DE2414010A1 - Elektronische vorrichtung zum schutz von elektrischen anlagen und geraeten gegen ein fehlerhaftes anschliessen an die netzversorgung - Google Patents

Description

• Elektronische Vorrichtung zum Schutz von elektrischen Anlagen und Geräten gegen ein fehlerhaftes Anschließen an die Netzversorgung Die Erfindung bezieht sich auf eine Schutzvorrichtung für elektrische Anlagen und Geräte.
• Als Schutzelemente sind an den Eingang der zu schützenden Geräte geschaltete Schmelzsicherungsdrähte allgemein bekannt. Durch die passende Bemessung der Schmelzsicherungsdrähte kann ein mehr oder weniger schnelles Durchschmelzen erreicht werden. Die Ansprechzeit der Schmelzsicherung kann auch mechanisch durch eine schraubenartige Formgebung des Schmelzsicherungsdrahtes unterstützt werden: Wenn die Schmelzsicherung durchzuschmelzen beginnt, wird durch die Spiralform des als Zugfeder wirkenden Drahtes dem Zerreiben nachgeholfen.
• Es sind auch elektromagnetische Vorrichtungen gebräuchlich, welche aus einem Relais bestehen, das beim Überschreiten eines vorgegebenen Spannungs- oder Stromwertes anspricht und den Versorgungskreis unterbricht.
• Diese Vorrichtungen arbeiten jedoch nur langsam und sind nicht sehr wirkungsvoll, wenn es darum geht, ein Drehspulmeßgerät vor grober Überlastung zu schützen. Hierfür werden Halbleiterdioden verwendet, welche der Drehspulwicklung des Meßinstrumentes parallel geschaltet sind. Unter normalen Arbeitsbedingungen erreicht die an der Diode anliegende Spannung nicht deren Durchbruchsspannung, so daß sie wie ein der Drehspule parallel geschalteter hoher Widerstand wirkt. Wenn eine Uberspannung auftritt, wird die Diode leitend und nimmt den überschüssigen Strom auf. Diese Schutzmaßnahme wird nur bei Drehspulinstrumenten angewendet.
• Des weiteren kommen auch komplizierte elektronische Schaltkreise äls Schutzelemente zur Anwendung, bei welchen die Verlustleistung der Endstufe vergleichbar mit der der geschützten Anlage ist.
• Die vorliegende Erfindung sieht eine Vorrichtung zum Schutz jeglicher elektrischer Anlagen oder Geräte gegen ein fehlerhaftes Anschließen an das Netz vor.
• In Laboratorien, Fabriken und Werkstätten wird mit Meßinstrumenten und vielen anderen Anlagen gearbeitet, welche zum Anschluß an zwei verschiedene Versorgungsspannungen ausgelegt sind. In Europa betragen diese Spannungen gewöhnlich 127 und 220 Volt. Die Geräte können durch eine einfache Abänderung jeder Spannung leicht angepaßt werden. Anordnungen, in welchen eine solche Anlage gewöhnlich betrieben werden, liefern beide Versorgungsspannungen.
• Obwohl es üblich ist, verschiedene Anschlußklemmen für jede Versorgungsspannung anzubringen, um ein fehlerhaftes Anschließen zu vermeiden, und das Gerät mit gebräuchlichen Schmelzsicherungen geschützt ist, passiert es häufig, daß trotz dieser Vorkehrungen eine Anlage vorschriftswidrig an eine Spannung angeschlossen wird, welche höher ist als die, für welche die Anlage ausgelegt ist, und daß die Schmelzsicherung nicht schmilzt oder das Durchschmelzen so lange verzögert wird, daß eine dauerhafte Beschädigung an einem Bauelement auftritt.
• Angesichts der hohen Kosten von Meßinstrumenten, Versorgungsanlagen usw. entstand die Forderung nach einer Vorrichtung, welche solche Anlagen auf völlig selbsttätige Weise wirksam schützt.
• Die Schutzvorrichtung gemäiz der Erfindung erfüllt diese Erfordernisse, kann an jedes elektrisch betriebenes Gerät, beispielsweise an jedes Haushaltsgerät, einfach angepaßt werden und ist preisgünstig.
• Durch die Vorrichtung gemäß der Erfindung kann eine gebräuchliche träge Schmelzsicherung in eine sehr flinke Schmelzsicherung umgewandelt werden, welche der Anlage, in die sie eingebaut ist, vollen Schutz gewährt.
• Von dem Augenblick an, in welchem Überspannung auftritt, bis zum Öffnen des Kreises ist das Gerät durch einen Parallelkreis geschützt, welcher den überschüssigen Strom aufnimmt.
• Beschreibung Die im folgenden beschriebene Vorrichtung ist zwischen die Energiequelle und das zu schützende Gerät oder die zu schützende Anlage -geschaltet (siehe Figur 1).
• Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung besteht aus einem Thyristor, einem Transistor, einer Diode und verschiedenen Widerständen; für andere Anwendungsfälle können für einige der Bauelemente andere verwendet werden (siehe Figur 2).
• Die in den Figuren 1 und 2 verwendeten Bezugszeichen haben die folgende Bedeutung: SE = Netzanschluß DP = Schutzvorrichtung AP = geschütztes Gerät Die Wirkungsweise ist folgende: Wenn das Gerät an die richtige Versorgungespannung geschaltet ist, ist die Spannung zwischen der Basis und dem Emitter des Transistors T1 so, daß der Transistor nicht leitet. Diese Spannung wird von einem aus dem Widerstand R1 und den parallel geschalteten Widerständen R2, R3 gebildeten Spannungsteiler geliefert. Wenn sich der Transistor in seinem nichtleitenden Zustand befindet, ist auch der Thyristor nichtleitend und der Energieverbrauch der Vorrichtung ist vernachlässigbar, weil R1 hochohmig ist.
• Wenn infolge eines Fehlers das geschützte Gerät an eine höhere Spannung angeschlossen wird, ist die zwischen Basis und Emitter des Transistors T1 anliegende Spannung groß genug, den Transistor leitend werden zu lassen, und der durch den Widerstand R4 begrenzte, im Emitter-Kollektor-Kreis fließende Strom gelangt an die Zündelektrode des Thyristors und verursacht dessen Durchzünden.
• Der Thyristor TR wird leitend und schließt die Eingangsleitungen kurz über die Widerstände R5 und R6, welche niederohmig sind und eine genügend hohe Verlustleistung haben, um kurzzeitig ohne Beschädigung einem hohen Strom standzuhalten. Der Kurzschlußstrom ist auf einen ausreichend großen Wert begrenzt, um das Durchschmelzen der Eingangssicherung in sehr kurzer Zeit zu erreichen. Nichtsdestoweniger ist, ungeachtet der Länge der Durchschmelzzeit, das Gerät von dem Augenblick an geschützt, in welchem der Thyristor TR leitend ist, weil es parallel zu R5 und in Serie zu R6 an der Speisespannung liegt und deshalb die Spannung an den Geräteklemmen ohne große Änderung aufrecht erhalten werden kann, wenn die Werte für R5 und fs""/ignet bemessen sind.
• Der Kollektor des Transistors T1 wird durch den Eingangsstrom über die Diode D1 gespeist. Der Kondensator C1 fängt die Spannungsausgleichsvorgänge an der Versorgungsstrecke auf und vermeidet damit den unzulässigen Betrieb der Versorgung.
• Wird der Widerstand R3 veränderbar ausgebildet, so kann der Betriebsstrom eingestellt werden.
• 2 2 Patentansprüche 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1. Pat entansprüche Elektronische Vorrichtung zum Schutz von elektrischen Anlagen und Geräten gegen ein fehlerhaftes Anschließen an die Netzversorgung, welche im wesentlichen aus einem durch einen Transistor gesteuerten Thyristor besteht, wobei der Transistor beim Auftreten einer Überspannung leitend wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der gezündete Thyristor für die speisenden Leitungen über einen niederohmigen, den Überstrom aufnehmenden Widerstand einen Kurzschlußkreis bildet, und der Überstrom nun seinerseits das Durchschmelzen der Schmelzsicherung verursacht.
2. 2.) Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurzschlußstrom durch einen zweiteiligen Widerstand begrenzt ist, dessen Widerstandwerte die Spannung an den Klemmen des geschützten Geräts beim Auftreten von Überspannung auf einen niedrigen Wert hält, und diese Spannungsherabsetzung das Gerät von dem Augenblick an, in dem der Thyristor leitend wird, bis zum Durchschmelzen der Schmelzsicherung schützt, obgleich diese Durchschmelzzeit vernachlässigbar gering gehalten werden kann.