DE19927030A1

DE19927030A1 - Circuit-breaker with electronic microprocessor-controlled release

Info

Publication number: DE19927030A1
Application number: DE1999127030
Authority: DE
Inventors: Hans Rehaag; Bernd Ette; Peter Schust; Andreas Pancke
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1999-06-04
Filing date: 1999-06-04
Publication date: 2000-12-07

Abstract

A circuit-breaker arrangement using an electronic, microprocessor control trip or release (11) and a bypass-circuit (8) for producing a forced release of the circuit-breaker when the set release current is exceeded without resultant release, as well as a watchdog circuit for monitoring the microprocessor function. The bypass-circuit is joined to the watchdog circuit and has a circuit device for controlling the current- and time-dependent- response characteristic (6) of the bypass circuit (8) in dependence of a breakdown or failure of a functional range of the microprocessor signalled by the watchdog circuit.

Description

Die Erfindung betrifft einen Leistungsschalter mit einem elektronischen, mikroprozessorgesteuerten Auslöser und einer Begrenzerschaltung zur Herbeiführung einer zwangsläufigen Auslösung des Leistungsschalters bei einer ohne Auslösung er folgenden Überschreitung des eingestellten Auslösestromes so wie einer Watchdog-Schaltung zur Überwachung der Funktion des Mikroprozessors.The invention relates to a circuit breaker with a electronic, microprocessor controlled trigger and one Limiter circuit to bring about an inevitable Trip of the circuit breaker with one without trip following exceeding of the set tripping current like a watchdog circuit to monitor the function of the Microprocessor.

Durch die Bypass-Schaltung erfolgt zwangsläufig eine Auslö sung des Schalters, wenn, aus welchen Gründen auch immer, trotz Überschreitung einstellbarer Parameter, insbesondere Auslösestrom und Verzögerungszeit, durch den elektronischen Auslöser keine Auslösung des Schalters erfolgt ist.The bypass circuit inevitably triggers solution of the switch if, for whatever reason, despite exceeding adjustable parameters, in particular Tripping current and delay time, through the electronic The trigger has not triggered the switch.

Eine solche Bypass-Schaltung ist aus der EP 0 279 689 A2 be kannt. Deren Ansprechwert wird durch eine passend ausgewählte Zenerdiode bestimmt. Der konstante Ansprechwert der Zener diode überschneidet sich jedoch mit der zeitabhängigen Zer störungskennlinie, weshalb mit der DE 44 45 060 C1 bereits eine Lösung vorgeschlagen wurde, nach der für die Bypass- Schaltung Schaltungsmittel zur Bildung einer Zeit- und strom abhängigen Ansprechkennlinie eingesetzt werden. Die Ansprech kennlinie soll etwa parallel zur Zerstörungskennlinie verlau fen und soll zusammen mit den einstellbaren Parametern des Auslösers selbsttätig veränderbar sein.Such a bypass circuit is known from EP 0 279 689 A2 knows. Their response value is selected by a suitable one Zener diode determined. The constant response value of the Zener however, diode overlaps with the time-dependent Zer fault characteristic, which is why with DE 44 45 060 C1 a solution was proposed according to which the bypass Circuit circuit means to form a time and current dependent response characteristic can be used. The response Characteristic should be approximately parallel to the destruction characteristic fen and should together with the adjustable parameters of the Trigger can be changed automatically.

Die Ansprechkennlinie der Bypass-Schaltung wird damit zwar immer vor einer möglichen Zerstörung des Schalters erreicht, die Belastung des Schalters ist jedoch in einem Betriebsfall, in dem die Auslösekennlinie des elektronischen Auslösers überschritten wird und es trotzdem zu keiner Auslösung kommt, sehr verschieden hoch, abhängig von der aktuellen Höhe des Stromes. Verursacht wird das dadurch, daß die Auslösekenn linie stufig eingestellt ist, z. B. in den Stufen unverzöger te-, kurzzeitverzögerte- und langzeitverzögerte Auslösung, die Ansprechkennlinie der Bypass-Schaltung dagegen umgekehrt proportional strom-/zeit-abhängig eingestellt ist, was sich durch Zeit- bzw. stromkonstante und strom-/zeit-lineare Ab schnitte nachbilden läßt. Der Schalter kann deshalb trotz der Bypass-Schaltung erheblich belastet werden, insbesondere bei niedrigen, lange andauernden Überströmen, die zu einer unzu lässigen Erwärmung des Schalters führen können.The response characteristic of the bypass circuit is indeed always reached before a possible destruction of the switch, however, the load on the switch is in an operating case, in which the tripping characteristic of the electronic release is exceeded and there is still no triggering, very different heights, depending on the current height of the Current. This is caused by the fact that the trigger code line is set in stages, e.g. B. instantaneously in the steps tripped, short-term and long-term tripping, the response characteristic of the bypass circuit, however, reversed proportional to current / time is set, which is through time or current constant and current / time linear Ab can reproduce cuts. The switch can therefore despite the Bypass circuit are significantly stressed, especially at low, long lasting overcurrents that lead to an excessive can cause casual heating of the switch.

Es ist außerdem bekannt, den Mikroprozessor des elektroni schen Auslösers mit einer Überwachungsschaltung, einer soge nannten Watchdog-Schaltung, auszurüsten, die die Funktionen des Mikroprozessors kontrolliert und bei einer festgestellten Fehlfunktion eine Meldung abgibt. Eine Auslösung des Leis tungsschalters erfolgt durch die Watchdog-Schaltung jedoch nicht.It is also known the electronic microprocessor rule trigger with a monitoring circuit, a so-called called watchdog circuit, which equip the functions of the microprocessor checked and at a determined Malfunction issues a message. A release of the lei tion switch is done by the watchdog circuit, however Not.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Leistungs schalter der eingangs genannten Art anzugeben, der bei einem Versagen des elektronischen Auslösers noch besser gegen eine übermäßige Strombelastung geschützt ist.The invention has for its object a performance to specify switches of the type mentioned at the beginning, with a Failure of the electronic trigger even better against one excessive current load is protected.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale im kenn zeichnenden Teil des Anspruches 1 im Zusammenwirken mit den Merkmalen im Oberbegriff gelöst. According to the invention the task is characterized by the features in drawing part of claim 1 in cooperation with the Features solved in the generic term.

Die Bypass-Schaltung wird durch die Nutzung der Watchdog- Funktion nun mehr im Fall eines durch die Watchdog-Schaltung festgestellten Prozessorfehlers, bei welchem eine Fehlfunk tion des Auslösers bei einem Überstrom mit Sicherheit zu er warten ist, weitgehend der Auslösekennlinie des elektroni schen Auslösers angepaßt.The bypass circuit is activated by using the watchdog Function now more in the case of one by the watchdog circuit detected processor error, in which a malfunction tion of the trigger in the event of an overcurrent with certainty wait is largely the tripping characteristic of the elektroni adapted trigger.

Der Leistungsschalter und die angeschlossene Anlage werden so auch in dem Fall geschützt, in dem die Kennlinie des Auslö sers nur geringfügig überschritten wird, also insbesondere auch in niedrigen Strombereichen.The circuit breaker and the connected system are so also protected in the case where the characteristic of the trigger sers is exceeded only slightly, in particular even in low current ranges.

Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:The invention is intended to be explained in more detail using an exemplary embodiment are explained. In the accompanying drawings:

Fig. 1 die Auslösekennlinie eines elektronischen Auslösers im Zusammenwirken mit einer Bypass-Schaltung bei Aus fall der unverzögerten Auslösung, Fig. 1 shows the tripping characteristic of an electronic shutter in conjunction with a bypass circuit in case from the instantaneous trip,

Fig. 2 die Auslösekennlinie, bei Ausfall der kurzzeit verzögerten Auslösung, Fig. 2 shows the tripping characteristic, delayed in case of failure of the short-time tripping,

Fig. 3 die Auslösekennlinie, bei Ausfall der langzeit verzögerten Auslösung und Fig. 3 shows the tripping characteristic in the event of failure of the long-delayed tripping and

Fig. 4 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Leis tungsschalters. Fig. 4 is a block diagram of a power switch according to the invention.

Im Diagramm nach Fig. 1 ist die Auslösezeit eines elektroni schen Auslösers über dem Strom aufgetragen. Die Auslösekenn linie 1 setzt sich zusammen aus dem Abschnitt 2 für die lang zeitverzögerte Auslösung, dem Abschnitt 3 für die kurzzeit verzögerte Auslösung und dem Abschnitt 4 für die unverzögerte Auslösung.In the diagram of FIG. 1, the tripping time of an electronic trigger is plotted against the current. The tripping characteristic line 1 is made up of Section 2 for long-time tripping, Section 3 for short-term tripping and Section 4 for instantaneous tripping.

Die zeit- und stromabhängige Ansprechkennlinie einer Bypass- Schaltung liegt für den Fall, daß von einer Watchdog-Schal tung des Auslösers keine Meldung vorliegt, zwischen der Aus lösekennlinie 1 und einer Zerstörungskennlinie 5. Diese, hier nicht gezeigte Ansprechkennlinie, verläuft etwa parallel zur Zerstörungskennlinie 5.The time-dependent and current-dependent response characteristic of a bypass circuit is between the trigger characteristic 1 and a destruction characteristic curve 5 in the event that there is no message from a watchdog circuit of the trigger. This response characteristic, not shown here, runs approximately parallel to the destruction characteristic 5 .

Im Falle der Meldung eines Ausfalls des unverzögerten Be reichs des elektronischen Auslösers, durch die Watchdog- Schaltung wird nun der in den zugehörigen Strombereich ragen de Bereich der Ansprechkennlinie an die Auslösekennlinie 1 angepaßt und ersetzt damit quasi den Abschnitt 4 der Auslö sekennlinie 1. Den entsprechenden Verlauf, der durch einen festgelegten Ansprechwert bestimmt wird, zeigt die Ansprech kennlinie 6. Eine Anpassung an die Auslösekennlinie 1 bei ei nem Ausfall der kurzzeitverzögerten Auslösung zeigt Fig. 2. Ein zweiter Ansprechwert mit niedrigerer Stromhöhe, der ge genüber dem ersten Ansprechwert zeitverzögert ist, wird fest gelegt, wenn die Watchdog-Schaltung einen Ausfall der kurz zeitverzögerten Auslösung meldet. Wird der Ausfall der lang zeitverzögerten Auslösung gemeldet, so wird, wie in Fig. 3 dargestellt ist, ein dritter Stromansprechwert festgelegt, dessen Zeitverzögerung im gezeigten Beispiel gleich der beim Ausfall der kurzzeitverzögerten Auslösung ist. Die Ansprech kennlinie 6 der Bypass-Schaltung erhält den gezeigten Ver lauf.In the case of notification of a failure of the instantaneous Be realm of electronic release, by the watchdog circuit of the project into the associated flow field de region of the response curve is then matched to the tripping characteristic 1, replacing quasi section 4 of the Auslö sekennlinie. 1 The response curve 6 shows the corresponding course, which is determined by a defined response value. An adaptation to the tripping characteristic 1 in the event of a failure of the short-time tripping is shown in FIG. 2. A second response value with a lower current level, which is time-delayed compared to the first response value, is defined when the watchdog circuit reports a failure of the short-time tripping . If the failure of the long time-delayed trip is reported, a third current response value is determined, as shown in FIG. 3, the time delay of which in the example shown is the same as that in the event of the failure of the short-term trip. The response characteristic 6 of the bypass circuit receives the run shown Ver.

Fig. 4 zeigt schematisch ein Blockschaltbild eines Leis tungsschalters 7 mit einer Bypass-Schaltung 8. Fig. 4 shows schematically a block diagram of a power switch 7 with a bypass circuit 8 .

Die Schaltkontakte 9 werden durch einen Magneten 10 betätigt, der seine Schaltbefehle von einem elektronischen Auslöser 11 empfängt, der ein Stromsignal verarbeitet, das z. B. durch ei nen hier nicht gezeigten Stromwandler erzeugt wird. Das Stromsignal wirkt parallel dazu auch auf die Bypass-Schaltung 8 ein. Wird die in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Auslö sekennlinie 1 überschritten, so wird durch den elektronischen Auslöser 11 ein Ausschaltbefehl für den Schaltmagneten 10 ausgelöst. Wird dagegen durch die in den elektronischen Aus löser 11 integrierte Watchdog-Schaltung der mögliche Ausfall einer Schaltfunktion, z. B. im langzeitverzögerten Abschnitt 2, signalisiert, so geht dieses Signal auch an die Bypass- Schaltung 8, die darauf ihre Ansprechkennlinie 6 adaptiert, indem sie einen festen Ansprechwert für eine maximale Strom höhe bereitstellt. Kommt es jetzt tatsächlich zu einem an sprechend hohem Überstrom infolge eines Fehlers in der ange schlossenen Anlage, so bewirkt die Bypass-Schaltung eine Aus schaltung des Leistungsschalters in etwa der gleichen Strom höhe, wie sie bei einem intakten Auslöser 11 erfolgt wäre.The switching contacts 9 are actuated by a magnet 10 , which receives its switching commands from an electronic trigger 11 , which processes a current signal which, for. B. is generated by egg NEN current transformer not shown here. The current signal also acts on the bypass circuit 8 in parallel. If the tripping characteristic curve 1 shown in FIGS . 1 to 3 is exceeded, a switch-off command for the switching magnet 10 is triggered by the electronic trigger 11 . On the other hand, for by the solver in the electronic From 11 integrated watchdog circuit, the possible failure of a switching function. B. signaled in the long-delay section 2 , this signal also goes to the bypass circuit 8 , which adapts its response characteristic 6 to it by providing a fixed response value for a maximum current level. If there is actually a correspondingly high overcurrent due to a fault in the connected system, the bypass circuit causes the circuit breaker to be switched off at approximately the same current level as would have been the case with an intact trigger 11 .

Claims

Circuit breaker ( 7 ) with an electronic, microprocessor-controlled trigger ( 11 ) and a bypass circuit ( 8 ) to bring about a forced triggering of the circuit breaker ( 7 ) when the set trigger current is exceeded without triggering and a watchdog circuit for monitoring the Function of the microprocessor, characterized in that the bypass switching device ( 8 ) is connected to the watchdog circuit and switching means for controlling the current-dependent and time-dependent response characteristic ( 6 ) of the bypass circuit ( 8 ) as a function of the failure has a function range of the microprocessor reported by the watchdog circuit.