DE2743117C2 - - Google Patents
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- H02H1/00—Details of emergency protective circuit arrangements
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- H02H3/08—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current
- H02H3/093—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current with timing means
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Description
Die Erfindung betrifft einen Vorrangschaltkreis für ein
Schaltkreistrenngerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Auf dem Gebiet der elektronisch ausgelösten Schaltkreistrenner
ist bekannt, siehe die US-Patentschrift 36 34 730, Zeitgeberkreise
zu verwenden, die vorbestimmte Werte
von Fehlerströmen oder Überlastströmen ermitteln und Auslöseimpulse
liefern, die den zugehörigen Kreistrenner entweder
unmittelbar oder mit einer Zeitverzögerung auslösen und damit
öffnen, abhängig davon, wie schwerwiegend der ermittelte Fehlerzustand
oder Überlastzustand ist. Der Stand der Technik sorgt
für drei Auslösebereiche, nämlich für einen Auslösebereich
mit langer Zeitverzögerung, der mit einer Zeitverzögerung auftritt,
die sich umgekehrt proportional zum Quadrat des Überlaststromes
ändert, mit einer kurz verzögerten Auslösung, die mit
einer festen Zeitverzögerung auftritt, wenn der festgestellte
abnormale Strom einen vorbestimmten Wert überschreitet, der
höher ist, als der, der zu der langverzögerten Auslösung führt;
und schließlich findet eine unmittelbare Auslösung aufgrund
von schwerwiegenden Fehlerströmen oder aufgrund von Kurzschlußströmen
statt. Diese unterschiedlichen Zeitfunktionen werden
vorgesehen, um zwischen Sicherheit und Bequemlichkeit einen
optimalen Weg zu finden, mit anderen Worten, sicherzustellen,
daß ein Kreistrenner nur dann zum Öffnen gebracht wird, wenn
dies absolut notwendig ist, und nicht etwa vorher schon.
Im allgemeinen ist die sofortige Auslösecharakteristik eines
Kreistrenners, die von einem sogenannten Vorrangschaltkreis
geliefert wird, zumindest ebenso abhängig von dem physikalischen
Aufbau des Kreistrenngerätes wie vom zu schützenden Kreis. Mit
anderen Worten, es gibt einige Werte von Fehlerströmen, die
nicht nur katastrophal bezüglich des zu schützenden Kreises
sind, sondern die auch den Kreistrenner physikalisch dadurch
zerstören, daß der übermäßige Stromfluß, der auch durch die
Kreistrennerkontakte fließt, die innere Struktur des Kreistrenners
zerstört oder diesen sogar zur Explosion bringt.
Obwohl jedoch einerseits die Fähigkeit eines Kreistrenners,
der Energie eines Fehlerstromes zu widerstehen, begrenzt ist,
ist es doch andererseits so nachteilig, das gesamte elektrische
Netz abzuschalten, daß es wünschenswert erscheint, selbst bei
Auftreten eines derartig schweren Fehlers den Kreistrenner
an einer Auslösung zu hindern, wenn der Fehler nur kurzzeitig
ist und so schnell wieder verschwindet, daß er keinen Schaden
anrichtet. Es wurde insbesondere gefunden, daß bestimmte
asymmetrische Fehler mit hohen Anfangsspitzen schnell genug
abfallen, um für die sehr kurze Dauer, für die sie existieren,
tolerierbar zu sein. Trotz jedoch des schnellen Zurückgehens
der hohen Anfangsspitze von asymmetrischen Fehlern, die eine
sofortige Auslösung unnötig macht, lösen herkömmliche Schaltkreistrenner
bei Auftreten derartiger Fehler sofort aus.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Vorrangschaltkreis für ein Schaltkreis-
Trenngerät zu schaffen, der in der Lage ist, zwischen Fehlern
zu unterscheiden, die eine im wesentlichen sofortige Auslösung
erfordern, und solchen Fehlern, bei denen dieses nicht nötig
ist.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die kennzeichnenden
Merkmale des Hauptanspruchs gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung finden sich
in den Unteransprüchen.
Eine vorzugsweise Ausführungsform der Erfindung
- sie stellt nur ein Beispiel dar - wird bezüglich der einzigen
Zeichnung erläutert, wobei diese einzige Figur ein Schaltkreistrenngerät
mit einem Vorrangschaltkreis gemäß der Erfindung teilweise schematisch und
teilweise in Blockdiagrammform zeigt.
In der Zeichnung bedeutet die Bezugszahl 10 allgemein ein Schaltkreistrenngerät,
das, allgemein gesprochen, Überwachungs-
Einrichtungen, einen Steuerschaltkreis, einen Zeitgeber-
Schaltkreis sowie Schaltkreis-Unterbrechungs-Einrichtungen
umfaßt. Das dargestellte Gerät 10 kann als eine Verbesserung
des in der US-Patentschrift 38 18 275 dargestellten Gerätes
angesehen werden, so daß bezüglich von Einzelheiten gewisser
Teile des Gerätes, insoweit sie nicht direkt Teil der vorliegenden
Erfindung an sich sind, auf diese Patentschrift verwiesen
sei und diese Einzelheiten vorliegend nicht voll beschrieben
werden. Es sei darauf hingewiesen, daß bestimmte Bezugszahlen sich
in der oben erwähnten US-Patentschrift finden, die auch
hier für ähnliche Elemente angewendet werden. Bei der dargestellten
vorzugsweisen Ausführungsform wird das dargestellte
Schaltkreistrenngerät 10 in Verbindung mit einem
einphasigen Netzwerk verwendet, das durch die Leitungen L 1
und L 2 repräsentiert wird, in denen ein elektrischer Wechselstrom
I L fließen mag und an denen bezüglich Erde G eine Spannung
V L existieren mag. Die entsprechenden Wellenformen I L und V L
dieses Stromes und dieser Spannung in Abhängigkeit von der
Zeit sind oben in der Figur dargestellt. Natürlich kann der
Strom I L gegenüber der Spannung V L phasenverschoben sein, abhängig
von den nicht dargestellten Schaltkreis-Parametern.
Bei der vorzugsweisen Ausführungsform der Erfindung umfaßt
die Überwachungseinrichtung einen Stromtransformator CT 1, der
so angeordnet ist, daß er den Strom I L überwacht und dabei
so ausgeführt ist, daß er an eine Diodenbrücke DB 1 einen Wechselstrom
I T liefert, der zu dem Strom I L in Bezug steht und für
die vorliegende Beschreibung als dazu proportional angenommen
sei. Der Strom I T wird von der Diodenbrücke DB 1 gleichgerichtet,
um einen pulsierenden Ausgangsgleichstrom I₁ zu erzeugen, der
in der Zeichnung als vom Anschluß A zu den Ausgangsanschlüssen
der Diodenbrücke DB 1 fließend dargestellt ist. Der Steuerschaltkreis
des Schaltkreistrenngerätes 10, allgemein mit 12
bezeichnet, kann ähnlich zu dem Festkörper- oder statischen
Steuerschaltkreis sein, wie er in der oben erwähnten US-Patentschrift
38 18 275 beschrieben ist und er wird daher hier nur
in Blockdiagramm-Form wiedergegeben, wobei nur die Elemente
R, ZD 2 und D 5 schematisch und nicht miteinander verbunden angedeutet
sind, um die Lage der wesentlichen Anschlüssen wiederzugeben.
Andere in der US-Patentschrift 38 18 275 vorhandene
Elemente sind das Widerstandselement R 1 zwischen dem positiven
Ausgang der Brücke DB 1 und dem Eingang des Steuerschaltkreises
12, und die Schaltkreis-Unterbrechungs-Einrichtungen, die einen
Schaltkreistrenner CI enthalten, der schematisch in der Weise
dargestellt ist, daß er trennbare Hauptkontakte F-F aufweist,
die in der Leitung L 1 in Serie vorgesehen sind, sowie eine
Nebenschluß-Auslösespule TC 1, die von den Leitungen 36 und
38 versorgt wird. Die Leitung 38 ist mit der Anode eines
gesteuerten Gleichrichters (z. B. Thyristors) oder einer ähnlichen
gesteuerten Einrichtung Q 3 verbunden, deren Kathode
an einem Anschluß D und deren Gate- oder Steuerelement an
einem Anschluß E angeschlossen ist, wobei der Zweck der Anschlüsse
D und E im folgenden noch näher erläutert wird. Die Schaltkreistrenner-
Kontakte F-F und die Leitung L 1 werden geöffnet, um
den abnormalen Stromfluß in der Leitung unter den richtigen
Bedingungen zu unterbrechen, welche sich auf den Zustand des
Stromes I L beziehen, der von dem Stromtransformator CT 1 gemessen
wird, wobei die elektrischen Anordnungen, die von
den Blöcken 12 und 30 repräsentiert werden, die von dem Stromtransformator
CT 1 über die Gleichrichterbrücke DB 1 erhaltene
Information verwenden, um Ausgangssignale am Anschluß E derart
zu erzeugen, daß die Betätigung der Auslösespule TC 1 des Schaltkreistrenners
C 1 gesteuert wird. Es ist zu erkennen, daß trotz
der Tatsache, daß das Gerät 10 in Verbindung mit einer einphasigen
Leitung L 1 dargestellt ist, dieses Gerät in einfacher
Weise auch für die Verwendung bei mehrphasigen, beispielsweise
dreiphasigen Netzwerken verwendet werden kann, indem zusätzliche
Schaltkreis-Sensoren, beispielsweise in der Art des Kreistransformators
CT 1 sowie zusätzliche Gleichrichterbrücken
verwendet werden, wobei die Ausgänge der Gleichrichterbrücken
in Serie miteinander verbunden sind. Bei
der dargestellten Ausführungsform ist auch ein Erdfehlersensor
GFS vorgesehen, der so angeschlossen ist, daß er ein Signal
an einen Erdfehlerdetektor GFD bei Auftreten eines Erdfehlers
oder Erdleckstromes vom Netzwerk an Masse in bekannter Weise
abgibt.
Der Steuerschaltkreis 12 ist schematisch derart dargestellt,
daß er vier Ausgangsanschlüsse B, H, C, J sowie einen Ausgangsanschluß
32 aufweist, wobei der Zweck des letztgenannten Ausgangsanschlusses
32 in der US-Patentschrift 38 18 275 beschrieben
ist und in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung von keiner
unmittelbaren Bedeutung ist. Die an den Anschlüssen A, B, H,
C und J erscheinenden Signale werden als Eingänge dem Zeitgeber-
Schaltkreis 30 über Leitungen 42, 36, 40, 39 bzw. 38 zugeführt,
wobei der Spannungszusammenhang zwischen diesen Anschlüssen
der folgende ist: Die Spannung zwischen den Anschlüssen J und
D ist eine Gleichbezugsspannung und kann beispielsweise in
der Größenordnung von 10 Volt liegen. Die Spannung zwischen
den Anschlüssen B und C ist eine Gleichspannung, die proportional
zum höchsten Stromwert in jeder überwachten Phase ist und
vom Wert des einsteckbaren Widerstandes R bestimmt wird. Die
Spannung zwischen den Anschlüssen B und H ist eine gleichgerichtete
Wechselspannung, die proportional zum höchsten Stromwert in
irgendeiner überwachten Phase ist und die von dem Wert des
Widerstandes R festgelegt wird, der vorzugsweise von einsteckbarer
Bauart ist, wobei sich dieser Widerstand zwischen
den Anschlüssen TT des Steuerschaltkreises 12 derart in Einsteckposition
befindet, daß er bei Bedarf gegen einen anderen einsteckbaren
Widerstand von anderem Widerstandswert ausgetauscht
werden kann. Die Spannung zwischen den Anschlüssen A und B
ist von ähnlichem Charakter wie die Spannung zwischen den Anschlüssen
B und H, weil es sich um eine gleichgerichtete Spannung
handelt, die proportional zum höchsten Wert des Stromes in
irgendeiner Phase, bzw. bei dem dargestellten Beispiel, in
der überwachten Phase ist, wobei der Unterschied zwischen diesen
zwei Spannungen darin liegt, daß die Spannung zwischen den
Anschlüssen A und B von einem festen Widerstand R 1 bestimmt
wird, der nicht in einfacher Weise vom Anwender des Gerätes
durch einen Widerstand mit einem anderen Wert ersetzt werden
kann und der so gewählt wird, daß er den Schaltkreistrenner
CI gegenüber schädigenden Überlast- oder Fehlerströmen von
vorbestimmter Höhe schützt. Ein Vergleich zwischen dem vorliegenden
Gerät und dem Gerät, das in der US-Patentschrift
38 18 275 offenbart ist, läßt erkennen, daß die Ausgangsanschlüsse
H und J beim hier dargestellten Steuerschaltkreis 12 hinzugefügt
wurden.
Gemäß der vorzugsweisen Auführungsform der Erfindung, die
dargestellt ist, weist der Zeitgeber-Schaltkreis 30 fünf verschiedene
Zeitfunktionen auf, die durch einen langverzögernden
Zeitgeber-Schaltkreis LD, einen Diskriminator-Schaltkreis DI,
einen kurzverzögerten Zeitgeber-Schaltkreis SD, einen Erdfehlerdetektor
GFD und einen Vorrangschaltkreis OR bewirkt werden,
wobei die entsprechenden Ausgänge e 1 bis e 5 aller dieser Kreise
oder Funktionsblöcke mit dem Ausgangsanschluß E des Zeitgeber-
Schaltkreises 30 verbunden sind, an dem sich das Gate des
gesteuerten Gleichrichters Q 3 befindet. Der langverzögernde
Schaltkreis LD und der Diskriminator-Schaltkreis
DI sind lediglich in Blockdiagrammform dargestellt, da sie
und ihre Betriebsweise an sich bekannt sind. Kurz gesagt, der
langverzögernde Schaltkreis LD, der eine Gleichstrom-Eingangsspannung
von den Anschlüssen B und C erhält, liefert ein Ausgangssignal,
das umgekehrt proportional zum Quadrat des Stromes
I L ist, der in der Leitung L 1 fließt, gemäß der bekannten Beziehung
I²t = K. Der Diskriminator-Schaltkreis DI führt seine
Funktion bei der anfänglichen Einsetzung des Schaltkreistrenngerätes
10 in das Netzwerk L 1-L 2 aus, zu welcher
Zeit der Diskriminator DI feststellt, ob bereits ein wesentlicher
Fehlerstrom-Zustand in dem Netzwerk, in das das Gerät
gerade eingesetzt wird, vorhanden ist, und liefert ein Ausgangssignal
an seinen Anschluß e 2, wenn dies der Fall ist. Wenn
ein anfänglicher Fehlerstrom-Zustand bei Einschieben des Gerätes
10 in das Netzwerk L 1-L 2 nicht festgestellt wird, wird der
Diskriminator DI kurze Zeit danach automatisch deaktiviert.
Der Funktionsblock, der den Erdfehlerdetektor GFD repräsentiert,
arbeitet im wesentlichen auf die gleiche Weise, wie der kurz
verzögerte Schaltkreis SD, der im folgenden beschrieben wird,
mit der Ausnahme, daß er ein Eingangssignal vom Erdfehlersensor
GFS erhält.
Der kurz verzögerte Teilkreis SD kommt ins Spiel, wenn der
Strom I L einen gewissen Minimalwert überschreitet, der von
dem Wert des einsteckbaren Widerstandes R festgelegt wird.
Wenn ein Überstrom festgestellt wird, der diesen Pegel überschreitet,
wird der kurz verzögerte Schaltkreis SD an seinen
Ausgangsanschluß e 3 ein Auslösesignal mit einer vorbestimmten
festen Zeitverzögerung abgeben, die in dem Moment beginnt,
zu dem der den Minimalwert überschreitende Überstrom ursprünglich
festgestellt wird. Der kurz verzögernde Schaltkreis SD
hat die zusätzliche Fähigkeit, das zeitverzögerte Ausgangssignal
in dem Falle wieder zu beseitigen, wenn der auf der Leitung
I L festgestellte Fehlerzustand unter den Minimalstromwert
während der kurzen Zeitperiode wieder abfällt. Gemäß einer
vorzugsweisen Ausführungsform der Erfindung ist der kurz verzögernde
Schaltkreis SD so ausgeführt, daß er eine Zeitverzögerung
von acht Zyklen zwischen dem anfänglichen Feststellen
eines Fehlerstromes mit dem Minimalwert und der Erregung des
gesteuerten Gleichrichters Q 3, die zu einer Kontaktöffnung
des Schaltkreis-Trenners CI führt, einhält, wobei diese Ausführungsform
so gestaltet ist, daß sie die kurz verzögerte
Schaltkreistrennerauslösungs-Operation ungefähr einen halben
Zyklus nach dem Abfallen des Stromes I L unter den vorgenannten
Minimalwert wieder beseitigt, wenn dies noch während der Verzögerungsperiode
eintritt. Somit verwendet der kurz verzögernde
Schaltkreis den Widerstand R, um einen bedeutsamen Spannungsbezugspunkt
für seine Betriebseigenschaften zu liefern, wobei
dieser Bezugspunkt zu dem vorbestimmten minimalen Wert des
Fehlerstromes IL in Beziehung steht.
Der den Vorrangschaltkreis OR repräsentierende Funktionsblock
arbeitet in ähnlicher Weise wie der Funktionsblock SD, jedoch
mit einer Anzahl von wesentlichen Ausnahmen. Erstens bezieht
sich der Vorrangschaltkreis auf den maximal vom Schaltkreistrenner
CI noch aufnehmbaren Strom und bezieht daher seinen
Bezugswert von dem Widerstandselement R 1, der nicht nach dem
Willen des Benutzers geändert werden kann und welcher Bezugswert
einen extrem hohen Wert eines Fehlerstromes repräsentiert,
bei dem die strukturelle und physikalische Integrität des Schaltkreistrenners
CI aufgrund von Schmelzen und Zusammenschweißen
seiner Komponenten gefährdet ist. Zweitens verwendet der
Vorrangschaltkreis OR zwei bedeutsame Betriebspunkte im Gegensatz
zu dem nur einen Betriebspunkt, der für den kurz verzögerten
Funktionsblock SD verwendet wird, nämlich eine erste
Bezugsspannung, die einen Stromwert I L repräsentiert, der so
groß ist, daß eine praktisch sofortige Auslösung des Schaltkreis
trenners CI im Augenblick der Feststellung des großen Stromes
notwendig ist, sowie einen zweiten Spannungsbezugspegel, der
von einem Stromwert IL repräsentiert wird, der geringer als
der ersterwähnte Wert ist, jedoch der nichtsdestoweniger eine
schnelle, obwohl nicht sofortige Auslösung erforderlich macht.
Somit besitzt der Vorrangschaltkreis OR im Effekt drei unterschiedliche
Betriebszustände, die zu einem sofortigen Auslösen,
zu einem Auslösen mit einer sehr kurzen Zeitverzögerung von
beispielsweise angenähert zwei Zyklen liefert, sowie einem
Betriebszustand, bei dem überhaupt kein Ausgangssignal geliefert
wird.
Zusammenfassend kann gesagt werden, daß der lang verzögernde
Schaltkreis LD bei Auftreten eines Überlaststromes I L von verhältnismäßig
geringem Wert aktiviert wird, um ein Signal abzugeben,
das von dem Augenblick der Feststellung des Überlaststromes
zeitverzögert ist, und zwar umgekehrt proportional
zum Quadrat des festgestellten Überlaststromes, so daß der
LD-Schaltkreis ein Kreistrenn-Auslösesignal mit einer verhältnismäßig
langen Zeitverzögerung aufgrund eines niedrigen oder
mäßigen Überlaststromes I L abgegeben wird, das ausreichend lange
genug vorhanden ist und der Ausgangs-Auslösesignale mit Zeitverzögerungen
abgeben wird, die um so kürzer werden, je höher
der Wert des gemessenen Überlaststromes ist, bis ein Punkt
erreicht ist, wo der kurz verzögernde Schaltkreis SD die
Kontrolle übernimmt. In kurz verzögertem Betrieb wird der Schaltkreistrenner
CI in einer verhältnismäßig kurzen Zeit auslösen,
nachdem einmal der vorbestimmte Wert des verhältnismäßig hohen
Überlaststromes festgestellt wird, unabhängig davon, um wieviel
höher der Strom ist, es sei denn, daß der Stromwert schnell
unter den Minimalwert absinkt, der für die Aktivierung des
kurz verzögerten Schaltkreises SD notwendig ist. Das Vorrang-
Steuerungssystem liefert ein Ausgangssignal für extrem hohe
Fehlerstrom-Werte. Der Vorrangsschaltkreis wird ein Ausgangssignal
verhältnismäßig kurz nach Feststellung des vorbestimmten
extrem hohen Stromwertes liefern, vorausgesetzt, daß der vorbestimmte
Wert durch die Spitzenwerte des extrem hohen Fehlerstromwertes
für die gesamte Verzögerungsperiode überschritten
wird. Gemäß einer vorzugsweisen Ausführungsform der Erfindung
ist die letztgenannte Verzögerungsperiode nur zwei Zyklen lang.
Außerdem wird der Vorrangschaltkreis eine nahezu sofortige
Auslösung des Schaltkreistrenners ermöglichen, wenn der Fehlerstrom
von einer solch extremen Größe ist, daß eine sofortige
Öffnung des Schaltkreistrenners CI notwendig ist, um diesen
selbst zu schützen.
Die Konstruktion und der Betrieb des Vorrangschaltkreises
OR sind das Resultat von interessanten Beobachtungen bezüglich
hoher Überlaststromwerte. Normalerweise werden Überlaststromwerte,
die für eine Beschädigung des Schaltkreistrenners CI
ausreichen, schnell festgestellt und der Schaltkreistrenner
CI schnell geöffnet. Es ist bekannt, daß die physikalischen
Eigenschaften von Schaltkreistrennern den Durchfluß eines
maximalen Stromes für eine bestimmte relativ kurze Zeitperiode
ermöglichen, bevor wesentlicher Schaden auftreten kann. Es
ist auch bekannt, daß der Scheitelwert des während des ersten
Halbzyklus festgestellten Stromes in Beziehung steht zu dem
symmetrischen Wert und zu dem in Rede stehenden Schaltkreis-
Leistungsfaktor. Wenn der gemessene Scheitelwert daher einen
höheren Stromwert repräsentiert, als der Schaltkreistrenner
für die sehr kurze feste Zeitperiode tolerieren kann, muß eine
unmittelbare Öffnung des Schaltkreistrenners auftreten. Wenn
jedoch der Stromwert niedriger ist als dieser Wert, der Wert
jedoch immer noch höher liegt als der zweite Bezugswert, kann,
wie festgestellt wurde, der Schaltkreistrenner weiterhin
zulässigerweise diesen Stromwert verkraften, obwohl er von nahezu
katastrophaler Größe ist, allerdings nur für eine sehr kurze
Zeitperiode, so daß dem Steuerungssystem, speziell dem
Vorrangschaltkreis, ermöglicht wird, den Strom noch einmal daraufhin
zu überprüfen, ob er in der Leitung L abgesunken ist. Wenn
der Wert sich innerhalb der relativ kurzen Zeitperiode nicht
unter den zweiten Bezugswert vermindern würde, würde der
Schaltkreistrenner bei nicht rechtzeitiger Öffnung katastrophenartig
kurz danach versagen, weil der Stromwert, der nach dieser
Zeitperiode geflossen wäre, ausreichend groß gewesen wäre,
um katastrophales Versagen zu verursachen. Wenn jedoch der
Stromwert unter den zweiten Bezugswert während dieser sehr
kurzen Zeitperiode abfällt, wird der Schaltkreistrenner nicht
katastrophenartig versagen und infolgedessen wird der Vorrangschaltkreis
das Ausgangssignal zur Öffnung des Schaltkreistrenners
nicht liefern. Statt dessen wird er zurückgestellt
und statt dessen dem kurz verzögernden Schaltkreis SD ermöglichen,
die Öffnung des Schaltkreistrenners zu steuern. Dies
sei angemerkt wegen des bei bestimmten Arten von Überlasten
auftretenden besonderen Phänomens: Insbesondere kann ein einphasiger
nacheilender Leistungsfaktorfehler auf der Leitung
L 1 einen asymmetrischen alternierenden Fehlerstrom erzeugen,
d. h., ein Signal, das sinusförmig und dabei gegenüber Null versetzt
ist. Dieser hohe versetzte Scheitelwert eines asymmetrischen
Stromes mag dem Meßteil des Schaltkreistrenner-Steuerungssystems
als die Art von katastrophalem Strom erscheinen, die
eine unmittelbare oder nahezu unmittelbare Öffnung des Schaltkreistrenners
CI verursachen sollte. Es wurde jedoch gefunden,
daß ein derartig versetzter Fehler sich schnell ändert oder
zu einem symmetrischen Zustand zurückkehrt, und zwar nach einer
ziemlich kurzen Übergangsperiode, woraufhin der Scheitelwert
des Fehlerstromes nicht mehr so groß sein mag, um eine unmittelbare
Öffnung des Schaltkreistrenners CI zu erfordern. Dies
ist der Grund, warum eine sehr kurze Verzögerungszeit (bei
der vorzugsweisen Ausführungsform zwei Zyklen) verwendet wird.
Wenn sich der versetzte oder asymmetrische Scheitelwert nicht
oberhalb des ersten Bezugspegels befindet, der das katastrophale
Versagen unter allen Bedingungen repräsentiert, wird kurze
Zeit später das Signal erneut überprüft, um festzustellen,
ob es zurückgegangen ist. Wenn das Signal unter den zweiten
Bezugswert abgesunken ist, kann festgestellt werden, daß eine
Öffnung des Schaltkreistrenners durch den Vorrangschaltkreis
OR nicht notwendig ist, obwohl eine Öffnung später infolge
des Ansprechens des kurz verzögerten Schaltkreises SD notwendig
sein kann. Wenn jedoch der Scheitelwert des Stromes über dem
zweiten Bezugswert verbleibt, selbst nach der kurzen Verzögerungszeit,
wird festgestellt, daß der Schaltkreistrenner zu
diesem Zeitpunkt geöffnet werden muß.
Es wurde bereits erwähnt, daß der langverzögernde Funktionsblock
LD einen Eingangsanschluß besitzt, der mit der Leitung
39 verbunden ist, sowie einen anderen Eingangsanschluß, der
mit der Leitung 36 verbunden ist. Der Spannungsbezug wird zwischen
Leitung 38 und Anschluß D geliefert. Der Ausgang liegt am Anschluß
e 1. Der Diskriminator besitzt einen Eingangsanschluß,
der mit Leitung 40 verbunden ist, während der andere Eingangsanschluß
mit Leitung 36 verbunden ist. Wie auch im Falle des
langverzögernden Schaltkreises LD ist der Bezug zwischen Leitungen
38 und Anschluß D vorgesehen. Der Ausgang des Diskriminators
DI liegt an e 2. Der Erdfehler-Detektor GFD ist mit seinen Eingängen
am Erdfehlersensor GFS angeschlossen, wie bereits beschrieben.
Zusätzlich wird die Bezugsspannung zwischen Leitung
38 und Anschluß D angeschlossen.
Der kurz verzögerte Schaltkreis SD umfaßt einen PNP-Transistor
Q A mit einer zwischen Basis und Emitter dieses Transistors
in Anoden-Kathodenanordnung angeschlossenen Diode DA. Mit
dem Emitter des Transistors Q A ist ein Widerstand RA verbunden,
dessen andere Seite an der Leitung 36 liegt. Die andere Seite
der Diode DA sowie die Basis des Transistors QA sind mit Leitung
40 verbunden. Der Kollektor des Transistors QA ist mit
einem Widerstandselement RB und mit dem negativen Eingangsanschluß
eines Vergleichers CP 1 verbunden. Der positive Eingangsanschluß
des Vergleichers CP 1 ist mit dem Spannungsteilerpunkt
von zwei Widerstandselementen RC und RD verbunden, wobei die
andere Seite des Widerstandselementes RC an Leitung 38 und
die andere Seite des Widerstandselementes RD an dem gemeinsamen
Systemanschluß D liegt. Der Spannungsteilerpunkt ist mit dem
positiven Anschluß des Vergleichers CP 2 und mit dem negativen
Anschluß eines dritten Vergleichers CP 3 verbunden. Der Ausgang
des ersten Vergleichers CP 1 liegt am negativen Eingangsanschluß
des Vergleichers CP 2 und an der einen Seite von jeweils einem
kapazitiven Element CA und einem Widerstandselement RE, deren
andere Seiten mit der Leitung 38 verbunden sind. Der Ausgang
des Vergleichers CP 2 ist gleichzeitig mit dem positiven Eingangs-
Anschluß des Vergleichers CP 3, der einen Seite des Widerstandselementes
RF und der einen Seite eines kapazitiven Elementes
CB verbunden. Die andere Seite des Widerstandselementes RF
ist mit der Leitung 38 verbunden, während die andere Seite
des kapazitiven Elementes CB mit dem gemeinsamen Systemanschluß
D verbunden ist. Der Ausgang des Vergleichers CP 3 ist
gleichzeitig mit der Anode einer Diode DB sowie der anderen Seite
des Widerstandselementes RG verbunden. Die andere Seite des
Widerstandselementes RG ist an der gemeinsamen Systemleitung
38 angeschlossen. Die Kathode der Diode DB repräsentiert den
Ausgangsanschluß e 3 für den kurz verzögerten Schaltkreis SD.
Der Vorrangschaltkreis OR umfaßt einen PNP-Transistor QA′,
wobei zwischen Basis und Emitter dieses Transistors in Anoden-
Kathoden-Anordnung eine Diode DA′ liegt. Die Basis des Transistors
QA ist mit Leitung 36 verbunden. Der Emitter des Transistors
QA′ ist mit der einen Seite eines Widerstandselementes
RA′ verbunden, dessen andere Seite mit der Systemleitung 42
verbunden ist. Der Kollektor des Transistors QA′ liegt gleichzeitig
am negativen Eingangsanschluß des Vergleichers CP 1,
an der einen Seite eines Widerstandselementes RB′ und am positiven
Eingangsanschluß eines Vergleichers CP 4, wobei sowohl
der Vergleicher CP 1′ als auch der Vergleicher CP 4 als Scheitelwertdetektoren
arbeiten. Es ist ein Spannungsteiler-Netzwerk vorhanden,
das aus den Widerstandselementen RC ′, RJ und RH besteht,
die zwischen Leitung 38 und dem gemeinsamen Systemanschluß
D in Serie angeordnet sind. Der Verbindungspunkt zwischen den
Widerstandselementen RC ′ und RJ ist mit dem negativen Eingangsanschluß
des Vergleichers CP 4 verbunden. Der Verbindungspunkt
zwischen den Widerstandselementen RJ und RH liegt am positiven
Eingangsanschluß des Vergleichers CP 1′, am positiven Eingangsanschluß
eines Vergleichers CP 2′ und am negativen Eingangsanschluß
eines Vergleichers CP 3′. Der Ausgang des Vergleichers
CP 1′, der gleichfalls als Scheitelwertdetektor arbeitet, ist gleichzeitig
mit dem negativen Eingangsanschluß des Vergleichers
CP 2′ und der einen Seite einer Speichereinrichtung verbunden,
die aus dem kapazitiven Element CA′ und dem Widerstandselement
RE ′ besteht, wobei die andere Seite des kapazitiven Elements
und des Widerstandselements mit der gemeinsamen Systemleitung
38 verbunden ist. Der Ausgang des Vergleichers CP 2′ ist gleichzeitig
mit dem positiven Eingangsanschluß des Vergleicherelementes
CP 3′, mit der einen Seite eines Widerstandselementes
RF ′ und mit der einen Seite eines kapazitiven Elementes CB′
verbunden. Die andere Seite des Widerstandselementes RF ′ ist
an die Systemleitung 38 gelegt, während die andere Seite des
kapazitiven Elementes CB′ mit dem gemeinsamen Systemanschluß
D verbunden ist. Das Vergleicherelement CP 3′ ist mit der einen
Seite eines Widerstandselementes RG′ sowie mit der Anode eines
Diodenelementes DB′ verbunden. Die andere Seite des Widerstands
elementes RG ′ ist an der Bezugsleitung 38 und die andere Seite
oder die Kathode der DB ′ an der Kathode der Diode DB
und dem Ausgangsanschluß e 5 für den Vorrangschaltkreis OR
angeschlossen. Die Schaltkreis-Elemente CP 2′ CP 3′, RF ′, CB′,
RG′ und DB′ arbeiten als zeitgesteuerte Auslösesignal-
Ausgangs-Einrichtungen, wie im folgenden noch genauer beschrieben. Der
Ausgang des Vergleichers CP 4 ist mit der Anode der Diode DD
und mit einer Seite eines Widerstandselementes RK verbunden,
dessen andere Seite mit der Systembezugsleitung 38 verbunden
ist, wobei die zwei Elemente RK und DD effektiv eine nicht
zeitgesteuerte Auslösesignal-Ausgangs-Einrichtung bilden, die
mit dem Scheitelwertdetektor CP 4 im Zusammenhang steht.
Es wurde bereits erwähnt, daß das Widerstandselement R den
durch die Leitung L 1 fließenden Strom I L in eine Spannung umsetzt,
die das Transistorelement QA veranlaßt, dem Widerstandselement
RB einen Strom zu liefern, welcher am negativen Eingangsanschluß
des Vergleichers CP 1 eine Spannung erzeugt. Die Vergleicher-
Elemente, wie CP 1, CP 2, usw., bilden ein Ausgangssignal
von Null bzw. von Systemmasse, wenn der negative Eingangsanschluß
davon eine höhere Spannung aufweist, als der
positive Eingangsanschluß. Umgekehrt kann der Ausgangsanschluß
des Vergleichers jede geeignete Spannung frei annehmen, wenn
die Spannung an seinem positiven Eingangsanschluß größer als
die Spannung am negativen Eingangsanschluß ist. Infolgedessen
ist zu erkennen, daß so lange, wie die vom Spannungsteiler RC,
RD an den positiven Eingangsanschluß des Vergleicherelementes
CP 1 gelieferte Spannung größer als die Spannung ist, die von
dem durch den Widerstand RB fließenden Strom erzeugt wird,
der Ausgang des Vergleichers hoch sein wird oder an angenähert
der Spannung der Leitung 38 liegen wird. Daher kann durch Einstellung
oder Wahl der Werte von irgendeinem der Widerstandselemente
RC, RD, RA oder RB der Änderungspunkt für die Zustandsänderung
des Vergleichers CP 1 festgelegt werden, der wiederum
durch den Wert von I L bestimmt wird, bei dem ein Ausgangssignal
zur Auslösung des Schaltkreistrenners CI geliefert werden
soll. Wenn der Ausgang des Vergleicher-Elementes CP 1 hoch ist,
dann ist die Spannung am negativen Eingangsanschluß des Vergleicherelementes
CP 2 hoch oder nahezu auf der Spannung der
Leitung 38. Die Widerstandswerte der Widerstandselemente RC
und RD stellen sicher, daß beim letztgenannten Zustand die
Spannung am negativen Eingangsanschluß des Vergleicherelementes
CP 2 höher als die Spannung am positiven Eingangsanschluß ist.
Falls dies der Fall ist, ist der Ausgang des Vergleichers CP 2
niedrig, wodurch im wesentlichen das kapazitive Element CB
kurzgeschlossen oder an Masse gelegt wird und an einen positiven
Eingangsanschluß des Vergleichers CP 3 eine niedrigere Spannung
angelegt wird, als an dessen negativen Eingangsanschluß, wobei
erinnert sei, daß der negative Eingangsanschluß eine Spannung
besitzt, die gleich der Bezugspannung ist, die vorstehend für
die anderen Vergleicher erläutert wurde. Falls dies der Fall
ist, wird der Ausgang des Vergleichers CP 3 niedrig sein und
infolgedessen am Anschluß e 3 für die Erregung des Schaltkreistrenners
CI kein Ausgangssignal geliefert werden. Wenn jedoch
erst einmal der Überschreitungspunkt für den Fehlerstrom I L
ausgewählt ist, wird die dem Widerstandselement R aufgedrückte
Spannung in dem Transistorelement QA einen Kollektorstrom erzeugen,
der die Spannung, die dem Widerstandselement RB aufgedrückt
wird, veranlassen wird, größer als die Spannung zu sein,
die über dem Spannungsteiler-Verbindungspunkt des Spannungsteilers
RC, RD auftritt, wodurch der Zustand des Vergleicherelementes
CP 1 von hoch auf niedrig geändert wird. Dies senkt
praktisch sofort das Signal am negativen Eingangsanschluß des
Vergleicherelementes CP 2 unter die Bezugsspannung an dessen
positiven Eingangsanschluß ab, wodurch der Zustand des Ausganges
des Vergleicher-Elementes CP 2 von niedrig auf hoch wechselt.
Wenn dies auftritt, kann sich das kapazitive Element CD über das
Widerstandselement RF laden. Die zugehörige Zeitkonstante
wird so gewählt, daß sich die Kapazität CB auf eine Spannung
laden kann, die höher als die Bezugsspannung am negativen
Eingangsanschluß des Vergleicherelementes CP 3 ist, und zwar in
einer geeigneten vorbestimmten Anzahl von Leitungszyklen, die
der kurzverzögernden Zeitperiode entspricht. Wenn das kapazitive
Element CB auf eine Spannung geladen wird, die größer als die
Bezugsspannung am negativen Eingangsanschluß des kapazitiven
Elementes CP 3 ist, ohne durch den Ausgang des Vergleicherelementes
CP 2 sofort entladen oder kurzgeschlossen zu werden,
wird der Ausgang des Verlgeichers CP 3 hoch werden. Dies liefert
ein Ausgangssignal an den Anschluß e 3, um den Schaltkreistrenner
C 1 zu öffnen. Während die Spannung am negativen Eingangsanschluß
des Vergleicher-Elementes CP 1 unter den Wert seines positiven
Eingangsanschlusses während einer jeden Halbwelle der zwischen
den Leitungen 36 und 40 auftretenden gleichgerichteten Spannung
läuft, könnte der Ausgang des Vergleichers CP 1 zu einem hohen
Zustand gehen, wird jedoch durch die relativ kurze Entladung
des kapazitiven Elementes CA über das Widerstandselement RE
daran gehindert. Die Entladung wird so eingestellt, daß sie
geringfügig länger ist, als etwa ein halber Leitungszyklus.
Wenn also der nachfolgende Scheitel der über dem Widerstandselement
RB liegenden Spannung gleich einem Wert wird, der dem
vorbestimmten Minimalwert des Fehlerstroms I L gleicht, wird
der Ausgang des Vergleichers CP 1 niedrig werden, bevor das
kapazitive Element CA sich vollständig entlädt, wodurch die
verhältnismäßig niedrige Spannung am negativen Eingang des
Vergleicherelementes CP 2 auf einem verhältnismäßig festen Wert
innerhalb von Grenzen relativ zu seinem positiven Eingangsanschluß
gehalten wird. Dies ermöglicht eine fortlaufende
Ladung des kapazitiven Elementes CB durch das Widerstandselement
RF. Infolgedessen ermöglicht die Anwesenheit des Widerstandselementes
RE und des kapazitiven Elementes CA die Speicherung
oder die Ladung zwischen Halbzyklen des einphasigen Fehlerstromes.
Wenn jedoch der Fehlerstrom verschwindet, wird der
Wert am negativen Eingangsanschluß des Vergleicherelementes
CP 1 niedriger bleiben, als der Spannungswert am positiven Eingangsanschluß,
und zwar für länger als einen halben Zyklus,
und daher dem kapazitiven Element CA die Möglichkeit gegeben,
sich über das Widerstandselement RE vollständig zu entladen,
wodurch die Spannung am negativen Eingang des Vergleichers
CP 2 größer als die Bezugsspannung wird. Dies liefert einen
Nullausgang, um das kapazitive Element CB schnell kurzzuschließen,
wodurch sofort oder fast sofort der Ladezyklusbetrieb für das
kapazitive Element CB beseitigt wird. Dies verhindert eine
nachfolgende Erregung des gesteuerten Gleichrichters
Q 3, der wiederum die Schaltkreistrennerkontakte F-F am
Schaltkreistrenner CI öffnen würde. Wie zu erkennen ist, ist dies
besonders wichtig bei einphasigen Fehlern, bei denen eine bedeutsame
Welligkeit und viel mehr Raum zwischen aufeinanderfolgenden
Scheiteln des gleichgerichteten Ausgangsstromes I 1 der Brücke
DB auftritt, als es bei dreiphasigen Fehlern der Fall ist.
Die verschiedenen Werte der Widerstands- und Kapazitätselemente
können geändert werden, um den Schaltkreis auch bei dreiphasigen
Fehlern arbeitsfähig zu machen.
Der Betrieb des Vorrangschaltkreises ist ähnlich zum Betrieb
des kurz verzögerten Schaltkreises SD und ähnliche Elemente,
die durch gleiche Bezugssymbole mit Strich idendifiziert sind,
liefern ähnliche Funktion. In diesem Fall kann der relative
Wert des Zeitintervalls, wie er durch das Widerstandselement
RF ′ und das kapazitive Element CB′ festgelegt wird, in der
Größenordnung von zwei Leitungszyklen sein, während die Zeitkonstante
für das kapazitive Element CA′ und RE′ ungefähr die
gleiche ist, wie die Zeitkonstante für das kapazitive Element
CA und RE für die kurz verzögerte Schaltung SD. Es sei bemerkt,
daß der Eingangsspannungsteiler für das Vergleichselement
CP 1′ drei Widerstände RC ′, RJ und RH statt nur zwei Widerstände
RC und RB aufweist, die mit der kurz verzögernden Schaltung
SD verbunden sind. Der erste Spannungsbezugspunkt, der bezüglich
des Vorrangschaltkreises bereits erläutert wurde,
wird am Übergang zwischen den Widerständen RJ und RC ′ geliefert.
Dies ist der Punkt oder Wert des Fehlerstromes, bei dem es
wünschenswert ist, den Schaltkreistrenner CI wegen katastrophal
hoher Werte des Fehlerstromes I L im allgemeinen sofort
auszulösen. Es sei bemerkt, daß der durch den Transistor Q A′
fließende Strom proportional zur Spannung über dem Widerstandselement
RI ist, der festliegt und eine Funktion der physikalischen
Eigenschaften des Schaltkreistrenners CI ist. Dies
war nicht der Fall bezüglich der kurz verzögerten Schaltung
SD, wo der durch das Transistorelement QA hindurchfließende
Strom proportional zu einer Spannung über dem Widerstandselement
R ist, der vom Benutzer der Ausrüstung austauschbar ist, um
verschiedene Stromwerte I L auszuwählen, an denen die kurz
verzögerte Auslösung gewünscht wird.
Bezüglich des Vorrangschaltkreises OR bildet die Parallel-
Schaltkreis-Anordnung, die aus den Widerstandselementen RC ′
und RJ besteht, in Verbindung mit dem Spannungsteiler, der
durch das zusätzliche Widerstandselement RH gebildet wird,
die Bezugsspannung für die Vergleichselemente CO 1′, CP 2′ und
CP 3′, welche ähnlich ist zu der Bezugsspannung die von den
Widerstandselementen RC und RD ′ hinsichtlich der kurz verzögernden
Schaltung SD gebildet wird. Nachdem die Bezugsspannung an
den positiven Eingangsanschlüssen der Vergleicher CP 1′ und
CP 2′ und am negativen Eingangsanschluß des Vergleichers CP 3′
festgelegt wurde, wird eine zweite oder niedrigere Bezugsspannung
für den Vorrangschaltkreis OR gebildet. Nimmt man an,
daß der durch das Widerstandselement RB′ fließende Strom unterhalb
des zweiten Bezugswertes liegt, wird keines der Vergleicherelemente
CP 1′ bis CP 4 betätigt werden, um den Zustand
zu ändern und eine Spannung oder ein Erregungssignal an die
Anode einer der Dioden DB′ oder DD zu liefern. Man nehme jedoch
jetzt an, daß der Fehlerstrom einen Wert erreicht, der eine
Spannung über dem Widerstandselement RB′ erzeugt, welche zwischen
dem Spannungswert am Übergangsanschluß der Widerstandselemente
RJ und RH und der Spannung am Übergangsanschluß der Widerstandselemente
RJ und RC ′ liegt. Ein Zeitablaufbetrieb für die Vergleicherelemente
CP 1′ bis CP 3′ wird in einer Weise ablaufen,
die ähnlich ist zu der, die bezüglich der Vergleicherelemente
CP 1 bis CP 3 beim kurz verzögernden Schaltkreis SD beschrieben
wurde. Bei jedem nachfolgenden Scheitel der Halbwelle wird
der Speicherschaltkreis oder die Speicher-Einrichtung, die
aus dem kapazitiven Element CA′ und dem Widerstandselement
RE′ besteht, den Vergleicher CP 2′ in einem solchen Ausgangszustand
halten, daß dem aus dem kapazitiven Element CP ′ und
dem Widerstandselement RF ′ bestehendem Schaltkreis ermöglicht
wird, zeitlich abzulaufen, um so den Ausgangszustand des Vergleichers
CP 3′ zu ändern und ein Ausgangssignal an den Anschluß
e 5 zu liefern. Es wurde bereits erwähnt, daß dies verhältnismäßig
schnell stattfindet. Nachdem der Zeitablaufbetrieb gestartet
wurde, wird jeder nachfolgende Scheitel durch die Spannungsänderung
über dem Widerstandselement RB′ wirksam erneut abgetastet.
Wenn die Spannung unter die Spannung am Übergang am zwischen
den Widerstandselementen RJ und RH eine längere Zeitperiode
abfällt, als ein halber Zyklus zu irgendeiner Zeit während
der Zeit, während der sich CB′ auflädt, wird die Zeitablaufoperation
durch Kurzschließen des Kondensators CB′ am Ausgang
des Vergleichers CP 2′ beendet, wodurch eine Erregung der
Auslösespule TC 1 des Schaltkreistrenners CI verhindert wird.
Wenn jedoch die Spannung über dem Widerstandselement RB′ für
die entsprechende Auslaufperiode hoch bleibt, wird eine Auslöseoperation
eingeleitet. Unabhängig von der letztgenannten
Operation wird außerdem dann, wenn die Spannung über dem Widerstandselement
RB′ die Spannung am Übergang der Widerstände
RC und RJ überschreitet, der Ausgang des Vergleicherelementes
CP 4 unmittelbar hoch werden, wodurch über die Diode DD ein
Signal geliefert wird, das den Schaltkreistrenner CI sofort
auslöst.
Es sei betont, daß bezüglich der beschriebenen Ausführungsform
der Erfindung die Anwesenheit von allen fünf Funktionsblöcken,
die in dem Zeitablauf-Schaltkreis 30 dargestellt sind, nicht
immer erforderlich ist, abhängig vom für das Schaltkreistrenngerät
10 geforderten Betrieb. Außerdem sei betont, daß die
relativen Werte der angegebenen Spannungen nur zur Erläuterung
der vorzugsweisen Ausführungsform dienen und nicht eingrenzend
sind. Das gleiche gilt für die verschiedenen Einrichtungen,
die ein Signal für den kurz verzögerten Schaltkreis SD und
für den Vorrangschaltkreis OR liefern, welche Signale proportional
zu einem Fehlerstrom IL sind. Obwohl das dargestellte
Gerät den Steuerschaltkreis 12 gemäß der US-Patentschrift
38 18 275 verwendet, können auch geeignete andere Signalkonditionierungs-
oder Steuerungausrüstungen verwendet werden,
die in der Lage sind, die erforderlichen Funktionen durchzuführen.
Außerdem kann das erfindungsgemäße Gerät in einfacher
Weise auch für mehrphasige Netzwerke angewendet werden, wie
bereits erwähnt.
Somit stellt das beschriebene Gerät durch Messung und Überprüfung
asymmetrisch versetzten kurzzeitigen Fehlerströmen
sicher, daß eine Auslösung des Schaltkreistrenners nur dann
auftritt, wenn dies absolut notwendig ist, wobei das erfindungsgemäße
Gerät noch den weiteren Vorzug besitzt, daß eine kurze
Zeitverzögerung eingeführt wird, wobei digitale logische Vergleichselemente
in Verbindung mit passiven kapazitiven Elementen
und Widerstands-Elementen verwendet werden und eine Speicherfunktion
liefern, die bei einphasigen Wechselstromfehlern benutzt
wird.
Claims (9)
1. Vorrangschaltkreis (OR) für ein Schaltkreistrenngerät (10),
das aus Überwachungseinrichtungen (CT 1, DB 1, 12, R 1) zur
Überwachung des Stromflusses (IL) in einem zu schützenden
Wechselstromnetzwerk (L 1, L 1) und zur Lieferung einer
Steuerspannung (z. B. Spannungsabfall an R 1), die ein
Abbild der Scheitelwerte des zu überwachenden Wechselstromes
(IL) ist, und Schaltkreisunterbrechungseinrichtungen
(Q 3, CI) zur Unterbrechung des Stromflusses
in dem Netzwerk (L 1, L 2) aufgrund eines den Schaltkreisunterbrechungseinrichtungen
(Q 3, C 1) zugeführten
Auslösesignals (E), sowie Schaltkreiseinrichtungen (LD,
DI, SD, GFD usw.) zur Lieferung des Auslösesignals (E,
oder e 1, e 2, e 3, e 4 usw.) beim Auftreten von vorbestimmten
Überstromzuständen in dem Netzwerk aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß der Vorrangschaltkreis (OR)
Scheitelwerterfassungseinrichtungen (CP 1′) aufweist,
die so ausgebildet sind, daß sie die Steuerspannung
(Spannungsabfall an R 1) aufnehmen und einen Ausgang
besitzen, der einen ersten Zustand einnimmt, wenn der
Steuerspannungsscheitelwert über eine vorbestimmte
Anzahl von Zyklen sich unterhalb eines Pegels befindet,
der einem tolerierbaren gemessenen Fehlerstrom entspricht,
ohne die Schaltkreisunterbrechungseinrichtungen
auszulösen, und dessen Ausgang einen zweiten
Zustand einnimmt, wenn ein Scheitelwert der Steuerspannung
diesen Pegel erreicht; durch Speichereinrichtungen
(CA′, RE′), die mit dem Ausgang der Scheitelwerterfassungseinrichtungen
(CP 1′) verbunden sind und
wirksam werden, um jedesmal dann, wenn der Ausgang der
Scheitelwerterfassungseinrichtungen (CP 1′) den zweiten
Zustand einnimmt, diesen Ausgang in diesem zweiten
Zustand zumindest solange aufrecht zu erhalten, bis der
nächstfolgende Steuerspannungsscheitel auftritt, aber
für eine Dauer, die kürzer ist, als die vorbestimmte
Anzahl von Zyklen; und durch zeitgesteuerte Auslösesignalausgangseinrichtungen
(CP 2′, CP 3′, CB′, RF ′, RG′,
DB′), die mit dem Ausgang der Scheitelwerterfassungseinrichtungen
(CP 1′) verbunden sind und reagieren, wenn
letzterer den zweiten Zustand einnimmt, um das Auslösesignal
mit einer vorbestimmten Zeitverzögerung, die
nicht die vorbestimmte Anzahl von Zyklen überschreitet,
zu liefern, wobei die zeitgesteuerte Auslösesignalausgangseinrichtung
sich selbst automatisch zurückstellt, um das Auslösesignal zu beseitigen, wenn der
erste Zustand des Ausgangs der Scheitelwerterfassungseinrichtungen
während der Zeitverzögerung eingenommen
wird.
2. Schaltkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Scheitelwerterfassungseinrichtungen (CP′)
einen von einem Operationsverstärker gebildeten Spannungsvergleicher
umfassen, der mit seinem einen Eingang
so angeschlossen ist, daß er die Steuerspannung (Spannungsabfall
an R 1) aufnimmt, und daß ein anderer Eingang
mit einem ersten Punkt einer Bezugsspannung (abgeleitet
von ZD 2) verbunden ist.
3. Schaltkreis nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schaltung eine zusätzliche Scheitelwerterfassungseinrichtung
(CP 4) aufweist, die so aufgebaut
ist, daß sie die Steuerspannung (Spannungsabfall
an R 1) aufnimmt und eine Ausgangsspannung liefert, wenn
ein Scheitelwert der Steuerspannung einen zweiten Pegel
erreicht, der höher als der ersterwähnte Pegel ist, und
nicht zeitgesteuerte Auslösesignalausgangseinrichtungen
(RK, DD), die an dem Ausgang der zusätzlichen Scheitelwerterfassungseinrichtung
(CP 4) angeschlossen sind und
das Auslösesignal (E 5) sofort aufgrund der von der
zusätzlichen Scheitelwerterfassungseinrichtung gelieferten
Ausgangsspannung zur Verfügung stellen.
4. Schaltkreis nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die zusätzlichen Scheitelwerterfassungseinrichtung
(CP 4) einen von einem Operationsverstärker
gebildeten Spannungsvergleicher umfaßt, dessen einer
Eingang so angeschlossen ist, daß er die Steuerspannung
(Spannungsabfall an R 1) aufnimmt, und dessen anderer
Eingang mit einem zweiten Punkt des Bezugspotentials
verbunden ist, dessen Wert höher liegt als die Bezugsspannung
am ersten Punkt.
5. Schaltkreis nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Speichereinrichtungen (CA′,
RE′) einen RC-Kreis mit einer Zeitkonstante umfassen,
um den Ausgang (E 5) des Scheitelwertdetektors im
zweiten Zustand mehr als einen halben Zyklus, aber
weniger als einen ganzen Zyklus des gemessenen Netzwerkstromes
zu halten.
6. Schaltkreis nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1
bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitverzögerung,
mit der die zeitgesteuerten Auslösesignalausgangseinrichtungen
das Auslösesignal liefern, zwei bis drei
Zyklen des gemessenen Netzwerkstromes entspricht.
7. Schaltkreis nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1
bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltkreiseinrichtungen
(LD, DI, SD, GFD usw.) für die Lieferung des
Auslösesignals (E) eine kurzverzögerte Auslöseeinrichtung
(SD) zur Lieferung des Auslösesignals (E 3) mit
einer vorbestimmten Zeitverzögerung aufgrund eines
gemessenen Überstromes umfaßt, der einen niedrigeren
Wert besitzt, als der Fehlerstrom, der dem ersterwähnten
Steuerspannungspegel entspricht.
8. Schaltkreis nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Überwachungseinrichtungen (CT 1, DB 1, 12, R 1)
Einrichtungen (R, DA, QA) umfassen, die eine zweite
Steuerspannung liefern, die auch ein Abbild der Scheitelwerte
des zu überwachenden Wechselstromes (IL) ist, deren
Höhe sich aber von der ersten Steuerspannung wählbar (auswechselbarer
Widerstand R) unterscheiden kann, und
daß die kurzverzögerten Auslöseeinrichtungen eine
Scheitelwerterfassungseinrichtung (CP 1) umfassen, die
so ausgebildet ist, daß sie die zweite Steuerspannung
(Spannungsabfall an R) aufnimmt und einen Ausgang
besitzt, der einen ersten Zustand einnimmt, wenn die
Spannungsscheitelwerte der zweiten Steuerspannung sich
auf einem Pegel befinden, der unterhalb dem ersterwähnten
Steuerspannungspegel liegt, und einen zweiten
Zustand annimmt, wenn ein Scheitelwert der zweiten
Steuerspannung den letzterwähnten Pegel erreicht, daß
eine Speichereinrichtung (CA, RE) vorgesehen ist, die
mit dem Ausgang der letzterwähnten Scheitelwerterfassungseinrichtung
(CP 1) verbunden ist und bewirkt, daß
jedesmal dann, wenn der Ausgang diesen zweiten Zustand
annimmt, dieser Ausgang in diesem zweiten Zustand für
eine Dauer gehalten wird, die mehr als einen halben
Zyklus bis ungefähr einem Zyklus des zu überwachenden
Netzwerkstromes entspricht; und zeitgesteuerte Auslösesignalausgangseinrichtungen
(CP 2, CP 3, CB, RF, RG, DB),
die mit diesem Ausgang verbunden sind und reagieren,
wenn letzterer den zweiten Zustand einnimmt, um das
Auslösesignal mit der letzterwähnten Zeitverzögerung zu
liefern, wobei die letzterwähnte zeitgesteuerte Auslösesignalausgangseinrichtung
sich selbst automatisch
zurückstellt, um das Auslösesignal aufgrund des zweiten
Zustandes zu beseitigen, wenn dieser zweite Zustand von
dem Ausgang während der letzterwähnten Zeitverzögerung
angenommen wird.
9. Schaltkreis nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schaltkreiseinrichtung (LD, DI, SD,
GFD usw.) für die Lieferung des Auslösesignals (E) eine
langverzögerte Auslöseeinrichtung (LD) umfaßt, um das
Auslösesignal (el) aufgrund eines gemessenen Überstromes
zu liefern, der einen niedrigeren Wert als der
Überstrom aufweist, der die kurz verzögernde Auslöseeinrichtung
(SD) zum Ansprechen bringt, wobei die Zeitverzögerung
umgekehrt proportional ist zum Quadrat des
gemessenen Überstromes.
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