DE2700989A1

DE2700989A1 - Ausloesevorrichtung mit thermischer verzoegerung

Info

Publication number: DE2700989A1
Application number: DE19772700989
Authority: DE
Inventors: Peter Dr Streit
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1976-12-22
Filing date: 1977-01-12
Publication date: 1978-09-07
Also published as: BR7708475A; AR214656A1; JPS5379244A; IT1088788B; EG12966A; GB1570138A; ES464472A1; ZA777220B; CH604365A5; FR2375712A1

Description

122/76

Br/dh

BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., Baden (Schweiz)

Auslösevorrichtung mit thermischer Verzögerung

Die Erfindung betrifft eine Auslösevorrichtung mit thermischer Verzögerung für einen Schalter zum Netz- und/oder Motorschutz, insbesondere in Niederspannungsnetzen, auf der Basis von magnetischen Auslösespulen.

Auslösevorrichtungen mit thermischer Verzögerung, die der Steuerung von Schutzschaltern in elektrischen Netzen dienen, sind in zahlreichen Varianten bekannt. In der Regel handelt es sich darum, die Erwärmungskennlinie des zu schützenden nachgeschalteten Apparates oder Motors in der Schalterauslösevorrichtung thermisch nachzubilden. Nach Erreichen einer gewissen Erwärmung (Grenzteniporatui·) wirkt die Vorrichtung auf einen auf dem mechanischen oder elektromagnetischen Prinzip beruhenden Mechanismus in direkter (Schalter) oder in indirekter (Relais) Weise, wodurch der Stromkreis unterbrochen wird. Zur unverzögerten Abschaltung von hohen

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Ueberströmen (Kurzschluss) ist ausserdem eine direkte, meist elektromagnetisch wirkende Vorrichtung vorgesehen. In der Praxis werden je nach Anwendungsfall für den Schalter verschiedene Auslösekennlinien verlangt. Im allgemeinen ist der zulässige Ueberstrom eines elektrischen Verbrauchers und des zugehörigen Netzes eine Funktion der Zeit.

Nach dem derzeitigen Stand der Technik wird versucht, derartige Ueberstrom-Zeit-Kennlinien mit Bimetallstreifen nachzubilden. Derartige Vorrichtungen sind aus zahlreichen Veröffentlichungen bekannt (z.B. F.W.Kussy: "Elektrische Niederspannungsgeräte und Antriebe", Berlin 1969, Seite 879-894; ferner Theodor Schmeicher: "Ueberstromschutz in Niederspannungsanlagen", Siemens AG, 197Ί> Seite 45~77)♦

Um auf herkömmliche Art und Weise eine vollständige Ueber-Stromcharakteristik eines Schalters zu verwirklichen, sind zwei Auslösemechanismen erforderlich, die in der Regel unabhängig voneinander und mit beträchtlichem Aufwand ausgeführt werden müssen: Erstens eine thermische Auslösung, meist auf der Basis von Bimetallen, zweitens eine elektromagnetische, mitunter mechanisch oder elektrisch verzögerte Auslösung für den höher liegenden Ueberstrombereich (Kurzschluss). Thermisch verzögerte Auslösevorrichtungen auf der Basis von Hitzdraht-, Schmelzlot- und heute vorwiegend Bimetallelementen bedingen zusätzliche feinmechanische, mit ihrer eigenen Trägheit behaftete Auslösemechanismen. Dabei

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- Ir-

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erweist sich eine genaue Einstellung des Bimetallstreifens als schwierig und es muss stets mit einem beträchtlichen Streubereich gerechnet werden. Für eine hohe Selektivität beim abhängigen Zusammenwirken von verschiedenen Schaltern sind oft aufwendige Kaskadenschaltungen mehrerer Auslösemechanismen (Bimetallstreifen unterschiedlicher Kennlinien) notwendig. Die thermische Verzögerung mittels Bimetallkörper ist nur bis ungefähr in den Sekundenbereich hinunter möglich, was etwa dem 10-fachen Nennstrom entspricht. Soll im Bereich kleinerer Zeiten bzw. höherer Ueberstrüme verzögert werden, sind zusätzliche kostspielige mechanische oder elektrische Massnahmen erforderlich (siehe oben zitiertes Dokument von Theodor Schmeicher, Seite 70 7 72, Bild 55, 56, 57 und 58; Bild 62 b) auf Seite 76). Ab otwa 1 5-fächern Nennstrom ist ausserdem ein dem Selbstschutz des Bimetallstreifens vor Zerstörung dienender Kurzschlusschutz erforderlich, ganz unabhängig davon, ob und wie der dem Schalter zugeordnete Verbraucher oder Netzteil gegen hohe Ueberströme geschützt werden soll oder nicht (siehe oben zitiertes Dokument von Theodor Schmeicher, Seite 62). Eine Aenderung der Auslösekonnlin Ie einen Schalters macht, rneint die Aonderung fast aller rnassgebenden Komponenten, vor allem der thermisch wirkenden Bimetallstreifen erforderlich. Dadurch wird für verschiedene Stromstärken und Kennlinien eine Vielzahl von Ausführungsformen notwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung

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zur Verwirklichung thermischer Auslösecharakteristiken eines elektrischen Schalters anzugeben, die bei möglichst einfachem Aufbau ohne Zuhilfenahme komplizierter Mechanismen alle im praktischen Betrieb vorkommenden Zustände im gesamten tleberstronibereich bis zum Kurzschluss nachzubilden vermag. Die Auslösevorrichtung soll ferner unter möglichst weitgehender Beibehaltung des gleichen Steuerelements eine Vielzahl von Kennlinien und Strombereichen umfassen, sodass für ein gegebenes Anwendungsgebiet die Typenzahl klein gehalten werden kann. Schliesslich soll sich die Vorrichtung durch hohe Genauigkeit, gute Selektivität benachbarten Auslösevorrichtungen gegenüber und durch hohe Reproduzierbarkeit auszeichnen.

Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass zur thermischen Verzögerung der Auslösung mindestens eine magnetische Auslösespule und vier Steuerwiderstände, wovon mindestens einer temperaturabhängig ist, oder mindestens ein temperaturabhängiger Steuerwiderstand und zwei magnetische Auslösespulen mit gemeinsamem magnetischen Kreis vorgesehen sind.

Der der Erfindung zugrunde liegende Leitgedanke besteht darin, durch eine geeignete Kombination von temperaturabhängigen und ohmschen Widerständen mit einer oder zwei magnetischen Auslösespulen Systeme zu schaffen, bei denen der Ueberstrom durch das von ihm selbst erzeugte Ungleichgewicht selbsttätig mehr oder weniger schnell und in mehr

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oder weniger hohem Grade auf den auszulösenden Spulenstromkreis kommutiert wird. Dies kann grundsätzlich durch Brückenschaltungen mit vier Steuerwiderständen oder durch Schaltungen mit zwei parallelen Auslösespulen mit gemeinsamem magnetischen Kreis, deren Durchflutungen sich bei BetriebsBtrom addieren oder subtrahieren oder ganz aufheben, geschehen.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den nachstehend durch Figuren näher erläuterten Schaltschemata und Ausführungsbeispielen.

Dabei zeigt:

Fig. 1 Eine Brückenschaltung mit einem Kaltleiter-(PTC-) Widerstand,

Fig. 2 Eine Brückenschaltung mit einem lic; inuleitcr-(NTC-) Widerstand,

Fig. 3 Eine Brückenschaltung mit zwei diagonal versetzten Kaltleiter-(PTC-) Widerständen,

Fig. ¹I Eine Brückenschaltung mit zwei diagonal versetzten Heissleiter-(NTC-) Widerständen,

Fig. 5 Eine Brückcnschaltung mit einem Kaltloiter-(PTC-) Widerstand im einen und einem Heissleiter-(NTC-) Widerstand im andern Pfad,

Fig. 6 Eine Brückenschaltung mit einem Kaitleiter-(PTC-) und einem dazu in Serie liegenden Heissleiter-(NTC-) Widerstand im gleichen Pfad,

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Fig. 7 Eine Brückenschaltung mit einem Kaltleiter-(PTC-)

und einem dazu in Serie liegenden Heissleiter-(NTC-) Widerstand im einen und einem Heissleiter-(NTC-) Widerstand im andern Pfad,

Fig. 8 Eine Drückenschaltung mit einem Hoissleiter-(NTC-)

und einem dazu in Serie liegenden Kaltleiter-(PTC-) Widerstand im einen und einem Kaltleiter-(PTC-) Widerstand im andern Pfad,

Fig. 9 Eine Brückenschaltung mit zwei Kaltleiter-(PTC-) und zwei Heissleiter-(NTC-) Widerständen,

Fig. 10 Eine Schaltung mit einer niederohmigen Auslösespule und einem Kaltleiter-(PTC-) Widerstand im einen und einer gleichsinnig wirkondon hochohmigen Auslösespule im andern Pfad,

Fig. 11 Eine Schaltung mit einer niederohmigen Auslösespule und einem Kaltleiter-(PTC-) Widerstand im einen und einer gleichsinnig wirkenden hochohmigen Auslösespule und einem Kaltleiter-(PTC-) Widerstand im andern Pfad,

Fig. 12 Eine Schaltung mit einem Kaltleiter-(PTC-) Widerstand im einen, einer hochohmigen Auslösespule im andern Pfad und einer gleichsinnig wirkenden niederohmigen Auslösespule im Gesamtstromkreis,

Fig. 13 Eine Schaltung mit zwei parallelen entgegengesetzt wirkenden Auslösespulen und einem Kaltleiter-(PTC-)

Widerstand 809836/001 1

Fig. Ii Eine Schaltung mit zwei parallelen entgegengesetzt

wirkenden Auslösespulen und einem Heissleiter-(NTC-) Widerstand,

Fig. 15 Eine Schaltung mit zwei parallelen entgegengesetzt wirkenden Auslösespulen und zwei Kaltleiter-(PTC-)

Widerständen,

Fig. l6 Eine Schaltung mit zwei parallelen entgegengesetzt wirkenden Auslösespulen, zwei Kaltleiter-(PTC-) Widerständen und einem ohmschen Schutzwiderstand,

Fig. 17 Eine Schaltung mit einer hochohmip.en Auslösespule und einem Kaltleiter-(PTC-) Widerstand im einen und einer entgegengesetzt wirkenden niederohmigen Auslösenpule im andern Pfad,

Fig. l8 Eine Schaltung mit einer hochohmigen Auslösespule und einem Heissleiter-(NTC-) Widerstand im einen und einer entgegengesetzt wirkenden niederohmigen Auslösespule im andern Pfad,

Fig. 19 Eine Schaltung mit einer niederohmigen Auslösespule und einem Kaltleiter-(PTC-) Widerstand im einen und einer entgegengesetzt wirkenden hochohmigen Auslösespule im andern Pfad,

Fig. 20 Ein Diagramm mit Auslösekennlinien für eine Schaltung gemäss Fig. 16,

Fig. 21 Einen schematischen Schnitt durch eine Ausführungs-

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form der Auslösevorrichtung in einem Schaltautomaten.

Fig. 1:

Fig. 1 zeigt eine Brückenschaltung mit zwei parallelen Strompfaden von je zwei seriegeschalteten Widerständen, wobei die magnetische Auslösespule 1 des Schutzschalters (vergl. auch Spule 25/26 der prinzipiellen Skizze Fig. 21) die Brücke bildet. 2 ist ein temperaturabhängiger Kaltleiter-(PTC-) Widerstand, der sich mit dem ohmschen Widerstand ¹I in Serie befindet und den ersten Strompfad bildet. Der zweite Pfad wird durch die in Serie liegenden ohmschen Widerstände 3 und 5 gebildet. Bei normalen Betriebsbedingungen (Nennstrom) ist die Brücke spannungsmässig abgeglichen und in der die Diagonale bildenden Auslösespule 1 fliesst kein Strom. Bei Ueberstrom erwärmt sich das Kaltleiter-Element 2, wobei sein Widerstand von einer bestimmten Temperatur an um mehrere Grössenordnungen ansteigt. Dieser Anstieg erfolgt umso rascher, je höher der Ueberstrom ist. Es liegt also eine genau definierbare Widerstands-/Zeit- bzw. Strom-/ Zoit-Funkt ion vor. Durch den Widern!.aii(lr!.-m::li eg von 2 wird die Brücke aus dem Gleichgewicht gebracht und es fliesst nun

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ein Strom über die Auslösespule 1, die den Schalter zum Ansprechen bringt. Im Extremfall — unter der Annahme, dass der Widerstand des Kaltleiters 2 theoretisch "unendlich" und der Widerstand der Spule 1 vernachlässigt wird — wird der gesamte Strom des ersten Pfades auf die Spule 1 kommutiert. Durch geeignete Wahl der Werte für die Widerstände 2,3>Ί und 5 sowie des Spulenwiderstandes von 1 können praktisch alle vom Betrieb verlangten Auslösekennlinien verwirklicht werden.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wurde als temperaturabhängiger Kaltleiterwiderstand 2 ein CLDT-Element (temperaturabhängiger Strombegrenzer) gemäss DT-OS 25 10 322 der Anmelderin mit folgenden Eigenschaften verwendet:

Form: Zylindrisch

Querschnittsfläche: 0,275 cm

Länge in Stromrichtung: 1,22 cm

Gewicht: 1,6 g

Widerstand bei 25°C: 6 m Jl,

Widerstand bei l60 C: min. 60 m J*\

Wärmekapazität: 1,3 77^7"

Dieses Element war· im Schaltautoinateti derart eingebaut, dass es eine Wärmeabfuhr von 6,6 m W/Grad aufwies. Die Auslösespule 1 wies folgende Daten auf:

Widerstand bei 25°C: 3 m Sl Auslösestrom: 3>9 A

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Durch entsprechende Wahl und Zuordnung der Widerstände 3»^ und 5 können die nach VDE 0641 und CEE-Publikation 19 genormten Auslösekennlinien "H", "L" etc. (siehe auch Fig. 17) erreicht werden. Die Kennlinie V entspricht dabei einer

oo

thermisch verzögerten Auslösung über den gci.nmton Uebcrstrombereich bis zum vollen Kurzschlusstrotn. Im Falle dieses Ausführungsbeispieles ergaben sich die den verschiedenen Charakteristiken zugeordneten Werte der ohmschen Widerstände 3,4 und 5 wie folgt:

Widerstand: 3

Η-Charakteristik: 8,4

L-Charakteristik: 8,9

G-Charakteristik: 39,6

K-Charakleristik: 77,9

V -Charakteristik: 79,5

4	5	m	ja
9,2	33	m	ja
10,0	25	m	ja
10,9	130	111	ja,
11,0	3 Vj	m	η
11,5	152

Fig. 2:

Diese Brückenschaltung entspricht derjenigen der Fig. 1 mit dem Unterschied, dass das Kaltleiter-Element 2 durch den Heissleiter-(NTC-) Widerstand 6 ersetzt ist. Bei Ueberstrom verringert sich der Widerstand des letzteren beträchtlich, wodurch die Brücke aus dem Gleichgewicht gerät und die Auslösespule einen entsprechenden Strom führt, der das Gerät zum Ansprechen bringt. Die Wirkung ist — unter der Annahme dass theoretisch der Widerstandswert von 6 verschwindet — dieselbe wie bei Schaltung nach Fig. 1. Je nach praktischen

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Erfordernissen, bereits vorhandenen Materialien, Spulen, Widerständen etc. wird man entweder der Schaltung nach Fig. 1 oder Fig. 2 den Vorzug geben.

Fig. 3:

Durch Erweiterung der Schaltung nach Fig. 1 _Um einen weiteren Kaltleiter-(PTC-) Widerstand 7 im zweiten Pfad, in Stromrichtung gesehen versetzt, entsteht die Schaltung nach Fig. 3- Hier unterstützen sich die Wirkungen von 2 und 7 bei Ueberstrom derart, dass nunmehr die Spule 1 praktisch den gesamten Strom allein führt. Diese Schaltung zeichnet sich daher durch erhöhte Ansprechempfindlichkeit gegenüber den vorangegangenen aus. Sie wird in vorteilhafter Weise da angewendet, wo ein einziges PTC-Element nicht genügt oder bereits vorhandene Auslösespulen mit an sich für Schaltung nach Fig. 1 ungenügender Empfindlichkeit verwendet werden sollen.

Fig. 4:

Hier gilt sinngemäss das unter Fig. 3 Gesagte. Die PTC-Elemente 2 und 7 sind durch NTC-Elemente 6 und 8 ersetzt. Der gesamte Ueberstrom fliesst praktisch nur über 6,8 und Auslösespulc ]. Analog gölten hier djo unter Fig. 2 gemachten Ausführungen.

Fig. 5:

Diese Figur stellt eine^ Brückenschaltung mit einem PTC-Widerstand 2 im ersten und einem NTC-Widerstand 6 im zweiten

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Pfad dar, die sich bei Ueberstrom gegenseitig in der unter Pig· 3 gesagten Weise unterstützen. Letzterer fliesst praktisch nur über 4,1 und 6.

Fig. 6:

Diese Schaltung ist eine Abart von Fig. 5, wobei das NTC-Element 6 an die diagonal gegenüberliegende otelle des sich ausbildenden Ueberstrompfades gerückt und mit Kennziffer 8 versehen ist. Die Wirkung bleibt die gleiche wie unter Fig. 5·

Fig. 7:

Diese Schaltung entsteht durch Erweiterung der Fig. 5 oder

Fig. 6 um einen weiteren temperaturabhängigen Widerstand.

Der beispielsweise gegenüber Fig. 6 zusätzlich eingeführte

NTC-Widerstand 6 verstärkt die Empfindlichkeit der Aus-

lösespule 1 um einen weiteren Betrag.

Fig. 8:

Diese Figur zeigt eine andere Schaltungsmöglichkeit mit 3 temperaturabhängigen Widerständen, wobei sich im ersten Pfad da3 NTC-Eli-moiil 6 und dun l'TC-ivUMiioiit, 7, im zweiten Pfad das PTC-Element 2 und der ohmsche Widerstand 5 befinden. Der Ueberstrom wird auf die Linie 5j I₅ 6 gedrängt. Schaltungen nach Fig. 7 und Fig. 8 haben eine gegenüber den vorangehenden Schaltungen erhöhte Ueberstromempfindlichkeit.

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-χζ -

Pig. 9:

Im Vollausbau ist das Auslösegerät auf Brückenschaltungsbasis mit total ¹J temperaturabhängigen Widerständen, worunter 2 PTC-Elementen 2 und 7 und 2 NTC-Elementen 6 und bestückt. Die Anordnung ist vollständig symmetrisch und übertrifft alle vorangegangenen an Empfindlichkeit. Unter gewissen praktischen Gegebenheiten, wie sehr hohe Anforderungen an die Selektivität einer Schalterfolge wird der erhöhte technologische Aufwand dieser Schaltung gerechtfertigt sein.

Fig. 10:

Fig. 10 zeigt eine Schaltung mit zwei parallelen Strompfaden, wobei der erste Pfad durch eine niederohmige Auslösespule 9 und einen zu ihr in Serie liegenden Kaltleiterwiderstand 12, der zweite jedoch durch eine hochohmige Auslösespule 10 und einen ohmschen Widerstand 13 gebildet wird. Die Spulen 9 und 10 bilden zusammen mit dem Schlaganker des Schaltautomaten einen gemeinsamen magnetischen Kreis 11, wobei der Wicklungssinn derart ist, dass sich die Spulendurchflutungen addieren. Dies ist durch Pfeile unterhalb der Spulensymbole parallel zu ihrer Längsrichtung in der Figur angedeutet. Die Pfeile stellen also die Durchflutungsrichtung, nicht etwa die Stromrichturiß dar. Die Bauelemente im niederohmigen sowie diejenigen im hochohmigen Pfad sind so dimensioniert, dass die resultierende Durch-

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flutung der Spulen 9 und 10 bei Nennstrom nicht ausreicht, um den Schlaganker zum Ansprechen zu bringen. Der als temperaturabhängiges strombegrenzendes Element (CLDT-Element) ausgebildete Kaltleiterwiderstand 12 ist so ausgelegt, dass er sich bei Nennstrom gerade unterhalb der Teinperaturschwelle des wirksamen Widerstandshubes befindet. Bei kleinen Ueberströmen wird das CLDT-Element 12 aufgeheizt, wobei sich sein Widerstand sprunghaft erhöht und der grösste Teil des Stromes auf den hochohmigen Pfad 10,13 umgelegt wird. Durch die stark erhöhte Durchflutung der Spule 10 kommt der Schlaganker zum Ansprechen. Bei hohen Ueberströmen (Kurzschluss) hat das Element 12 keine Zeit, sich zu erwärmen, und der Schaltautomat spricht dank sprunghafter Erhöhung der Durchflutung im Kreis 11 sofort unverzügert an. Unterhalb einer einmal für den Kurzschlussfall festgelegten Grenze für die elektromagnetische Schnellauslösung können alle Charakteristiken für darunter liegende Ueberströme in einfacher Weise verwirklicht werden. Diese Schaltung hat den Vorteil, dass durch blosse Aenderung der Windungszahl der Auslösespule 9 der Uebergang von der Schnellauslösung zur thermisch verzögerten Auslösung verschoben und damit ohne zusätzliche Anpassung weiterer Bauelemente verschiedene Auslösekennlinien erreicht werden können. Unter Beibehaltung des Kaltleiter-(PTC-) Widerstandes 12 sowie seiner Wärmeableitungsverhältnisse kann der Strompfad 10,13 möglichst hochohmig ausgelegt werden, wodurch eine wirksame Strom-

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begrenzung während des Abschaltvorganges des Schaltautomaten erreicht wird. Jeder Ueberstrom wird nach Ansprechen (spontane Widerstandserhöhung) des Kaltleiterwiderstandes 12 in seinem zeitlichen Anstieg und seiner Höhe begrenzt, sodass die Bogenlöschvorrichtung des Schalters in ihrer Wirkung namhaft unterstützt wird. Um das Element 12 vor Uebertemperatur zu schützen, muss die Diniensionierung der massgebenden Bauelemente genau auf die Bogenlöschvorrichtung abgestimmt sein.

Im vorliegenden Beispiel wurde ein Schaltautomat von l6A Nennstrom mit einem CLDT-Element 12 mit folgenden Eigenschaften bestückt:

Form: zylindrisch

Querschnittsfläche: 0,44 cm^

Länge in Stromrichtung: 1,95 cm

Gewicht: 4,08 g

Widerstand bei 25°C: 6 «IlAj

Widerstand bei 120°C: min. 600 m υΓ\

Wärmekapazität: 3»39

t)a3 Element war im Schalter derart eingebaut, dass es eine Wärmeabfuhr von 19 mW/Grad aufwies.

Der Widerstand der niederohmigen Spule 9 betrug 2,6 Der hochohmige Strompfad 10,13 hatte eine Spule 10 mit 8 Windungen und einen Totalwiderstand von 300 mJ\ Der Schlaganker war derart eingestellt, daso Auslösung bei

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-i³-

einer Durchflutung von total 150 AW erfolgte.

Die Schaltcharakteristik wurde wie folgt eingestellt:

Niederohmige Auslösespule 9: Windungszahl H-Charakteristik: 3»5

L-Charakteristik: 2

Zusätzlich wirkt jedoch das CLDT-Element 12 auch strombegrenzend bei grossen Kurzschlusströmen, wenn nach der elektromagnetischen Auslösung der Lichtbogenstrom ein Ansprechen des Elementes hervorruft und so die Stromkommutierung auf den hochohmigen Strompfad 10,13 erfolgt.

Fig. 11:

Diese Schaltung unterscheidet sich von der vorangegangenen lediglich dadurch, dass der ohmsche Widerstand 13 im hochohmigen Pfad durch einen weiteren Kaltleiter-(PTC-) Widerstand I^ ersetzt ist. Letzterer kann ein beliebiger PTC-Widerstand oder vorzugsweise auch ein CLDT-Element sein. Bedingung ist, dass durch Dimensionierung aller massgebender Bauelemente dafür gesorgt wird, dass bei Ueberstrom der Kaltleiterwiderstand 12 im niederohmigen Pfad vor demjenigen im hochohmigen Pfad anspricht. Die beiden Elemente 12 und 14 müssen sich daher in ihren Eigenschaften unterscheiden. Dies kann auf verschiedene Weise bewerkstelligt werden. Der Unterschied kann im Absolutwert ihres Widerstandes, in ihrer Wärmekapazität, in ihrer Temperatur/Wider-

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stands-Kennlinie oder ihrem Ansprech-Jouleintegral, das ein Mass für die während der Aufheizphase bis zum Ansprechen in Wärme umgesetzte Energie darstellt, bestehen. Es können auch mehrere dieser Eigenschaften gleichzeitig bei beiden Elementen verschieden sein. Das Element 14 unterstützt dabei sozusagen "nachhinkend" die Strombegrenzung beim Abschalt- und Löschvorgang.

Fig. 12:

In dieser Schaltung liegt eine niederohmige Spule 9 in Serie zu zwei parallel geschalteten Strompfaden. Der erste Strompfad wird durch einen PTC-Widerstand 12 (vorzugsweise CLDT-Element), der zweite durch eine hochohmige Auslösespule 10 und einen ohmschen Widerstand 13 gebildet. Hier fliesst der gesamte Betriebsstrom stets durch die Spule 9» wodurch ihr Beitrag zur Gesamtdurchflutung entsprechend höher ist. Im übrigen verhält sich die Schaltung analog wie diejenige nach Fig. 10, und auch die Dimensionierung erfolgt nach ähnlichen Kriterien. Die Einstellung der Auslösekennlinie erfolgt auch hier durch Anpassung der Windungszahl der Spule 9. Auch bei dieser Schaltung kann selbstverständlich der ohmsche Widerstand 13 entsprechend Fig. 11 durch ein Kaltleiter-Element lh ersetzt sein.

Fig. 13:

Die Auslösevorrichtung wird durch zwei parallele Strompfade gebildet, wobei jeder Pfad eine Auslösespule 15» bzw.

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l6 besitzt, die zusammen mit dem Schlaganker einen gemeinsamen magnetischen Kreis 11 bilden. Die Auslösespulen 15, l6 sind so gewickelt, bzw. vom Strom durchflossen, dass sich ihre Durchflutungen subtrahieren. Die in den Figuren unterhalb der Spulen eingezeichneten, entgegengesetzt gerichteten Pfeile symbolisieren somit die Durchflutungsrichtung, nicht die Stromrichtung. Unter normalen Betriebsbedingungen (Nennstrom) heben sich die Durchflutungen beider Spulen gegenseitig teilweise oder vollständig auf, so dass im letzteren Fall keinerlei magnetomotorische Kraft auf den Schlaganker wirkt. In Analogie zu Fig. 1 entspricht dies etwa der abgeglichenen Brücke. Im ersten Strompfad befindet sich der Kaltleiterwiderstand 17, während im zweiten Pfad ein gewöhnlicher ohmscher Widerstand 18 vorgesehen ist. Der Ueberstrom bewirkt eine rasche Widerstandszunahme von 17, kommutiert sich selbst auf I6,l8 und erzeugt im Kreis 11 eine kräftige resultierende Durchflutung, die den Schlaganker zum Ansprechen zwingt. Verschiedene Charakteristiken werden u.a. dadurch erreicht, dass bei Nennstrom die Durchflutung der Spule 9 diejenige der Spule 10 nur teilweise aufhebt.

Fig. IH:

Bei dieser Schaltung wird ähnlich wie in Fig. 2 ein Heissleiter-Widerstand 19 zur Erzeugung eines magnetischen Ungleichgewichts im Kreis 11 bei Ueberstrom herangezogen.

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- yr-

Durch Widerstandsabnahme von 19 wird der grösste Teil des Ueberstromes auf die Auslösespule 15 kommutiert, wodurch der Schlaganker des Schalters zum Ansprechen kommt. Die Wirkung ist mit derjenigen nach Fig. 13 identisch und es ergeben sich von letzterer abweichende, i*.ur>ätzlicho Dimensionierungsmöglichkeiten für Widerstand 18 und Auslösespulen 15 und l6. Für die Einstellung der Charakteristiken gilt das unter Fig. 13 gesagte.

Fig. 15:

Fig. 15 zeigt eine Schaltung mit zwei parallelen Strompfaden, wobei jeder durch eine Auslösespule 15 bzw. 16 und einen zu ihr in Serie liegenden Kaltleiter-Widerstand 17 bzw. 20 gebildet wird. Die magnetischen Durchflutungen der Spulen 15 und 16 heben sich bei Nennstrom gegenseitig teilweise oder ganz auf, so dass keine oder nur eine geringe Wirkung auf den dem gemeinsamen magnetischen Kreis angehörenden Schlaganker ausgeübt wird. Die beiden Pfade dieser Schaltung können elektrisch völlig symmetrisch ausgeführt werden, indem selbst die Kaltleiter-Widerstände und 20 die gleichen Charakteristiken haben, d.h. gleichen Widerstandshub für gleiche Temperaturerhöhung aufweisen. Für die Kaltleiter 17 und 20 kommen vornehmlich CLDT-EIemente (vergl, oben S.8) in Frage, welche durch Phasenübergang bei einer bestimmten Temperatur ihren Widerstand spontan ändern. Diese Widerstandsänderung muss in einem bezogen auf die gesamte Auslösezeit des Schalters sehr

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kurzen Intervall erfolgen. Die Kaltleiterelemente 17 und 20 unterscheiden sich lediglich um einen geringen Betrag ihres Ansprech-Jouleintegrals (I dt voneinander. Dieses Integral

t/= 0
ist bestimmt durch die Zeit/Temperatur-Funktion des CLDT-Elements, die ihrerseits vom Stromverlauf abhängt. Der Ueberstrom setze zum Zeitpunkt t = 0 ein und heize das Element bis zum Zeitpunkt t = T~auf. Dann ist T" die Zeitdauer des Ueberstromes, die zur sprunghaften Erhöhung des Widerstandes des CLDT-Elements notwendig ist. Die Zeitdauer "C^ist sowohl von der Wärmekapazität (thermische Zeitkonstante) wie von den Abkühlungsbedingungen (Wärmeabfuhr) des Elements abhängig. Das Ansprech-Jouleintegral, das die während der Aufheizphase des Elements bis zur Grenztemperatur des erfolgten Widerstandshubes total in Wärme umgesetzte Energiemenge darstellt, kann demnach bei sonst gleichbleibenden Materialeigenschaften für zwei Elemente verschieden ausfallen. Das Element mit dem kleineren Jouleintegral , beispielsweise 17, spricht zuerst an, wodurch der Ueberstrom auf den zweiten, durch das Element 20 und die Spule 16 gebildeten Pfad kommutiert wird, wodurch der Schalter magnetisch ausgelöst wird. Das Element 20 wird unmittelbar nach Beginn der Kommutierung des Ueberstroms durch denselben ebenfalls beschleunigt aufgeheizt, was eine sprunghafte Erhöhung seines Widerstandes zur Folge hat. Dadurch wird der Ueberstrom seinerseits in seinem Anstieg und seiner Höhe begrenzt, wodurch die Bogenlöschvorrichtung des Schalters in ihrer Wirkung namhaft unterstfit-^t wird. Die Dimensionie-

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ti

rung der massgebenden Bauelemente bei Anwendung der Schaltung gemäss Fig. 15 muss genau auf die Bogenlöschvorrichtung abgestimmt werden. Dabei sei vorausgesetzt, dass die Abschaltleistung des Schalters ausreicht, um die Kaltleiterwiderstände 17 und 20 vor Uebertemperatur zu schützen.

Im vorliegenden praktischen Beispiel, das einen anschaulichen Spezialfall darstellt, wurden als Kaltleiterwiderstände 17 und 20 CLDT-Elemente (vergl. oben S. 8) der gleichen Charge, die sich nur durch ihre Dimensionen und demzufolge ihre Wärmekapazitäten unterschieden, verwendet:

Kaltleiterwiderstand 17 20

(CLDT-Element):

Form: zylindrisch zylindrisch

Volumen: 15 Querschnittsfläche:

Länge in Stromrichtung:

Gewicht:

Widerstand bei 25°C:

Widerstand bei l60 C: 20 Wärmekapazität:

Der Widerstand der Auslösespulen 15 bzw. 16 betrug je 3πι»Π.. Diese Dimensionsangaben bezogen sich im vorliegenden Fall auf einen Schaltäutomaten für 16 A Nennstrom und es wurde hierbei eine thermisch verzögerte Auslösung über den ganzen Ueberstrombereich bis zum vollen Kurzschlusstrom

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	71	.0.	min.	1	100	^%
ο,	237	1	275	2 cm
1	,05	1	,22	cm
1	,18		,6	g
	6	6	m J L
	60	60	m SX
0	,96	,3	Wsec Qrad

ze

- 2Γ -

gemäss Charakteristik V der Figur 20 erreicht. Es wird hier ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die möglichen Formen der Schaltung gemäss Fig. 15 nicht auf dieses engere Ausführungsbeispiel beschränkt sind. Es lassen sich insbesondere andere von V abweichende Charakteristiken durch Einführung von leichten Asymmetrien in den beiden Strompfaden erreichen. Dies kann sowohl durch Aenderung der Widerstände 17 bzw. 20 wie der Windungszahlen der Spulen 15 bzw. l6 oder durch beides zugleich geschehen.

Fig. 16:

Diese Schaltung unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 15 dadurch, dass zu den beiden parallelen Strompfaden 15»17 und 16,20 noch ein ohmscher Widerstand 21 parallelgeschaltet ist, welcher die Kaltleiterwiderstände 17 und 20 vor zu hoher anfallender Leistung (hohe Spannung und gleichzeitig Ueberstrom) und damit vor unzulässiger Uebertemperatur schützt.

Fig. 17:

Fig. 17 zeigt eine Schaltung mit zwei parallelen Strom- pfaden, wobei der erste Pfad durch eine hochohmige Auslösespule 10 und einen zu ihr in Serie liegenden Kaltleiterwiderstand I¹I, der zweite hingegen durch eine nieder- ohmige Auslösespule 9 gebildet wird. Entsprechend Fig. 13 bilden die Spulen 10 und 9 mit dem Schlaganker einen ge- meinsamen magnetischen Kreis 11, wobei sich bei Nennstrom

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ihre Durchflutungen gegenseitig teilweise oder vollständig aufheben. Der Kaltleiterwiderstand ll* hat dabei nur einen kleinen Teil des Nennstromes zu tragen, so dass er in den Abmessungen klein gehalten werden kann. Bei Ueberstrom steigt sein Widerstandswert stark an, so dass durch die Spule 10 praktisch kein Strom mehr fliesst und nur noch die in Spule 9 stark angestiegene Durchflutung auf den Schlaganker wirkt und denselben zum Ansprechen bringt.

Dem vorliegenden Ausführungsbeispiel lag ein Schaltautomat von 63 A Nennstrom zugrunde. Der Schlaganker war derart eingestellt, dass das Ansprechen bei einer resultierenden Durchflutung (Spule 9 und Spule 10 zusammen) von 135 AW erfolgte. Die Daten der niederohmigen Spule 9 waren wie folgt:

Widerstand: 1,1*2 m JT
Windungszahl: 2

Als Kaltleiter 14 wurde ein CLDT-Element gemäss Ausführungsbeispiel Fig. 1 mit folgenden Eigenschaften verwendet:

Form: zylindrisch

Querschnittsfläche: 0,275 cm

Länge in Stromrichtung: 1,22 cm

Gewicht: 1,6g

Widerstand bei 25°C: 6mA

Widerstand bei I60 C: min. 60 m ΓΧ

Wärmekapazität: \_%

Grad

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-²J-

Dieses Element war im Schaltautomaten derart eingebaut, dass es eine Wärmeabfuhr von 6,6 m W/Grad aufwies. Durch zweckmässige Anpassung der hochohmigen Spule 10 konnten alle für den praktischen Betrieb in Frage kommenden Auslösekennlinien verwirklicht werden (siehe auch Prinzip der Fig. 20). Im vorliegenden Fall ergaben sich die Spulendaten für die Auslösespule 10 wie folgt:

Hochohmige Auslösespule: Widerstand (mil) Windungszahl H-Charakteristik: 6,1 8,9

L-Charakteristik: 6,1 12,2

C-Charakteristik: 2,8 10,4

K-Charakteristik: 2,2 10

V -Charakteristik: 2,2 11,5

Selbstverständlich lassen sich auch alle dazwischen liegenden Charakteristiken mit dieser Anordnung verwirklichen.

Fig. 18:

In dieser der Fig. 17 ähnlichen Schaltung ist der Kaltleiterwiderstand I¹J durch einen Heissleiterwiderstand 22 ersetzt. Der Betriebsstrom fliesst hauptsächlich über die niederohmige Auslösespule 9· Bei Ueberstrom verringert sich der Widerstand des Heissleiters 22, sodass nun die Spule 10 eine höhere Durchflutung erzeugt, die den zuvor abgeglichenen magnetischen Kreis 11 aus dem Gleichgewicht bringt und den Schlaganker zum Ansprechen zwingt.

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Fig. 19:

Im Gegensatz zu den beiden vorangegangenen Schaltungen nach Fig. 17 und Fig. 18 befindet sich hier der temperaturabhängige Widerstand im niederohmigen Pfad und ist als Kaltleiter 12 für verhältnismässig hohen Strom dimensioniert, da der Betriebsstrom vorwiegend über diesen Pfad fliesst. Bei Ueberstrom gerät das System dadurch aus dem Gleichgewicht, dass der Widerstand des Kaltleiters 12 spontan zunimmt und den grössten Teil des Stromes auf den hochohmigen Pfad der Spule 10 kommutiert. Letztere bringt den Schlaganker über den gemeinsamen magnetischen Kreis 11 zum Ansprechen.

Im vorliegenden Beispiel wurde ein Schaltautomat von 10 A Nennstrorn verwendet. Der Schlaganker war auf eine resultierende Ansprech-Durchflutung von 60 AW eingestellt. Die Daten der niederohmigen Spule 9 waren wie folgt:

Widerstand bei 25°C: 11,5 m/l Windungszahl: 3

Als Kaltleiter 12 wurde ein CLDT-Element gemäss Beispiel Fig. 1 mit folgenden Eigenschaften verwendet (gleich wie Fig.17): '

Form: zylindrisch

Querschnittsfläche: 0,275 cm²

Länge in Stromrichtung: 1,22 cm

Gewicht: 1,6g

Widerstand bei 25°C: 6 m

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JJ

Widerstand bei l6O C: min. 60 mJJ, Wärmekapazität: 1,3 £

Das Element war im Schaltautomaten derart eingebaut, dass es eine Wärmeabfuhr von 6,6 m W/Grad aufwies.

Die den Parallelpfad bildende hochohmige Auslösespule wurde den vorstehenden Bauelementen in der Weise angepasst, dass sich folgende Daten ergaben:

Hochohmige Auslösespule: Widerstand (m/l) Windungszahl H-Charakteristik: 28 11

L-Charakteristik: 28 8,5

O-Charakteristik: 119 46,3

K-Charakteristik: 232 48,3

V^-Charakteristik: 232 10

Fig. 20:

In diesem Diagramm sind die der Schaltung Fig. 19 entsprechenden Charakteristiken des Ausführungsbeispiels graphisch dargestellt. Als Abszisse ist das Verhältnis Ueberstrom:Nennstrom (I/_T ) aufgetragen, während die

¹N
Ordinate die Auslüsezeit in see. darstellt. Abszisse wie Ordinate sind in logarithmischem Massstab gehalten. Die Charakteristiken "H", "L", "G" und "K" fallen in den Toleranzbereich, welcher durch die entsprechenden Normen (VDE 06^1 und CEE-Publikation 19) festgelegt ist. Die mit "V " bezeichnete Kurve entspricht thermischer Verzögerung

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■β

bis zum vollen Kurzschlusstrom. Der untere, mehr oder weniger horizontal verlaufende Ast der Kurven (unterhalb ca. 0,01 see) ist von der Mechanik des Schalters bestimmt (mechanische Eigenzeit) und weitgehend unabhängig von der thermischen Verzögerung. Da jedoch die Doppelspulenauslösung der Schaltungen gemäss Figuren 13 bis 19 eine wesentlich empfindlichere Einstellung des Schlagankers gestattet, sind auch in diesem Dereich noch Verbesserungen nach kleineren Zeiten hin möglich. Qualitativ gelten die Kurven sinngemäss auch für alle anderen Schaltungen und Ausführungsbeispiele.

Fig. 21:

In dieser Figur ist eine Ausführungsform der Auslösevorrichtung schematisch im Schnitt dargestellt, welche im Prinzip einer der Schaltungen nach Fig. 17, Fig. 18 oder Fig. 19 entspricht. Hinter der Eingangsklemme 23 verzweigt sich der Leiter, wobei dem Strom zwei Pfade zur Verfügung stehen. Der erste Pfad wird durch den temperaturabhängigen Widerstand 24, welcher aus einem PTC- oder NTC-Element bestehen kann, und der Auslösespule 25, der zweite dagegen durch die entgegengesetzt wirkende Auslösespule 26 gebildet. Die Spulen 25 und 26 bilden mit dem Schlaganker 27 einen gemeinsamen magnetischen Kreis. Nach der Vereinigung der Pfade fliesst der Strom über den Kontakthebel 28, den beweglichen Kontakt 29 und den festen Kontakt 30 zur Ausgangsklemme 31. Unter Normalverhältnissen (Betriebsstrom) wird

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der bewegliche Kontakt 29 über den Kontakthebel 28 mittels eines hier nicht näher bezeichneten Verklinkungsmechanismus an den festen Kontakt 30 gepresst, wobei die Feder 32 gespannt ist. Bei Ueberstrom spricht der Schlaganker 27 an, trifft auf die Auslöseklinke 33» welche ihrerseits den Verklinkungsmechanismus freigibt, worauf die Feder 32 über den Kontakthebel 28 den beweglichen Kontakt 29 vom festen Kontakt 30 trennt. Der bei der Kontaktöffnung entstandene Lichtbogen wird in die Funkenkammer J>Ü geblasen, wo er er lischt. Zum Spannen der Feder 32 sowie zum mechanischen Oeffnen und Schliessen des Schalters iat noch der Handhebel 35 vorgesehen.

Die Auslösevorrichtung ist nicht auf die in den Figuren 1 bis 21 dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Insbesondere können die Schaltungen durch weitere Kombinationen von PTC- und NTC-Elementen, die sich in ihrer Wirkung gegenseitig unterstützen, ergänzt werden. Derartige Erweiterungen lassen sich ohne weiteres aus den angeführten Grundschaltbildern herleiten. In allen Schaltungen können sowohl zusätzliche ohmsche Widerstände in den Strompfaden eingeführt werden, wie umgekehrt die Auslösespule teilweise oder gänzlich aus dem ohmschen Widerstand des betreffenden Pfades bestehen kann. Des weiteren kann beispielsweise der Kaltleiterwiderstand aus einem Material bestehen, das sich zur Spulenherstellung eignet, wodurch temperaturabhängiger Widerstand und Auslösespule eine

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elektrisch-geometrische Einheit bilden. Dies ist dann der Fall, wenn als PTC-Element beispielsweise Fe/Ni-Draht oder -Band verwendet wird. Die Anwendung der Auslösevorrichtung ist ferner nicht auf die konstruktive Durchbildung nach Fig. 21 beschränkt. Es können insbesondere auch Heiais oder anderweitige indirekt wirkende elektrische Vorrichtungen zur Stromunterbrechung damit ausgerüstet werden.

Es muss hier nochmals ausdrücklich betont werden, dass sich die möglichen Auslösekennlinien keinesfalls auf die in Fig. 20 dargestellten Kurven beschränken. Es kann im Prinzip jede denkbare Charakteristik mit verhältnismässig einfachen Mitteln erreicht werden.

Durch die erfindungsgemässen Auslösevorrichtungen wurden Geräte geschaffen, welche die Verwirklichung jeder beliebigen thermischen Auslösekennlinie über den ganzen Ueberstrombereich des Schalters bis zum maximalen Kurzschlussstrom ermöglichen. Zudem gestatten die erfindungsgemässen Schaltungen einen sehr weiten Variationsbereich der Charakteristik mit einem einzigen temperaturabhängigen Wider-Standselement, lediglich durch Anpassung der magnetischen Auslösespule. Dabei ist eine weitestgehende Angleichung der Schaltercharakteristik an diejenige einer Schmelzsicherung möglich. Die Vorrichtung vermeidet konsequent mehrstufige Auslösemechanismen mit komplizierten mechanischen Antrieben. Auch im Bereich hoher Ueberströme (Kurzschluss) wird eine stromabhängige Auslöseverzögerung ohne aufwendige

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Λ?

Zusatzeinrichtungen wie Zusatzmassen am Schlaganker, mechanische Hemmwerke oder elektrische Kondensatoren erreicht. Ein besonderer Vorteil ergibt sich aus der Erfindung dadurch, dass keine Aenderung im prinzipiellen Aufbau konventioneller elektrischer Schalter notwendig ist und dass die elektromagnetische Auslösevorrichtung übernommen werden
kann. Ausserdem können mit ein und demselben temperaturabhängigen Steuerwiderstandselement mehrere Nennstrombereiche erfasst werden.

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L e e r s e i t e

Claims

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Patentansprüche

/ 1. !Auslösevorrichtung mit thermischer Verzögerung für einen Schalter zum Netz- und/oder Motorschutz, insbesondere in Niederspannungsnetzen, auf der Basis von magnetischen Auslösespulen, dadurch gekennzeichnet, dans zur thermischen Verzögerung der Auslösung mindestens eine magnetische Auslösespule und vier Steuerwiderstände, woven mindestens einer temperaturabhängig ist, oder mindestens ein temperaturabhängiger Steuerwiderstand und zwei magnetische Auslösespulen mit gemeinsamem magnetischen Kreis vorgesehen sind.

2. Auslösevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Brückenschaltung mit vier Steuerwiderständen, die je zwei parallele Pfade bilden, und einer magnetischen Auslösespule (1), welche dazwischen die Brückendiagonale bildet, vorgesehen ist.

3- Auslösevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im einen Pfad der Brücke ein Kaltleiter-(PTC-) (2) oder ein Hcissleiter-(NTC-) (6) Widerstand und ein ohmscher Widerstand (^) und im anderen Pfad zwei ohmsche Widerstände (3> 5) in Serie geschaltet sind.

U. Auslösevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

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dass in beiden Pfaden der Brücke je ein Kaltleiter-(PTC-) (2, 7) oder ein Heissleiter-(NTC-) (6, 8) Widerstand und ein ohmschcr Widerstand (3, ²O derart in Serie geschaltet sind, dass die temperaturabhängigen wie die ohmschen Widerstände in den beiden Pfaden gegeneinander versetzt angeordnet sind.

5. Auslösevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im einen Pfad der Brücke ein Kaltleiter-(PTC-) Widerstand (2) und ein ohmscher Widerstand (Ό> im andern Pfad ein Heissleiter-(NTC-) Widerstand (6) und ein ohmscher Widerstand (5) in Serie geschaltet sind.

6. Auslösevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im einen Pfad der Brücke ein Kaltleiter-(PTC-) (2) und ein Heissleiter-(NTC-) (8) Widerstand, im andern Pfad zwei ohmsche Widerstände (3, 5) in Serie geschaltet sind.

7· Auslösevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im einen Pfad der Brücke ein Kaltleiter-(PTC-) (2; 7) und ein Hci.snleitcr-(NTC-) (8; 6) Widerstand, im andern Pfad ein Heissleiter-(NTC-) (6) oder ein Kaltleiter-(PTC-) (2) Widerstand und ein ohmscher Widerstand (5) in Serie geschaltet sind.

8. Auslösevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

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dass in beiden Pfaden der Brücke je ein Kaltleiter-(PTC-) (2, 7) und ein Heissleiter-(NTC-) (8, 6) Widerstand derart in Serie geschaltet sind, dass die Kaltleiter-(PTC-) wie die Heissleiter-(NTC-) Widerstände in den beiden Pfaden gegeneinander versetzt angeordnet :·>.πκ1.

9- Auslösevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei parallele Pfade bestehend aus je einem Steuerwiderstand und einer dazu in Serie geschalteten Auslösespule vorgesehen sind, derart, dass die Auslösespulen (9, 10) mit dem Schlaganker einen gemeinsamen magnetischen Kreis (11) bilden und gleichsinnig gewickelt sind, so dass sich ihre Durchflutungen addieren, und dass mindestens einer der vorgeschaleten Widerstände ein Kaltleiter (PTC) ist.

10. Auslösevorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass je ein hoch- und ein niederohmiger Pfad vorgesehen ist und dass sich im niederohmigen Pfad ein Kaltleiter-(PTC-) Widerstand (12) in Form eines temperaturabhängigen strombegrenzenden Elements (CLDT-Element) und eine Auslösespule (9) mit niedriger Windungszahl und im hochohmigen Pfad eine Auslösespule (lü) mit hoher Windungszahl und ein ohmscher Steuerwiderstand (13) befinden.

11. Auslösevorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,

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dass der ohmsche Steuerwiderstand (13) den Widerstandswert Null hat.

12. Auslösevorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass je ein hoch- und ein π icderohinicor Pfad vorgesehen ist und dass sich im niederohmigen Pfad ein KaItleiter-(PTC-) Widerstand (12) in Form eines temperaturabhängigen strombegrenzenden Elements (CLDT-Element) und eine Auslösespule (9) mit niedriger Windungszahl und im hochohmigen Pfad eine Auslösespule (10) mit hoher Windungszahl und ein Kaltleiter-(PTC-) Widerstand (ΐΊ) befinden, derart, dass sich die Kaltleiter-(PTC-) Elemente (12, I^) in ihrem Widerstand und/oder in ihrer Wärmekapazität und/oder ihrem Temperatur-Widerstandsverhalten und/ oder ihrem Ansprech-Jouleintegral f~L dt unterscheiden, wobei ΐ die Zeitdauer des Ueberstromes bedeutet, die zur wirksamen Erhöhung des Widerstandes des PTC-Elements notwendig ist.

13· Auslösevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Auslösespule (9) mit niedriger Windungszahl mit zwei parallelen Strompfaden in Serie liegt, wobei der eine Pfad durch einen Kaltleiter-(PTC-) Widerstand (12) in Form eines temperaturabhängigen strombegrenzenden Elements (CLDT-Element) und der andere Pfad durch eine Auslösespule (10) mit hoher Windungszahl und

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einem ohmschen Steuerwiderstand (13) gebildet ist.

m. Auslösevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei parallele Pfade bestehend aus je einem Steuerwidrt'iitand und einer dazu .in ocr.ic ί^Γ,<^Λ·"><·Ιι.Ίΐ Loten Auslösespule vorgesehen sind, derart, dass die Auslösespulen (15, 16; 9, 10) mit dem Schlaganker einen gemeinsamen magnetischen Kreis (11) bilden und entgegengesetzt gewickelt sind, so dass sich ihre Durchflutungen bei Normalbetrieb des Schalters gegenseitig teilweise oder vollständig aufheben, und dass mindestens einer der vorgeschalteten Widerstände ein Kaltleiter (PTC) oder ein Heissleiter (NTC) ist.

15· Auslösevorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass im einen Pfad ein Kaltleiter-(PTC-) (17) oder ein Heissleiter-(NTC-) (19) Widerstand und im andern Pfad ein ohmscher Widerstand vorgesehen ist.

16. Auslösevorrichtung nach Anspruch 1^, dadurch gekennzeichnet, dass die Widerstände (17, 20) in beiden parallelen Pfaden (Kaltleiter-(PTC-) Widerstände von unterschiedlicher Charakteristik sind.

17· Auslösevorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Auslösespulen (15, 16) annähernd

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gleiche Charakteristiken aufweisen und dass in jedem Pfad ein temperaturabhängiges strombegrenzendes Element (CLDT-Element) (17, 20) vorgesehen ist, derart, dass sich die Charakteristik des CLDT-Elements (17) im einen Pfad um einen geringen Betrag seines Ancprech-Jouleintegrals

/I dt von demjenigen des CLDT-Eleemts (20) im andern ^t = O
Pfad untergeheidet, wobei T' dio Zeitdauer dos Ueberstromes bedeutet, die zur sprunghaften Erhöhung des Widerstandes des CLDT-Elements notwendig ist.

18. Auslösevorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu den beiden parallelen Pfaden ein ohmscher Schutzwiderstand (21) parallelgeschaltet ist.

19. Auslösevorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass je ein hoch- und ein niederohmiger Pfad vorgesehen ist und dass sich im hochohmigen Pfad ein Kaltleiter-(PTC-) Widerstand (Ii)) oder ein Heizleiter- (NTC-) Widerstand (22) und eine Auslösespule (10) mit hoher Windungszahl und im niederohmigen Pfad eine Auslösespule (9) mit niedriger Windungszahl und ein Steuerwiderstand mit dem Widerstandswert Null befinden.

20. Auslösevorrichtung nach Anspruch 1^JI, dadurch gekennzeichnet, dass je ein hpch- und ein niederohmiger Pfad vor-

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gesehen ist und dass sich im niederohmigen Pfad ein Kaltleiter-(PTC-) Widerstand (12) in Form eines temperaturabhängigen strombegrenzenden Elements (CLDT-EIement) und eine Auslösespule (9) mit niedriger Windungszahl und im hochohmigen Pfad eine Auslösespule (10) mit hoher Windungszahl und ein Steuerwiderstand mit dem Widerstandüwert Null befinden.

21. Auslösevorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass als temperaturabhängige Widerstände Kaltleiter-(PTC-) Widerstände von ^V2^"5~* ^und/°^der BaTiO,, und/oder Fe/Ni-Basis und Heiss-

leiter-(NTC-) Widerstände auf V0„-Basis vorgesehen sind.

22. Auslösevorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die temperaturabhängigen Steuerwiderstände aus Draht- oder Bandmaterial bestehen und gleichzeitig die Wicklung der Auslösespulen bilden.

BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie.

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