauptstrombahn 2 fließenden Stromes ist. Diese beträgt 50 oder 60 Hz, je nach dem Einsatzgebiet des Leistungsschalters 1. Die Eigenfrequenz des Schwingkreises 14 liegt dagegen im Bereich von Kilo- oder Megaherz. Daher stellt der Kondensator 13 einen sehr hohen Widerstand für das von der Stromerfassungsspule abgegebene Meßsignal dar.Parallel to the current detection coil 10 is a capacitor 13 connected with such capacity that a dashed line indicated resonant circuit 14 is formed with a natural frequency, which is much higher than the frequency of one in the main flow path 2 flowing stream is. This is 50 or 60 Hz, depending on the application of the circuit breaker 1 , The natural frequency of the resonant circuit 14 is on the other hand in the range of kilo or mega heart. Therefore, the capacitor represents 13 a very high resistance for the output from the current detection coil measurement signal.

Wie schon eingangs erläutert, dient der beschriebene Schwingkreis 14 dazu, die ordnungsgemäße Beschaffenheit der Stromerfassungsspule 10 zu prüfen. Hierzu ist auf einem Träger 15, der schematisch als strichpunktierte Linie dargestellt ist, zusätzlich zu der Wicklung der Stromerfassungsspule 10 eine Hilfswicklung 16 angeordnet. Die Hilfswicklung 16 ist über einen Meßwiderstand 17 mit einem Generator 18 zur Erzeugung einer hochfrequenten Hilfsenergie verbunden. In dem gezeigten Beispiel ist der Generator 18 so ausgebildet, daß seine Frequenz veränderbar ist, und zwar durch Zuführung einer Steuergleichspannung, die von einem Signalwandler 20 abgegeben wird, der seinerseits durch Impulse mit unterschiedlichem Tastverhältnis steuerbar ist, die von der Mikroprozessoreinrichtung 7 an einem hierfür vorgesehenen Port 21 abgegeben werden. Eine Unterroutine im Programmablauf der Mikroprozessoreinrichtung 7 sorgt dabei für die Erzeugung einer Folge der genannten Impulse, derart, daß der Generator 18 hochfrequente Hilfsenergie mit veränderlicher Frequenz erzeugt. Der Frequenzbereich der Hilfsenergie ist dabei entsprechend der Resonanzfrequenz des Schwingkreises in den möglichen Zuständen der Stromerfassungsspule 10 bemessen. Dabei kann zwischen einem Standardzustand, einem Ausfallzustand und einer Anzahl hiervon unterschiedlicher Fehlerzustände unterschieden werden. Der Standardzustand ist die einwandfreie Stromerfassungsspule mit enger Toleranz ihres ohmschen Widerstandes und ihrer Induktivität. Den hiervon am stärksten verschiedenen Zustand stellt der Ausfallzustand bei Drahtbruch der Stromerfassungsspule dar, da hierbei keine definierten Werte für den ohmschen Widerstand und die Induktivität feststellbar sind und somit kein wirksamer Schwingkreis vorhanden ist. Die übrigen Fehlerzustände treten auf, wenn ein Windungsschluß in der Stromerfassungsspule aufgetreten ist. Hierbei sind gegenüber dem Standardzustand der ohmsche Widerstand und die Induktivität verändert. Damit ändern sich auch die Resonanzfrequenz und die Energieaufnahme des Schwingkreises 14.As already explained at the beginning, the resonant circuit described serves 14 in addition, the proper condition of the current detection coil 10 to consider. This is on a carrier 15 shown schematically in phantom in addition to the winding of the current detection coil 10 an auxiliary winding 16 arranged. The auxiliary winding 16 is via a measuring resistor 17 with a generator 18 connected to generate a high-frequency auxiliary power. In the example shown, the generator 18 is formed so that its frequency is variable, by supplying a DC control voltage from a signal converter 20 is discharged, which in turn is controlled by pulses with different duty cycle, by the microprocessor device 7 at a designated port 21 be delivered. A subroutine in the program flow of the microprocessor device 7 it ensures the generation of a sequence of said pulses, such that the generator 18 high-frequency power supply with variable frequency generated. The frequency range of the auxiliary power is in accordance with the resonant frequency of the resonant circuit in the possible states of the current detection coil 10 sized. In this case, a distinction can be made between a standard state, a failure state and a number of different fault states. The default state is the faultless current sense coil with close tolerance of its ohmic resistance and its inductance. The state which is most different from this is the failure state in the event of a wire break of the current-sensing coil, since in this case no defined values for the resistive Resistor and the inductance can be determined and thus no effective resonant circuit is present. The remaining fault conditions occur when a winding short has occurred in the current detection coil. Here, the ohmic resistance and the inductance are changed compared to the standard state. This also changes the resonance frequency and the energy consumption of the resonant circuit 14 ,

Die Ermittlung der beschriebenen möglichen Zustände der Stromerfassungsspule geschieht durch eine Auswertungsschaltung, zu der neben dem in der Speiseschaltung der Hilfswicklung 16 enthaltenen Meßwiderstand 17 ein Hochfrequenzgleichrichter 22 und ein Verstärker 23 gehören. Ein Ausgangssignal des Verstärkers 23 wird einem hierfür vorbehaltenen Kanal eines zu der Mikroprozessoreinrichtung 7 gehörenden Analog-Digitalwandlers (A/D-Wandler) 24 zugeführt. Außerdem wird die Frequenz der von dem Generator 18 erzeugten und der Hilfswicklung 16 zugeführten Hilfsenergie einem Frequenzteiler 25 zugeführt, dessen Ausgangssignale an einen für die Frequenzmessung vorgesehenen Eingangsport 26 der Mikroprozessoreinrichtung 7 angelegt sind.The determination of the described possible states of the current detection coil is done by an evaluation circuit, in addition to the in the feed circuit of the auxiliary winding 16 contained measuring resistor 17 a high-frequency rectifier 22 and an amplifier 23 belong. An output signal of the amplifier 23 is a reserved for this channel one to the microprocessor device 7 belonging analog-to-digital converter (A / D converter) 24 fed. In addition, the frequency of the generator 18 generated and the auxiliary winding 16 supplied auxiliary power to a frequency divider 25 whose output signals to an intended for frequency measurement input port 26 the microprocessor device 7 are created.

Die Mikroprozessoreinrichtung 7 verarbeitet die mittels des A/D-Wandlers 24 und des Eingangsports 26 zugeführten Signale und vergleicht diese mit vorzugsweise in den Arbeitsspeicher der Mikroprozessoreinrichtung 7 eingelesenen Vergleichswerten. Die Ausgabe von Meldungen für einen Benutzer des Leistungsschalters 1 kann entweder so erfolgen, daß nur ein Ausfall- oder anderer Fehlerzustand der Stromerfassungsspule angezeigt oder gemeldet wird, oder daß zusätzlich eine Anzeige für den Standardzustand erfolgt. Entsprechende Steuersignale zur Betätigung einer Anzeigevorrichtung 27 werden an einem Ausgangsport 28 der Mikroprozessoreinrichtung 7 bereitgestellt. Als Anzeigevorrichtung kann eine bereits vorhandene, zu der Auslöseeinrichtung gehörende Anzeigevorrichtung, z. B. ein Flüssigkristalldisplay, benutzt werden.The microprocessor device 7 processes the by means of the A / D converter 24 and the entry port 26 supplied signals and compares them with preferably in the main memory of the microprocessor device 7 read comparison values. The output of messages for a user of the circuit breaker 1 can either be done so that only a failure or other error state of the current detection coil is displayed or reported, or that in addition an indication of the default state. Corresponding control signals for actuating a display device 27 be at an exit port 28 the microprocessor device 7 provided. As a display device, an existing, belonging to the triggering device display device, for. As a liquid crystal display can be used.

Die erwähnte Unterroutine im Programmablauf der Mikroprozessoreinrichtung 7 kann so gestaltet sein, daß sie selbsttätig in bestimmten vorbestimmten Zeitabständen gestartet wird oder daß die beschrieben Prüfsequenzen fortlaufend durchgeführt werden, so daß praktisch eine ständige Überwachung der Stromerfassungsspule 10 erfolgt. Gleichfalls kann das Prüfprogramm auf Anforderung eines Benutzers des Leistungsschalters 1 durch Betätigung eines Test-Tasters 30 zum Ablaufen gebracht werden, der einen entsprechenden Startbefehl für das Prüfprogramm an die Mikroprozessoreinrichtung 7 abgibtThe mentioned subroutine in the program flow of the microprocessor device 7 can be designed so that it is automatically started at certain predetermined intervals or that the described test sequences are carried out continuously, so that practically a constant monitoring of the current detection coil 10 he follows. Likewise, the test program can be requested by a user of the circuit breaker 1 by pressing a test button 30 be run, the a corresponding start command for the test program to the microprocessor device 7 releases

Bei einem mehrpoligen Leistungsschalter können die den Hauptstrombahnen der Pole zugeordneten Stromerfassungsspulen nacheinander geprüft werden. Dies hat den Vorteil, daß nur eine Auswertungsschaltung und nur ein Generator für die Hilfsenergie benötigt werden.at a multi-pole circuit breaker can the main current paths the poles associated current detection coils are checked sequentially. This has the advantage that only an evaluation circuit and only one generator for the auxiliary power needed become.

Wesentlich für alle beschriebenen Prüfungen ist die Durchführung im laufenden Betrieb des Leistungsschalters 1. Die benötigte Hilfsenergie ist gering und kann aus einer ohnehin zum Betrieb der Auslöseeinrichtung benötigten Stromversorgungseinrichtung entnommen werden. Auch stellt die benötigte Hilfswicklung auf dem Träger 15 der Stromerfassungsspule 16 einen nur geringen Aufwand dar, da nur wenige Windungen benötigt werden. Die übrigen erwähnten elektronischen Komponenten sind preiswerte Standardbauteile mit geringen Abmessungen, die auf einer Leiterplatte der elektronischen Auslöseeinrichtung untergebracht werden können. Daher können Leistungsschalter ohne eine Vergrößerung ihrer Abmessungen mit der beschriebenen Überwachungseinrichtung ausgerüstet werden.Essential for all tests described is the implementation during operation of the circuit breaker 1 , The required auxiliary power is low and can be removed from a power supply device which is required in any case for the operation of the triggering device. Also provides the required auxiliary winding on the carrier 15 the current detection coil 16 only a small effort, since only a few turns are needed. The other mentioned electronic components are inexpensive standard components with small dimensions, which can be accommodated on a printed circuit board of the electronic trip device. Therefore, power switches can be equipped with the described monitoring device without an increase in their dimensions.

Claims (5)

Elektronische Auslöseeinrichtung für einen Leistungsschalter (1) mit einem in einer Hauptstrombahn (2) des Leistungsschalters (1) angeordneten Stromerfassungsspule (10), wobei das Ausgangssignal der Stromerfassungsspule (10) nach Verarbeitung in einer Verstärkerschaltung (11) der Auslöseeinrichtung zur Auswertung anhand vorgegebener Parameter und zur Erzeugung eines Auslösesignales zwecks Unterbrechung der Hauptstrombahn (2) des Leistungsschalters (1) beim Überschreiten von Grenzwerten eines in der Hauptstrombahn (2) fließenden Stromes zugeführt wird, wobei durch einen Generator (18) eine Hilfsenergie mit einer erhöhten, wesentlich über der Frequenz des in der Hauptstrombahn (2) fließenden Stromes liegenden Frequenz bereitstellbar, ein Zuführungsmittel zur Einspeisung der Hilfsenergie in die Stromerfassungsspule (10) vorgesehen und durch ein Steuersignal ein Anzeigemittel (27) steuerbar ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: – der Stromerfassungsspule (10) eines Rogowski-Stromwandlers ist eine Kapazität (13) solcher Größe parallelgeschaltet, daß ein Schwingkreis (14) mit der genannten erhöhten Frequenz gebildet ist und – dem Zuführungsmittel ist eine Auswertungsschaltung zur Erfassung der von dem Schwingkreis aufgenommenen Energie und zur Abgabe eines entsprechenden Steuersignales zugeordnet.Electronic trip device for a circuit breaker ( 1 ) with one in a main flow path ( 2 ) of the circuit breaker ( 1 ) arranged current detection coil ( 10 ), wherein the output signal of the current detection coil ( 10 ) after processing in an amplifier circuit ( 11 ) of the triggering device for evaluation based on predetermined parameters and for generating a tripping signal for the purpose of interrupting the main flow path ( 2 ) of the circuit breaker ( 1 ) when exceeding limit values in the main flow path ( 2 ) is supplied with flowing current, whereby by a generator ( 18 ) an auxiliary energy with an increased, substantially above the frequency of the main stream ( 2 ), a supply means for feeding the auxiliary energy into the current detection coil ( 10 ) and by a control signal a display means ( 27 ), characterized by the following features: - the current detection coil ( 10 ) of a Rogowski current transformer is a capacity ( 13 ) of such magnitude in parallel that a resonant circuit ( 14 ) is formed with said increased frequency and - the supply means is associated with an evaluation circuit for detecting the energy absorbed by the resonant circuit and for delivering a corresponding control signal. Auslöseeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der von dem Generator (18) erzeugten Hilfsenergie veränderbar ist und daß die Auswertungsschaltung zusätzlich die jeweilige Frequenz erfaßt und ein entsprechendes weiteres Steuersignal erzeugt.Tripping device according to claim 1, characterized in that the frequency of the generator ( 18 ) generated auxiliary power is variable and that the evaluation circuit additionally detects the respective frequency and generates a corresponding further control signal. Auslöseeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Veränderung der Frequenz der von dem Generator (18) abgegebenen Hilfsenergie durch eine Programmsteuerung selbsttätig erfolgt und daß die Auswertungsschaltung ein Steuersignal für die von dem Schwingkreis (14) aufgenommene Hilfsenergie nur bei einer Überschreitung eines Grenzwertes abgibt.Tripping device according to claim 2, characterized in that the change in the frequency of the generator ( 18 ) output power automatically by a program control and that the evaluation circuit is a control signal for the of the resonant circuit ( 14 ) consumes absorbed energy only when exceeding a limit value. Auslöseeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Zuführungsmittel für die Hilfsenergie als eine auf einem Tragkörper (15) der Stromerfassungsspule (10) aufgebrachte Hilfswicklung (16) ausgebildet ist.Triggering device according to one of the preceding claims, characterized in that the auxiliary energy supply means are arranged as one on a supporting body ( 15 ) of the current detection coil ( 10 ) applied auxiliary winding ( 16 ) is trained. Auslöseeinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Programmsteuerung des Generators (18) und die Messung der von dem Schwingkreis (14) aufgenommenen Hilfsenergie durch eine zu der Auslöseeinrichtung gehörende Mikroprozessoreinrichtung (7) erfolgen.Tripping device according to Claim 3 or 4, characterized in that the program control of the generator ( 18 ) and the measurement of the resonant circuit ( 14 ) received auxiliary power by a belonging to the triggering device microprocessor device ( 7 ) respectively.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006061923A1 (en) 2006-12-21 2008-07-03 Siemens Ag Rogowski sensor and method for measuring a current
DE102011082172B4 (en) 2011-09-06 2021-10-07 Siemens Aktiengesellschaft Circuit breaker and method for checking a Rogowski converter in a circuit breaker
DE102018109878A1 (en) * 2018-04-24 2019-10-24 Elpro Gmbh Method for producing an air-core coil
FR3080685B1 (en) * 2018-04-27 2020-11-27 Schneider Electric Ind Sas TESTABLE CURRENT TRANSFORMER AND ELECTRICAL APPARATUS INCLUDING TEST MEANS OF SUCH A CURRENT TRANSFORMER
CN112881946B (en) * 2021-01-15 2021-09-24 常熟开关制造有限公司(原常熟开关厂) Double-core current transformer disconnection detection method and device and circuit breaker

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3786356A (en) * 1972-06-30 1974-01-15 Federal Pacific Electric Co Ground fault detector
EP0162185B1 (en) * 1984-04-26 1990-04-11 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Digital protective relay monitoring system
EP0543316A1 (en) * 1991-11-22 1993-05-26 AXIS S.p.A. High frequency surge tester methods and apparatus
DE19523725A1 (en) * 1995-06-23 1997-01-02 Siemens Ag Current detection device for attachment to a current-carrying conductor
DE19505812C2 (en) * 1995-02-09 1997-02-06 Siemens Ag Current detection coil for a current transformer
DE19636338A1 (en) * 1996-08-30 1998-03-12 Siemens Ag Circuit arrangement for monitoring an electronic tripping device for low-voltage switches

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1513038A (en) * 1975-10-10 1978-06-01 Gen Electric Co Ltd Electrical transformers of the kind employing a magnetic core

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3786356A (en) * 1972-06-30 1974-01-15 Federal Pacific Electric Co Ground fault detector
EP0162185B1 (en) * 1984-04-26 1990-04-11 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Digital protective relay monitoring system
EP0543316A1 (en) * 1991-11-22 1993-05-26 AXIS S.p.A. High frequency surge tester methods and apparatus
DE19505812C2 (en) * 1995-02-09 1997-02-06 Siemens Ag Current detection coil for a current transformer
DE19523725A1 (en) * 1995-06-23 1997-01-02 Siemens Ag Current detection device for attachment to a current-carrying conductor
DE19636338A1 (en) * 1996-08-30 1998-03-12 Siemens Ag Circuit arrangement for monitoring an electronic tripping device for low-voltage switches

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