DE2925707A1 - Elektronischer ausloeser - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektronischen Auslöser gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Derartige Auslöser besitzen in der Regel einen b-Kanal zur Erfassung von Überlastströmen und einen s- und k-Kanal zur Erfassung von Kurzschlußströmen. Der b-Kanal arbeitet mit einer Kennlinie, die z.B. der Zerstörungskennlinie des zu schützenden Gerätes oder der Kennlinie eines thermisch verzögerten Bimetall-Auslösers angepaßt ist und mit elektronischen Mitteln nachgebildet wird. Bei Erreichen bzw. Überschreiten des eingestellten Ansprechwertes erfolgt eine verzögerte Auslösung des Schalters entsprechend der Stromzeitkennlinie. Der s- und der k-Kanal dienen zur Erfassung von Kurzschlußströmen, wobei der s-Kanal eine Zeitverzögerung besitzt, um in Energieverteilungsanlagen eine zeitselektive Staffelung der Schutzorgane zu ermöglichen, während der k-Kanal ohne Zeitverzögerung arbeitet. Die Stromansprechwerte des s- und k-Kanales sind stufenlos einstellbar. Die Zeitverzögerung des s-Kanales ist stufig oder stufenlos einstellbar. Ferner sind zusätzliche Bauteile vorgesehen zur Meßwerterfassung bzw. Aufbereitung und zur Spannungsversorgung. Die Meßsignale gelangen von der Meßwertaufbereitung auf die einzelnen Kanäle, in denen bei einem auftretenden Fehlerstrom Auslösesignale erzeugt werden, die ihrerseits auf einem elektromagnetischen Auslöser zur Auslösung des Leistungsschalters wirken. Die Spannungsversorgung kann entweder über eine Fremdversorgung erfolgen oder von Meßwandlern erzeugt werden, die sich auf Teilen der Hauptstrombahnen befinden.

Die Eichung derartiger Auslöser erfolgt in bekannter Weise z.B. dadurch, daß eine besonders aufwendige Prüfungseinrichtung mit einem Prüftrafo benötigt wird, mit der der zur Eichung notwendige Prüfstrom und Hilfsspannungen erzeugt werden. Hierzu müssen die Betriebsverhältnisse nachgebildet werden, was einen großen Aufwand bedeutet. Die Eichung erfolgt dabei über die Normaleingänge der Meßwertaufbereitung bzw. der Spannungsversorgung. Dabei wird der Normalbetriebszustand hergestellt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln eine Eichung der oben genannten Auslöser vorzunehmen oder die Eichwerte einer bereits vorgenommenen Eichung zu kontrollieren. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Mit Hilfe eines derartigen besonderen Eichgerätes, z.B. in Form eines kleinen Koffers, ist es möglich, die Meßsignale auf einfache und leichte Weise ohne großen Aufwand nachzubilden. Ferner kann die Versorgungsspannung für einen derartigen Auslöser mit einfachen Mitteln erzeugt werden. Damit wird man unabhängig von einem besonderen, aufwendigen Prüftrafo, der zunächst die zu überwachenden Ströme herstellen müßte, von denen dann die Meßsignale über Meßwandler abgenommen werden müßten. Gemäß der Erfindung werden die im Verhältnis zu den großen Betriebsströmen kleinen Meßwerte direkt im Eichgerät erzeugt und auf die besonderen Eingänge gelegt. Diese besonderen Eingänge sind nach einem weiteren Merkmal der Erfindung am Eingang der Kanäle und des Versorgungsbauteiles vorgesehen und über eine am Auslöser angebrachte Eichbuchse mit dem Eichgerät verbindbar. Vorzugsweise ist diese Eichbuchse mit einer ohnehin vorhandenen Testbuchse zu einer Buchse vereinigt. Die Erfindung ermöglicht mit einem geringsten Zeitaufwand eine Eichung vor Ort, ferner ist damit eine leichte Anpassung an geänderte Betriebsverhältnisse möglich. Die Vereinigung der Testbuchse mit der Eichbuchse ermöglicht sowohl eine Prüfung des Gerätes auf Funktion als auch eine Eichkontrolle der Ansprechwerte, Auslösekennlinien und Verzögerungszeiten.

Sobald die im b- bzw. s- und k-Kanal eingestellten Ansprechwerte erreicht bzw. überschritten werden, erfolgt eine Auslösung des Schalters über einen nachgeschalteten elektromagnetischen Arbeitsstromauslöser. Dabei arbeitet der b-Kanal mit einer Langverzögerung und der s-Kanal mit einer Kurzverzögerung, während der k-Kanal ohne Verzögerung, d.h. nur mit einer Eigenzeit, arbeitet. Je nach Größe des einlaufenden Überstromes erfolgt also eine Auslösung des Schalters erst nach einer längeren Verzögerung wie beim b-Kanal oder nach einer Kurzverzögerung, wie beim s-Kanal. Von dem Zeitpunkt an, in dem die eingestellten Stromansprechwerte erreicht sind, bis zur eigentlichen Auslösung des Schalters vergeht also eine mehr oder weniger große Zeit. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist nun beim Eintreten eines Überstromes der Zeitpunkt des Erreichens der in den Kanälen eingestellten Ansprechwerte direkt und unverzüglich über die Eichgänge und/oder über besondere Schaltungsteile erfaßbar und durch entsprechende Signale dieser Schaltungsteile verwertbar. Damit ist es möglich, bereits zum Zeitpunkt des Erreichens der eingestellten Stromansprechwerte weitere nachfolgende Maßnahmen vorzubereiten bzw. durchzuführen. Man braucht damit also nicht mehr bis zum Betriebsausfall, d.h. bis zur endgültigen Auslösung des Schalters, zu warten, um Gegenmaßnahmen treffen zu können. Damit ist es vielmehr möglich, unverzüglich zu erkennen, ob die eingestellten Ansprechwerte erreicht sind. Bereits zu diesem Zeitpunkt kann man also z.B. bei einem langverzögerten b-Kanal eine Maßnahme treffen, ohne die eigentliche Auslösung des Schalters abzuwarten. Nach einem weiteren Merkmal können z.B. die den Zeitpunkt des Eintretens eines Überstromes erfassenden Signale durch Anzeigeelemente, z.B. Leuchtdioden in den Schaltungsteilen des Auslösers, sofort angezeigt werden. Damit wird bereits lange vor dem verzögerten eigentlichen Ausschalten des Schalters ein Störfall angezeigt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können die den Zeitpunkt des Eintretens eines Überstromes direkt erfassenden Signale zu einer gezielten Maßnahme nutzbar gemacht werden, bevor eine von dem betreffenden Kanal bewirkte Ausschaltung des Schaltgerätes wirksam wird. Dies kann z.B. bei einem langverzögerten b-Kanal dazu ausgenutzt werden, bereits zum Zeitpunkt des Erreichens des Stromansprechwertes eine direkte, gezielte Maßnahme zur Ausschaltung eines anderen Zweiges vorzunehmen, bevor die eigentliche Ausschaltung des Schaltgerätes vollzogen ist. Das gleiche gilt im Prinzip bei einem kurzverzögerbaren s-Kanal.

In der Zeichnung ist in den Figuren 1 und 2 ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes gemäß der Erfindung dargestellt. Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild und Fig. 2 in einer Prinzipschaltung ein Anwendungsbeispiel.

In Fig. 1 ist mit 10 eine dreiphasige Hauptstrombahn dargestellt, die durch ein Kontaktsystem 11 eines nicht näher dargestellten Schaltgerätes mit Hilfe eines Arbeitsstromauslösers 12 unterbrochen werden kann. Der Arbeitsstromauslöser 12 erhält seine Auslösesignale 13 von dem im Blockschaltbild schematisch dargestellten elektronischen Auslöser. Die Stromversorgung 14 des elektronischen Auslösers erfolgt über Stromwandler 15, die sich im Schaltgerät auf Teilen der Hauptstrombahnen befinden. Von besonderen Meßwandlern 16, die auch mit den Stromwandlern 15 vereinigt sein können und die sich ebenfalls auf besonderen Teilen der Hauptstrombahnen befinden, gelangen die Meßsignale über eine Meßwertaufbereitung 17 mit einer Gleichrichterschaltung auf einen b-Kanal 18, s-Kanal 19 und k-Kanal 20. Der b-Kanal dient zur Überlastauslösung, der s-Kanal und der k-Kanal dienen zur Kurzschlußauslösung. Dabei ist der s-Kanal kurzverzögerbar. Die in den einzelnen Kanälen bei einem auftretenden Fehlerstrom erzeugten Auslösesignale 13a, 13b wirken auf den elektromagnetischen Arbeitsstromauslöser 12, der das Schaltgerät auslöst. Mit 21 ist eine Test- und Eichbuchse bezeichnet, die über Leitungen 22 bis 26 mit den Eingängen der Stromversorgung 14, der Kanäle 18, 19, 20 und dem das Auslösesignal 13 führenden Ausgang verbunden ist. Über diese Testbuchse 21 kann einmal der elektronische Auslöser auf seine Funktion hin geprüft werden. Zum anderen dient diese Eichbuchse gemäß der Erfindung dazu, diesen elektronischen Auslöser zu eichen oder die bereits vorgenommenen Eichwerte zu überprüfen. Dabei werden mit Hilfe eines besonderen, nicht dargestellten Eichgerätes die betriebsmäßigen Signale für die Versorgungsspannung und für die drei Kanäle nachgebildet. Durch eine derartige Anordnung ist es möglich, den sonst notwendigen großen Aufwand für eine Eichung, bei dem mit Hilfe eines Prüftrafos die gesamte Anlage in Betrieb gesetzt werden muß, zu vermeiden.

Der Zeitpunkt, in dem der in den Kanälen eingestellte Stromansprechwert erreicht ist, kann z.B. über die im normalen Betriebszustand für die Eichung nicht verwendeten Eicheingänge 23-25 erfaßt werden. Ferner sind zwei zusätzliche Schaltungsteile 27, 28 für die Erfassung dieser Zeitpunkte vorgesehen.

Diese Zeitpunkte können z.B. durch Leuchtdioden 27a in den Schaltungsteilen 27, 28 angezeigt werden und/oder mit Hilfe von besonderen Ausgängen 29, 30 auf die Eichbuchse 21 gelegt und damit für zusätzliche Schaltbefehle verwendet werden.

Die Kontakte der Eichbuchse 21 sind mit 31 bis 35 bezeichnet. Über 31 wird die Elektronik mit der Versorgungsspannung U[tief]v versorgt. Über die Kontakte 32, 33 und 34 wird jeweils ein dem Einstellstrom entsprechendes Meßsignal U[tief]b für den b-Kanal, U[tief]s für den s-Kanal und U[tief]k für den k-Kanal gegeben. Am Kontakt 35 erscheint dann bei Auslösung des jeweiligen Kanals das Auslösesignal U[tief]a. Gleichzeitig erscheint die interne LED-Meldung in Schaltungsteilen 36, 37.

Die Messung der Zeitdifferenz zwischen Anliegen des Meßsignals und Erscheinen des Auslösesignals erlaubt beim b-Kanal eine Überprüfung der Auslösekennlinie und beim s/k-Kanal eine Kontrolle der Grundverzögerung und beim s-Kanal zusätzlich die Überprüfung der einstellbaren Verzögerungszeiten. Beim Ansprechen der einzelnen Kanäle erscheint jeweils die Meldung "Ansprechschwelle überschritten".

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Verteilung mit einem Hochspannungsschalter 38, einem Niederspannungsschalter 39 und drei weiteren Niederspannungsschaltern 40 bis 42. Der Schalter 39 sei z.B. auf eine Verzögerungszeit von 300 ms und die Schalter 40 bis 42 jeweils auf eine Verzögerungszeit von 200 ms eingestellt. Dabei besitzt der Schalter 39 einen elektronischen Auslöser gemäß Fig. 1. Im Normalfall würde im Falle eines Kurzschlusses beim Verbraucher M1 der Schalter 40 nach 200 ms abgeschaltet, da der Schalter 40 auf diese Verzögerungszeit eingestellt ist. Gemäß der Erfindung wird jedoch im Schalter 39 der Zeitpunkt erfaßt, an dem der Kurzschluß auftritt, so daß dieses damit erreichte Signal bereits jetzt zum Abschalten des Schalters 41 verwendet werden kann, wie durch die gestrichelte Linie 43 angedeutet ist. Damit kann erreicht werden, daß beim Auftreten eines Überstromes (Überlast-, Kurzschlußstrom) von bestimmter Höhe eine gezielte, für den Betriebsablauf erforderliche Reihenfolge der Stillsetzung von Anlagenteilen eingehalten wird.

Claims (7)

1. Elektronischer Auslöser für ein Schaltgerät mit gesonderten Kanälen für eine Überlastauslösung und Kurzschlußauslösung und mit Bauteilen zur Meßwertaufbereitung und Spannungsversorgung, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Auslöser mit besonderen Eingängen (22-25) zum Anschluß eines Eichgerätes versehen ist, mit dem die betriebsmäßigen Signale für die Meßwerte und Spannungsversorgung nachgebildet werden können.

2. Auslöser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die besonderen Eingänge (22-25) am Eingang der Kanäle (18, 19, 20) und des Versorgungsbauteils (14) vorgesehen sind und über eine am Auslöser angebrachte Eichbuchse (21) mit dem Eichgerät verbindbar sind.

3. Auslöser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Eichbuchse (21) mit einer Testbuchse vereinigt ist.

4. Auslöser nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß beim Eintreten eines Überstromes der Zeitpunkt des Erreichens der in den Kanälen (18, 19, 20) eingestellten Ansprechwerte direkt und unverzüglich über die Eicheingänge (22-25) und/oder über besondere Schaltungsteile (27, 28) erfaßbar und durch entsprechende Signale dieser Schaltungsteile verwertbar ist.

5. Auslöser nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die den Zeitpunkt des Eintretens eines Überstromes direkt erfassenden Signale durch Anzeigeelemente (Leuchtdioden 27a) in den Schaltungsteilen (27, 28) des Auslösers sofort angezeigt werden können.

6. Auslöser nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die den Zeitpunkt des Eintretens eines Überstromes direkt erfassenden Signale zu einer gezielten Maßnahme (Schaltbefehlen) ausnutzbar sind, bevor eine von dem betreffenden Kanal (18, 19, 20) bewirkte Ausschaltung des Schaltgerätes wirksam wird.

7. Auslöser nach Anspruch 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die den Zeitpunkt des Eintretens eines Überstromes direkt erfassenden Signale über Klemmen (29, 30) der Schaltungsteile (27, 28) verwertbar oder über zusätzliche Pole der Testbuchse (21) erfaßbar sind.