DE3222797C2 - Anordnung zum Kurzschlußschutz - Google Patents

Anordnung zum Kurzschlußschutz

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DE3222797C2
DE3222797C2 DE19823222797 DE3222797A DE3222797C2 DE 3222797 C2 DE3222797 C2 DE 3222797C2 DE 19823222797 DE19823222797 DE 19823222797 DE 3222797 A DE3222797 A DE 3222797A DE 3222797 C2 DE3222797 C2 DE 3222797C2
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Ralf Ing.(grad.) 1000 Berlin Schallhorn
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Licentia Patent Verwaltungs GmbH
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Licentia Patent Verwaltungs GmbH
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—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
    • 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
    • H—ELECTRICITY
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    • H02H3/02—Details
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  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

Die Anordnung (3) erfaßt den Kurzschlußstrom im Frequenzbereich < 40 Hz durch einen Nebenwiderstand (5) und im Frequenzbereich 40 Hz durch einen Stromwandler (4). Die an der Bürde (5) des Stromwandlers (4) bzw. dem Nebenwiderstand (R) anliegende, dem Kurzschlußstrom direkt proportionale Spannung steuert einen Triac (6) halbwellenunabhängig. Der Triac (6) gibt einen permanenten Energiespeicher (11) im Kurzschlußfalle zur Zündung einer einen Stromrichter (1) schützenden Sprengsatzsicherung (2) frei. Die Betriebsbereitschaft des Energiespeichers (11) wird mittels einer Glimmlampe (13) überwacht. Wird deren Zündspannung unterschritten, erfolgt durch optische Koppelung eine Meldung und ein Freischalten des Stromrichters (1). Da dem Energiespeicher (11) dann kaum noch Energie entzogen wird, gewährleistet die verbleibende Speicherenergie die Zündbereitschaft bis zum Abschalten des Stromrichters (1). Die Störanfälligkeit der Kurzschlußschutzeinrichtung (3) ist durch die gezielte Minimierung der Hilfskreise und Spannungen und deren nötige Überwachungen gering.

Description

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Glimmlampe (13) parallel zum Energiespeicher (11) geschaltet ist, durch deren Erlöschen über eine optische Kopplung mit einem Fotoelement (14) eine drn Strc;irichter (1) freischaltende Einrichtung ausgelöst wird.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Glimmlampe (12) zur otischen Überwachung der Betriebsbereitschaft des Energiespeichers (11) vorgesehen ist, und die Glimmlampen sicherstellen,
daß bis zum Auslösen der freischaltenden Einrichtung im Energiespeicher (11) ausreichend Zündenergie bereitgestellt ist.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Der Einsatz von Sprengsatzsicherungen zum Kurzschlußschutz ist aligemein bekannt (DE-OS 15 38 416). Dabei wird im Kurzschlußfall durch Zündung einer Sprengladung in kürzester Zeit ein in der Hauptstrombahn liegendes Leiterstück zerstört, so daß der Strom auf einen parallel zu diesem Leiterstück angeordneten Schmelzleiter überwechseln muß. Dieser Schmelzleiter ist so ausgebildet, daß er unter Einwirkung des weiterhin fließenden Kurzschlußstromes schnell durchschmilzt und dabei eine Lichtbogenspannung erzeugt, die den Kurzschlußstrom weit unterhalb seines sonst auftretenden Scheitelwerts begrenzt. eo
Aus der DE-AS 10 60 976 ist ebenfalls eine Schutzschalteinrichtung für einen Stromrichter bekannt, bei der ein zündfähiges Mittel nach Art von Pulver eingesetzt wird. Das Sprengmittel, dessen Zündeinsatz über Stromwandler im zu schützenden elektrischen Kreis gesteuert wird, dient dabei durch seine Expansion der Beschleunigung eines mechanischen Schaltkontakts, so daß dessen Eigenschaltzeit gering gehalten wird.
Der Einsatz der weiter oben beschriebenen, ein Leiterstück der Hauptstrombahn zerstörenden Sprengsatzsicherungen bei Stromrichtern ist nur dann sinnvoll, wenn sichergestellt ist, daß bei allen betriebsmäßig vorkommenden Frequenzen bei einem genau vorwählbaren Wert des Kurzschlußstromes stets die Sprengsatzsicherung durch Bereitstellung ausreichender Zündenergie ausgelöst werden kann.
Der Erfindung liegt -lishalb die Aufgabe zugrunde, bei einer Anordnung der eingangs angegebenen Art in einem weiten Frequenzbereich des Stromrichters den Kurzschlußfall genau zu erfassen und halbwellenunabhängig bei einem vorwählbaren Wert des Kurzschlußstromes schnellstmöglich Zündenergie für die Sprengsatzsicherung bereitzustellen. Dabei soll gewährleistet sein, daß bei dem Ausfall der die Zündenergie bereitstellenden Hilfsspannung bis zum dann notwendigen Abschalten des Stromrichters ein Kurzschlußstrom abgeschaltet werden kann.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst
Vorteilhafterweise wirkt also die Kurzschlußstromerfassung direkt proportional auf die Auslösung. Bei Ausfall der externen Hilfsenergie ist durch den gezielt überwachten permanenten Energiespeicher die Schutzfunktion bis zum Freischalten des Stromrichters gewährleistet
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung ssil im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert werden.
In der Zeichnungsfigur ist der Prinzipschaltplan für eine Anordnung 3 zum Kurzschlußschutz eines Stromrichters gezeigt Der zu schützende Stromrichter 1 ist als dreiphasige Brückenschaltung dargestellt, die die wechselspannungsseitigen Anschlüsse UVW aufweist. Der Kurzschlußschutz wird anhand der hier nur für die Phase !^gezeigten Sprengsatzsiche* tirtg 2 erläutert.
Zur Zündung der Sprengsatzsicherung 2 ist ein als Kondensator ausgebildeter permanenter Energiespeicher 11 vorgesehen. Der Energiespeicher 11 wird dabei aus einer externen Hilfsenergiequelle über einen Transformator 7 sowie eine Ladedicde 8 und Ladewiderstände 9, 10 aufgeladen. Solange der Energiespeicher 11 eine ausreichende Zündenergie zum Zünden der Sprengsatzsicherung 2 zur Verfügung stellt, leuchten dem Energiespeicher 11 parallelgeschaltete Glimmlampen 12, 13. Die Glimmlampe 12 dient dabei zur optischen Kontrolle der Betriebsbereitschaft des Energiespeichers, während die Glimmlampe 13 über eine optische Koppelung mit einem Fotoelement 14 (Fototransistor) mit einer Meldeschaltung in Verbindung steht.
Der Kurzschlußstrom, der den Stromrichter 1, der z. B. als Anfahrstromrichter arbeitet, über die Phase W zu zerstören droht, wird für den Frequenzbereich < 40 Hz über einen Nebenwiderstand R im Wechselspannungsanschluß des Stromrichters 1 direkt proportional erfaßt. Für den Frequenzbereich > 40 Hz ist zum Erstellen einer dem Kurzschlußstrom direkt proportionalen Größe ein Stromwandler 4 vorgesehen, der ebenfalls an den Wechselspannungsanschluß des Stromrichters 1 gelegt ist. Die Bürde 5 des Stromwandler 4 b/.w. der Nebenwiderstand R liefert eine Zündspannung zur Ansteuerung eines Triacs 6, durch den in den Quadranten I und IV, d. h. bei positiver oder negativer Halbwolle des Kurzschlußstromes der Energiespeicher 11 auf die Sprengsatzsicherung 2 geschaltet wird.
Die Betriebsbereitschaft des Energiespeichers 11 wird, wie oben erwähnt, mit den Glimmlampen 12 und 13 überwacht Sobald die Glimmlampe 13 erlischt, ist es wegen der gefährdeten Bereitstellung an Zür.denergie durch den Energiespeicher 11 notwendig, den Stromrichter 1 freizuschalten. Das Erlöschen der Glimmlampe 13 wird durch eine mit dem Fotoelement 14 verknüpfte Verstärkerschaltung erfaßt und über eine Meldeleitung 22 zur Auslösung einer (nicht gezeigten) Freischalt-Einrichtung weitergegeben. Die Verstärkerschaltung ist durch Transistoren 15,19,21, Widerstände 16,17,18,20 und eine Diode 23 gebildet. Die Versorgung erfolgt gegen das Potential Omit einer Spannung Ub-
Sobald die Zündspannungen der Glimmlampen 12 und 13 unterschritten sind, wird dem Energiespeicher 11 kaum noch Energie entzogen. Die verbleibende Speicherenergie gewährleistet weiterhin Zündbereitschaft, bis der über die Meldeleitung 22 geleitete Freischaltbefehl ausgeführt ist
Die Störanfälligkeit der beschriebenen Kurzschlußschutzeinrichtung ist durch die gezielte Minimierung der Hiifskreise und Spannungen und deren nötige Überwachungen gering gehalten.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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65

Claims (1)

Patentansprüche:
1. Anordnung zum Kurzschlußschutz eines mit einer Sprengsatzsicherung abgesicherten Stromrichters, gekennzeichnet durch die Kombination der Merkmale:
a) einen mit Glimmlampen (12, 13) auf seine Betriebsbereitschaft überwachten, permanenten Energiespeicher (11),
b) einen Triac (6), durch den der Energiespeicher (11) auf die Zündeinrichtung der Sprengsatzsicherung (2) schaltbar ist,
c) einen an den Wechselspannungsanschluß des Stromrichters (1) gelegten Nebenwiderstand (R), der für den Frequenzbereich < 40 Hz eine dem Kurzschlußstrom direkt proportionale Zündspannung zur Ansteuerung des Triacs (6) bereitgestellt und
d) einen an den Wechselspannungsanschluß des Stromrichters (1) gelegten Stromwandler (4), der über seine Bürde (5) für den Frequenzbereich >40 Hz eine dem Kurzschlußstrom direkt proportionale Zündspannung zur Ansteuerung des Triacs (6) bereitstellt
DE19823222797 1982-06-16 1982-06-16 Anordnung zum Kurzschlußschutz Expired DE3222797C2 (de)

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DE3222797A1 DE3222797A1 (de) 1983-12-22
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1060976B (de) * 1958-01-24 1959-07-09 Siemens Ag Stromversorgungsanlage mit Halbleiterventilen als Gleichrichter insbesondere auf der Basis eines Halbleiters aus Germanium oder Silizium und mit einer mit mechanischen Schaltkontakten arbeitenden Schutzschalteinrichtung
DE1538416B2 (de) * 1966-12-08 1970-05-27 Calor-Emag Elektrizitäts-Aktiengesellschaft, 4030 Ratingen Auslöseeinrichtung für Schnellschaltgeräte

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DE3222797A1 (de) 1983-12-22

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