DE3230047A1 - Circuit for short-circuit monitoring of circuits - Google Patents

Circuit for short-circuit monitoring of circuits

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Abstract

In order to monitor circuits for an overload, especially circuits in which the short-circuit current is limited (e.g. generator circuits in mains-standby systems), a threshold value switch (ZD, S) is provided, which is coupled to the load circuit via current transformers (W1, W2, W3) having loads (R1, R2, R3) connected downstream from them, which threshold value switch trips in the event of an excess current which is considerably higher than the rated current and breaks the supply lines (L1, L2, L3) to the loads, via a contactor. Any desired number of circuits can inherently be monitored by using a plurality of such threshold value switches for individual circuits or a sequencing circuit. By allocating different time constants to the individual threshold value switches, a specific sequence for disconnecting the circuits in the event of a disturbance can be predetermined. The circuit is suitable for monitoring both single-phase and multi-phase networks and reacts to single-phase or multi-phase short-circuits in the same manner. <IMAGE>

Description

Schaltung zur Kurzschlußüberwachung von StromkreisenCircuit for short-circuit monitoring of electric circuits

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung zur Kurzschlußüberwachung von Stromkreisen, insbesondere Generatorstromkreisen, und zur Lastabschaltung im Kurzschlußfall unter Verwendung von in die Stromkreise geschalteten Stromwandlern sowie Schaltschützen zum An- und Abschalten von Verbrauchern.The invention relates to a circuit for short-circuit monitoring of circuits, in particular generator circuits, and for load disconnection in the Short-circuit case using current transformers connected to the circuits as well as contactors for switching consumers on and off.

Zum Schutz von Stromversorgungsanlagen und elektrischen Verbrauchern ist es allgemein üblich, in den Stromkreis zu den Verbrauchern mehr oder weniger flinke Sicherungen zu legen, die bei einem unzulässig hohen Speisestrom ansprechen und beispielsweise durch Abschmelzen die Verbindung vom Verbraucher zur Stromversorgungsanlage auftrennen. Zum Abschmelzen der Sicherungen wird eine bestimmte Zeitspanne benötigt. Diese Zeitspanne kann selbst bei überflinken Sicherungen mitunter zu groß sein, um eine Gefährdung der Stromversorgungseinrichtung und/oder der Verbraucher mit Sicherheit ausschließen zu können. Die Abschmelzzeit einer Sicherung ist im wesentlichen abhängig von ihrer Dimensionierung und der im Störungsfall gegenüber dem Nennstrom eingetretenen Stromerhöhung; in Stromkreisen, in denen ein möglicher Kurzschlußstrom nicht beliebig hoch sein kann, beispielsweise in Generatorstromkreisen von Netzersatzanlagen, kann die Abschmelzzeit durchaus in der Größenordnung von zehn und mehr Sekunden liegen. Während dieser Zeit können sowohl die Stromversorgungseinrichtung, d.h. in erster Linie das einen Generator antreibende Netzersatzaggregat, als auch die angeschalteten Verbraucher durch Uberstrom Schaden nehmen.To protect power supply systems and electrical consumers it is common practice in the circuit to the consumers more or less to lay fast fuses that respond to an impermissibly high supply current and, for example, by melting the connection from the consumer to the power supply system cut open. A certain period of time is required to blow the fuses. This period of time can sometimes be too long, even with over-fast backups. to endanger the power supply device and / or the consumer To be able to exclude security. The meltdown time of a fuse is essential depending on their dimensioning and in the event of a malfunction compared to the nominal current occurred current increase; in circuits in which there is a possible short-circuit current cannot be arbitrarily high, for example in generator circuits of emergency power systems, the meltdown time can be on the order of ten or more seconds lie. During this time, both the power supply device, i. primarily the emergency power supply unit driving a generator, as well as the switched on Loads can be damaged by overcurrent.

Ein weiterer Nachteil derartiger Sicherungen ist darin zu sehen, daß sie erst bei einer relativ deutlichen Stromerhöhung gegenüber dem Nennstrom auslösen. Geringfügige Überschreitungen des Nennstromes haben keine Auswirkungen auf die Sicherungen, obgleich diese Stromerhöhungen mindestens dann, wenn sie über längere Zeiträume anstehen, durchaus zu Schäden an der Stromversorgungseinrichtung und an den Verbrauchern führen können. Zum Erfassen einer relativ niedrigen Stromerhöhung ist es bekannt, zusätzlich zu den schneller schaltenden Schmelzsicherungen in den Stromkreis zu den Verbrauchern noch Bimetallschalter oder von Bimetallrelais gesteuerte Schaltmittel zu legen. Auch diese Sicherungen schützen weder die Stromversorgungseinrichtung noch die Verbraucher ausreichend, da sie im unteren Bereich ihrer Kennlinie ebenfalls eine zu träge Charakteristik aufweisen. Gerade in diesem Bereich aber, d.h. bei drei- bis fünffachem Nennstrom stellen sich die Kurzschlußströme von Generatoren ein.Another disadvantage of such fuses is the fact that they only trigger when there is a relatively significant increase in current compared to the rated current. Slight excesses of the nominal current have no effect on the fuses, although these current increases at least when they are over long periods of time pending, certainly to damage to the power supply device and to the consumers being able to lead. To detect a relatively low increase in current, it is known in addition to the faster switching fuses in the circuit consumers still have bimetal switches or switching means controlled by bimetal relays to lay. These fuses neither protect the power supply device the consumers are still sufficient, since they are also in the lower range of their characteristic curve have a characteristic that is too sluggish. But especially in this area, i.e. at The short-circuit currents of generators are three to five times the nominal current a.

Aus betrieblichen Gründen ist es wünschenswert, einen Kurzschluß möglichst rasch zu erkennen und durch Auftrennen der Verbindung zwischen der Stromversorgungseinrichtung und den Verbrauchern unwirksam zu machen.For operational reasons it is desirable to have a short circuit as possible can be recognized quickly and by disconnecting the connection between the power supply device and to make it ineffective for consumers.

Dies gelingt bisher nur durch Verwendung von Leistungsschutz schaltern mit speziell ausgebildeten elektromagenetischen Kurzschlußschutz-Schnellauslösern. Diese Schutzschalter liegen im Leistungskreis und sind daher entsprechend groß und teuer. Ihr Nachteil liegt ferner in einer sehr ungenau definierten Ansprechschwelle, die einen Einsatz derartiger Geräte in Anlagen mit nach oben hin begrenzten Kurzschlußströmen nicht immer sinnvoll erscheinen läßt.So far, this has only been possible by using power protection switches with specially trained electromagnetic short-circuit protection quick releases. These circuit breakers are in the power circuit and are therefore correspondingly large and expensive. Their disadvantage is also a very imprecisely defined response threshold, the use of such devices in systems with upwardly limited short-circuit currents doesn't always make sense.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schaltung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 anzugeben, die einen einfachen platzsparenden und kostengünstigen Kurzschlußschutz erreichbar werden läßt, dabei genügend empfindlich ist, sowohl für einphasige als auch für mehrphasige Netze verwendbar ist und auch beim Vorhandensein mehrerer Speiseausgänge im Störungsfall eine selektive Abschaltung des jeweils gestörten Ausganges ermöglicht.The object of the present invention is to provide a circuit according to the The preamble of claim 1 to indicate a simple space-saving and inexpensive short-circuit protection can be achieved, while being sufficiently sensitive is, can be used for both single-phase and multi-phase networks and also if there are several feed outputs, selective shutdown in the event of a fault of the disturbed output.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.The invention solves this problem through the characterizing features of claim 1. Advantageous training and further developments of the invention are specified in the subclaims.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.The invention is illustrated below with reference to one in the drawing Embodiment explained in more detail.

Die Figur 1 zeigt die erfindungsgemäße Schaltung in ihrer Ausführung für einen dreiphasigen Generatorstromkreis und die Figur 2 mehrere dieser Schaltungen für die selektive bzw. gemeinsame Abschaltung einzelner Aus speisungen.FIG. 1 shows the circuit according to the invention in its implementation for a three-phase generator circuit and FIG. 2 several of these circuits for the selective or joint shutdown of individual outputs.

Figur 3 der Zeichnung zeigt einen Generatorstromkreis mit zwei gesonderten Aus speisungen und einer gemeinsamen Kurzschlußüberwachungsschaltung und Figur 4 eine Zusatzschaltang, die in Verbindung mit der gemeinsamen Uberwachungsschaltung nach Figur 3 die selektive Abschaltung der beiden Aus speisungen übernimmt.Figure 3 of the drawing shows a generator circuit with two separate ones From feeds and a common short-circuit monitoring circuit and Figure 4 an additional circuit that works in conjunction with the common monitoring circuit according to Figure 3, the selective shutdown of the two feeds takes over.

Der in Figur 1 dargestellte Generatorstromkreis besteht aus einem dreiphasigen, beispielsweise von einem Dieselaggregat angetriebenen Generator G1, den Leitungen L1 bis L3 und N1 und einer nicht dar- gestellten Last, die bei A = Ausspeisung an die Leitungen angeschlossen ist. In die Leitungen einbezogen sind Stromwandler W1 bis W3, über die in bekannter Weise der in den Leitungen L1 bis L3 fließende Strom zu messen ist; hierzu dienen die symbolisch angedeuteten Strommesser J1 bis J3. Jeder Stromwandler ist sekundärseitig außer auf den zugehörigen Strommesser auf einen niederohmigen Meßwiderstand R1 ,R2 bzw. R7 geführt, der dazu dient, einen dem jeweils fließenden Speisestrom proportionalen Spannungsabfall für eine nachgeschaltete Schaltanordnung bereitzustellen.The generator circuit shown in Figure 1 consists of one three-phase generator G1 driven, for example, by a diesel unit, lines L1 to L3 and N1 and one not shown placed load, which is connected to the lines at A = exit. Included in the lines are current transformers W1 to W3, via which the in the lines L1 until L3 flowing current is to be measured; the symbolically indicated are used for this Ammeter J1 to J3. Each current transformer is on the secondary side except for the associated one Ammeter led to a low-resistance measuring resistor R1, R2 or R7, which is used for this serves, a voltage drop proportional to the supply current flowing in each case provide a downstream switching arrangement.

Die Schaltanordnung besteht im wesentlichen aus einem Überstromrelais S und einer mit diesem in Reihe geschalteten Zenerdiode ZD. Die Schaltanordnung ist einerseits an den einen Anschluß der drei Meßwiderstände und andererseits über einen Vorwiderstand RV sowie Entkopplungsdioden D1 bis D3 an den anderen Anschluß der drei Meßwiderstände angeschlossen.The switching arrangement essentially consists of an overcurrent relay S and a Zener diode ZD connected in series with this. The switching arrangement is on the one hand to one connection of the three measuring resistors and on the other hand over a series resistor RV and decoupling diodes D1 to D3 to the other terminal of the three measuring resistors connected.

Die Entkopplungsdioden D1 bis D3 sind in Sperrichtung der Zehnerdiode ZD geschaltet. Parallel zu der Reihenschaltung aus Zenerdiode ZD und Relais S ist ein Kondensator C angeordnet, der zusammen mit dem einstellbaren Vorwiderstand RV eine definierte Ansprechverzögerung für das Relais S erreichbar werden läßt und so dafür sorgt, daß nur kurzzeitig auftretende Uberströme, beispielsweise beim Aufschalten von Verbrauchern, keine Auswirkungen auf die Kurzschlußüberwachungsschaltung haben.The decoupling diodes D1 to D3 are in the reverse direction of the zener diode ZD switched. Parallel to the series connection of Zener diode ZD and relay S is a capacitor C is arranged, which together with the adjustable series resistor RV a defined response delay for the relay S can be achieved and thus ensures that overcurrents that occur only briefly, for example when switching on of consumers, have no effect on the short-circuit monitoring circuit.

Bei normal hohem Strom in den Leitungen des Generatorstromkreises fallen an den Meßwiderständen R1 bis R3 Spannungen ab, die unterhalb der Zenerspannung der Zenerdiode ZD liegen, d.h. das Relais S ist nicht erregt. Solange dies so ist, entzieht die Schaltanordnung dem Generatorstromkreis keine Leistung; bei der einen Phasenlagedes Speisestromes sperrende Entkopplungsdioden, bei der anderen Phasenlage die Zenerdiode ZD den Strompfad über das Relais S. Steigt nun der Strom in einer oder in mehreren Leitungen des Generatorstromkreises unzulässig an, so steigt in entsprechender Weise der Spannungsabfall an einem oder mehreren der Meßwiderstände R1 bis R3. Dabei lädt sich über die Entkopplungsdioden Di bis D3 und den Vorwiderstand RV der Kondensator C auf bis die an seinen Anschlüssen anliegende Spannung schließlich zum Durchsteuern der Zenerdiode ZD führt. Als Folge hiervon zieht das Relais S an und veranlaßt damit auf hier nicht näher gezeigte Art und Weise die Abschaltung eines ebenfalls nicht dargestellten Generatorschützes, das daraufhin seine Schaltkontakte g , 5 und t öffnet und damit die Last vom Generator abtrennt. Dabei wird das Relais S stromlos geschaltet; es fällt ab und ist damit erneut bereit für die Kurzschlußüberwachung des Generatorstromkreises nach erfolgter Wiederanschaltung des Generatorschützes.With normal high current in the lines of the generator circuit voltages drop across the measuring resistors R1 to R3 which are below the Zener voltage the Zener diode ZD, i.e. the relay S is not energized. As long as this is so the switching arrangement does not draw any power from the generator circuit; in the a Phase position of the supply current blocking decoupling diodes, with the other phase position the Zener diode ZD the current path through the relay S. Now increases the current in one or in several lines of the generator circuit, increases in correspondingly the voltage drop across one or more of the measuring resistors R1 to R3. This charges through the decoupling diodes Di to D3 and the series resistor RV the capacitor C on until the voltage applied to its terminals finally leads to the Zener diode ZD being driven through. As a result, the relay S picks up and thus causes the shutdown in a manner not shown in detail here a generator contactor, also not shown, which then has its switching contacts g, 5 and t opens and thus disconnects the load from the generator. Thereby the relay S de-energized; it drops out and is ready again for short-circuit monitoring of the generator circuit after the generator contactor has been switched on again.

Durch geeignete Dimensionierung der erfindungsgemäßen Schaltung ist es möglich, für das Relais S sowohl bei einphasigem als auch bei dreiphasigem Kurzschluß fast die gleiche Anzugsverzögerung zu erreichen. Bei dreiphasigem Kurzschluß steigt die an den Meßwiderständen anliegende Spannung auf etwa den dreifachen Wert der Nennspannung, bei einphasigem Kurzschluß auf etwa den fünffachen Wert dieser Spannung. Die Diodenentkopplung wirkt im ersten Fall als einphasige Einwegschaltung und bei dreiphasigem Kurzschluß als Einweg-Sternschaltung.By suitably dimensioning the circuit according to the invention it is possible for the relay S for both single-phase and three-phase short circuits to achieve almost the same pull-in delay. In the case of a three-phase short circuit, increases the voltage applied to the measuring resistors to about three times the value of Nominal voltage, with a single-phase short circuit to about five times the value of this voltage. The diode decoupling acts in the first case as a single-phase one-way circuit and at three-phase short-circuit as a one-way star connection.

Durch geeignete Dimensionierung des aus Kondensator C und Vorwiderstand RV bestehenden Verzögerungsgliedes läßt sich der erfindungsgemäßen Schaltung jede geeignet erscheinende Verzögerungszeit zuordnen, d.h. die Schaltung reagiert erst nach einer vorgegebenen Zeitspanne auf das Vorliegen von Überströmen.By suitably dimensioning the capacitor C and series resistor RV existing delay element can be used in the circuit according to the invention suitable assign the appearing delay time, i.e. the circuit only reacts to the presence of overcurrents after a specified period of time.

Zusätzlich zur Kurzschlußüberwachung erfaßt die erfindungsgemäße Schaltung auch noch den für Stromwandler gefährlichen Zustand des Ausfalls ihrer Bürde. Bei Ausfall der Bürde gehen der oder die Stromwandler wie beim Kurzschluß im Speisekreis in die Sättigung und geben dabei die etwa fünffache Spannung bezogen auf die beim Nennstrom an den Meßwiderständen abfallende Spannung ab. Die Folge davon ist, daß das Uberstromrelais S dann anzieht und die Abschaltung des Hauptstromkreises eingleitet.In addition to short-circuit monitoring, the circuit according to the invention detects also the state of failure of their burden, which is dangerous for current transformers. at If the load fails, the current transformer (s) go like a short circuit in the supply circuit into saturation and give about five times the voltage related to the at Nominal current from the voltage drop across the measuring resistors. The consequence of this is that the overcurrent relay S then picks up and the shutdown of the main circuit is initiated.

Die erfindungsgemäße Schaltung reagiert auf deutliche Stromerhöhungen, die beispielsweise durch Verdopplung oder Verdreifachung des Nennstromes gegeben sind. Um nun auch weniger deutliche, dafür aber länger anstehende Stromerhöhungen erfassen zu können, ist in einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung vorgesehen, die Meßwiderstände, an denen der das Uberstromrelais steuernde Spannungsabfall abgegriffen wird, als Bimetallrelais auszuführen und über diese Bimetallrelais auf das den Stromkreis schaltende Schütz mit seinen Kontakten i, 5 und t einzuwirken. Auf diese Weise wird z.B. der Stromkreis für die Verbraucher aufgetrennt, wenn der Speisestrom über eine Stunde 10% höher liegt als der Nennstrom.The circuit according to the invention reacts to significant increases in current, given for example by doubling or tripling the rated current are. By now also less significant, but longer pending current increases to be able to capture is provided in an advantageous embodiment of the invention, the measuring resistors at which the voltage drop controlling the overcurrent relay is tapped is designed as a bimetal relay and via this bimetal relay to the circuit switching contactor with its contacts i, 5 and t. That way will E.g. the circuit for the consumers is disconnected when the supply current is supplied via a Hour is 10% higher than the rated current.

Bei der Energieversorgung elektrischer Verbraucher kommt es gelengtlich vor, daß für bestimmte Verbraucher jeweils gesonderte Speisekreise vorzusehen sind.When it comes to supplying energy to electrical consumers, it happens frequently stipulate that separate feed circuits are to be provided for certain consumers.

Der Grund hierfür kann beispielsweise in der gemeinsamen Uberwachung gleichartiger Verbraucher oder auch in der räumlichen Trennung der Verbraucher liegen.The reason for this can be, for example, in the joint monitoring similar consumer or also in spatial separation the consumer lie.

Ferner kann die Bereitstellung verschiedener Speisekreise darin begründet sein, daß im Störungsfall, beispielsweise bei Netzausfall, von einem Netzersatzaggregat her mindestens vorübergehend nur bestimmte Verbraucher angeschaltet werden sollen, die leistungsmäßig von der Notstromversorgung gerade noch verkraftet werden können. In solchen Fällen ist es wünschenswert, daß im Störungsfall, also bei einem Kurzschluß in einem der Speisekreise, auch nur der jeweils betroffene Speisekreis abgeschaltet wird. Wie dies erreichbar ist, ist im Ausführungsbeispiel nach Figur 2 angegeben.The provision of various feed circuits can also be justified therein be that in the event of a fault, for example in the event of a power failure, from a power supply unit at least temporarily only certain consumers should be switched on, which can just about be handled by the emergency power supply. In such cases it is desirable that in the event of a fault, that is, in the event of a short circuit in one of the feed circuits, only the feed circuit concerned is switched off will. How this can be achieved is indicated in the exemplary embodiment according to FIG.

Die Figur 2 der Zeichnung zeigt einen Generatorstromkreis mit zwei getrennten Aus speisungen Ai und A2.Figure 2 of the drawing shows a generator circuit with two separate feed-outs Ai and A2.

Für jede Verzweigung des Generatorstromkreises ist eine gesonderte Schaltung X1 bzw. X2 vorgesehen, die über zugeordnete Stromwandler an die einzelnen sich verzweigenden Teile des gemeinsamen Speisekreises angekoppelt sind. Der Aufbau der Schaltungen X1 und X2 entspricht der Schaltung nach Figur 1. Die den beiden Schaltungen X1 und X2 zugeordneten Ansprechverzögerungen können, müssen jedoch nicht gleich groß sein. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist angenommen, daß die Schaltverzögerung bei etwa einer Sekunde liegt; dies ist durch ein neben dem betreffenden Überstromrelais S1 bzw. S2 angegebenes Symbol angedeutet.There is a separate branch for each branch of the generator circuit Circuit X1 and X2 are provided, which are connected to the individual via associated current transformers branching parts of the common feed circuit are coupled. The structure the circuits X1 and X2 corresponds to the circuit of Figure 1. The two Response delays assigned to circuits X1 and X2 may or may not have to be be the same size. In the illustrated embodiment it is assumed that the switching delay is about one second; this is through a next to the relevant overcurrent relay S1 or S2 indicated symbol indicated.

Die beiden Überstromrelais SI und S2 dienen über nicht dargestellte Schaltschütze zum Auftrennen der jeweils zugeordneten Speisekreise im Kurzschlußfall.Die Auftrennung erfolgt über Schaltmittel M/1, ß /1 und bzw. ob/2, ß/2 und g/2 von von den Überstromrelais gesteuerten Schaltschützen.The two overcurrent relays SI and S2 are not shown Contactors for disconnecting the respectively assigned supply circuits in the event of a short circuit Separation takes place via switching means M / 1, ß / 1 and or ob / 2, ß / 2 and g / 2 of from the overcurrent relay controlled contactors.

Zusätzlich zu den die beiden Aus speisungen selektiv überwachenden Schaltungen X1 und X2 ist noch eine den Gesamtstromkreis überwachende Schaltung X vorgesehen.In addition to the selective monitoring of the two outputs Circuits X1 and X2 is still a circuit that monitors the entire circuit X provided.

Sie dient dazu, Kurzschlüsse zwischen der gemeinsamen Stromversorgungseinrichtung und den Aus speisungen (zentrale Sammelschiene) zu erfassen und sie übernimmt ferner den Ausfall schutz für die nachgeordneten Schaltungen X1 und X2. In vorteilhafter Weise ist die ihr eingeprägte Ansprechzeit größer als die den beiden Schaltungen X1 und X2 jeweils eingeprägte Schaltzeit.It is used to prevent short circuits between the common power supply device and to record the feeds (central busbar) and it also takes over the failure protection for the downstream circuits X1 and X2. In advantageous The response time impressed on it is greater than that of the two circuits X1 and X2 each impressed switching time.

Auf diese Weise ist sichergestellt, daß die gemeinsame Schaltung tatsächlich nur bei einem Defekt in einer der nachgeordneten Schaltungen oder aber bei einem Kurzschluß im gemeinsamen Teil des Speisekreises ansprechen kann.This ensures that the common circuit actually works only in the event of a defect in one of the downstream circuits or in one Short circuit in the common part of the feed circuit can respond.

Durch entsprechend vervielfältigten Einsatz der erfindungsgemäßen Schaltung läßt sich für beliebig viele Kreise eine sichere Selektivität des Kurzschlußschutzes erzielen; diese Selektivität wird in der praktischen Anwendung der Erfindung allein durch den Aufwand hierfür begrenzt.By correspondingly increased use of the invention Circuit, a reliable selectivity of the short-circuit protection can be achieved for any number of circuits achieve; this selectivity is used alone in the practice of the invention limited by the effort involved.

Die Selektivität läßt sich jedoch auch ohne entsprechende Vervielfältigung der erfindungsgemäßen Schaltung erreichen, indem eine für alle Verbraucher gemeinsame Kurzschlußüberwachungsschaltung über eine Folgeschaltung nacheinander die einzelnen Verbraucher abschaltet.However, the selectivity can also be achieved without corresponding duplication achieve the circuit according to the invention by a common for all consumers Short-circuit monitoring circuit using a sequential circuit, the individual Consumer switches off.

Dieser Vorgang setzt sich so lange fort, bis der jeweils verursachende Verbraucher abgeschaltet ist, wobei die Kurzschlußüberwachungsschaltung wieder in ihre Ausgangsstellung gelangt. Spätestens zu diesem Zeitpunkt sind die vor dem Abschalten des tatsächlich defekten Verbrauchers abgeschalteten übrigen Verbraucher wieder anzuschalten. Es ist aber auch möglich, beim fortlau- fenden Abschalten der Verbraucher mit dem Abschalten eines Verbrauchers den jeweils zuvor abgeschalteten Verbraucher wieder anzuschalten.This process continues until the one causing the problem Load is switched off, the short-circuit monitoring circuit in again reaches its starting position. At this point at the latest, they are about to be switched off of the actually defective consumer switched off again to turn on. But it is also possible to continue fenden shutdown the consumer switches off the previously switched off when a consumer is switched off To switch consumers on again.

Wie eine solche Folgeschaltung für einen sich auf zwei Verbraucher aufteilenden Stromkreis vorteilhaft aussehen könnte, ist in Figur 4 der Zeichnung dargestellt.Like such a sequential circuit for one on two consumers dividing circuit could look advantageous is shown in Figure 4 of the drawing shown.

Für die Erläuterung der Figur 4 ist auf Figur 3 Bezug genommen, in der die Anordnung der für beide Verbraucherkreise gemeinsamen Kurzschlußüberwachungsschaltung dargestellt ist.For the explanation of FIG. 4, reference is made to FIG. 3, in the arrangement of the short-circuit monitoring circuit common to both consumer circuits is shown.

Figur 3 entspricht im wesentlichen der Figur 1 mit dem Unterschied, daß wie in Figur 2 anstelle einer einzigen nunmehr zwei getrennte Aus speisungen Al und A2 vorgesehen sind und daß die gemeinsame Kurzschlußüberwachungseinrichtung nicht auf das den Gesamtkreis schaltende Schütz wirkt. Die Schaltmittel «, ß und t dieses Schützes werden beispielsweise ausschließlich von den in den gemeinsamen Teil des Speisekreises geschalteten bzw. von dem dort fließenden Strom mittelbar beeinflußten Bimetallrelais RI bis R3 gesteuert. Über sie erfolgt die Abschaltung des Speisenetzes bei einem über längere Zeit anhaltenden Uberstrom unterhalb der Ansprechgrenze der Kurzschlußüberwachungsschaltung.FIG. 3 essentially corresponds to FIG. 1 with the difference that that as in Figure 2 instead of a single now two separate feeds from Al and A2 are provided and that the common short-circuit monitoring device does not affect the contactor that switches the entire circuit. The switching means «, ß and For example, this contactor will only be used by those in the common Part of the supply circuit switched or indirectly from the current flowing there influenced bimetal relays RI to R3 controlled. They are used to switch off of the supply network in the event of an overcurrent below the Response limit of the short-circuit monitoring circuit.

Die einzelnen Ausspeisungen Al und A2 sind durch die Kontakte A/2 bis A/4 bzw. B/3 bis B/5 von diesen Aus speisungen zugeordneten Schaltschützen für sich an-bzw. abschaltbar.Für die gemeinsame Kurzschlußüberwachung der an die Ausspeisungen Al und A2 angeschlossenen Verbraucher dient eine gemeinsame Kurzschlußüberwachungsschaltung wie sie in Figur 1 dargestellt ist.The individual outlets A1 and A2 are through the contacts A / 2 to A / 4 or B / 3 to B / 5 of these feeds assigned contactors for to or. For the common short-circuit monitoring of the outlets A common short-circuit monitoring circuit is used for loads connected to A1 and A2 as shown in FIG.

Hat das Uberstromrelais S der Kurzschlußüberwachungsschaltung angesprochen und so einen Kurzschluß bei einem der beiden Verbraucherkreise signalisiert, so wird die in Figur 4 dargestellte Schaltung wirksam, welche den Jeweils gestörten Verbraucher lokalisiert und abschaltet. Dies erfolgt über die Schalt schütze A und B, deren Schaltkontakte in Figur 3 in den Stromkreisen der beiden Verbraucher liegen. Bei ordnungsgerechtem Funktionsverhalten der an die beiden Ausspeisungen angeschlossenen Verbraucher ist das Uberstromrelais S abgefallen und hat seinen Kontakt S/1 im Speisestromkreis der beiden Schütze A und B geschlossen.Has the overcurrent relay S of the short-circuit monitoring circuit responded and so signals a short circuit in one of the two consumer circuits, so the circuit shown in Figure 4 is effective, which disturbed the respective Loads localized and switched off. This is done via contactors A and B, whose switching contacts are in Figure 3 in the circuits of the two consumers. With proper functioning of the connected to the two outlets The overcurrent relay S has dropped out and has its contact S / 1 in the supply circuit of the two contactors A and B closed.

In dieser Schaltstellung des Kontaktes S/1 lassen sich die beiden Schütze durch Betätigen zugeordneter Tastenkontakte TA bzw. TB anschalten. Beim Anschalten der Schütze schließen u.a. die Kontakte A/1 und 3/1 und schalten dabei Haltestromkreise für die Schütze.In this switch position of the contact S / 1, both Switch on the contactors by pressing the assigned button contacts TA or TB. At the When the contactors are switched on, contacts A / 1 and 3/1, among other things, close and switch at the same time Holding circuits for the contactors.

Spricht nun die in Figur 1 dargestellte Kurzschlußüberwachungsschaltung an, so öffnet der Kontakt S/1 des Uberstromrelais S imSpeisestromkreis der Schütze A und B. Das Schütz A fällt daraufhin ab, während das Schütz B zunächst noch über sein RC-Glied für eine bestimmte Verzögerungszeit, beispielsweise eine Sekunde, erregt bleibt. Beim Abfallen des Schützes A wechseln dessen Kontakte, wobei die Kontakte A/2 bis A/4 die Verbraucher der Ausspeisung Al abschalten, während der Kontakt A/1 in dem bereits aufgetrennten Haltestromkreis des Schützes ein automatisches Wiederanschalten des Schützes A bei einem späteren Schließen des Kontaktes S/1 verhindert. Wenn nämlich die Ursache für das Ansprechen der Kurzschlußüberwachungseinrichtung bei den abgeschalteten Verbrauchern der Ausspeisung Al zu suchen war, so ist der Kurzschluß nach dem Abschalten dieser Verbraucher nicht mehr feststell- bar und das Uberstromrelais fällt wieder ab. Dabei schließt es seinen Kontakt S/1 im Speisekreis der beiden Schütze A und B und das Schütz A würde wieder ansprechen, wenn nicht der Haltestromkreis durch den Schließerkontakt A/1 inzwischen aufgetrennt wäre.The short-circuit monitoring circuit shown in FIG. 1 now speaks on, the contact S / 1 of the overcurrent relay S opens in the supply circuit of the contactors A and B. Contactor A then drops out, while contactor B initially still over its RC element for a certain delay time, for example one second, remains excited. When contactor A drops out, its contacts change, with the Contacts A / 2 to A / 4 switch off the consumers of the outfeed Al, during the Contact A / 1 in the already disconnected holding circuit of the contactor an automatic Switching on contactor A again when contact S / 1 closes at a later date is prevented. If namely the cause of the response of the short-circuit monitoring device was to be looked for in the switched-off consumers of the feed-out Al, this is the one Short-circuit after switching off these consumers no longer detectable bar and the overcurrent relay drops out again. It closes its contact S / 1 im Feed circuit of the two contactors A and B and contactor A would respond again, if the holding circuit has not been disconnected by the normally open contact A / 1 in the meantime were.

Sobald das Uberstromrelais S bei dem angenommenen Kurzschlußfall (Kurzschluß in der Ausspeisung Al) seinen Kontakt S/1 im Stromkreis der Schütze A und B wieder schließt, wird das noch über den RC-Kreis erregte Schütz B wieder aus der Versorgungsspannung U betrieben; es bleibt über seinen Haltekreis angeschaltet und bewirkt damit, daß die Verbraucher der Ausspeisung A2 über die Kontakte B/3 bis B/5 (Figur 3) vom Generator her weiter versorgt werden.As soon as the overcurrent relay S in the assumed short circuit case (short circuit in the outfeed Al) its contact S / 1 in the circuit of contactors A and B again closes, contactor B, which is still excited via the RC circuit, is again removed from the supply voltage U operated; it remains switched on via its hold circuit and thus has the effect that the consumers of outfeed A2 via contacts B / 3 to B / 5 (Figure 3) from the generator continue to be supplied.

Liegt die Ursache für das Ansprechen des Uberstromrelais S nicht in der Aus speisung A1 sondern in der Ausspeisung A2, so fällt nach Ablauf der vorgegebenen Verzögerungszeit auch das Schaltschütz B ab. Damit trennt es zunächst mit seinen Kontakten B/3 bis B/5 die bislang aufgeschalteten Verbraucher der Ausspeisung A2 vom Generator ab und verhindert über seinen Schliesser B/1, daß das Schütz bei einem späteren Schließen des Kontaktes S/1 automatisch wieder anziehen kann.If the cause of the response of the overcurrent relay S is not in the exit A1 but in the exit A2, then after the expiry of the specified Delay time also the contactor B. So it first separates with his Contacts B / 3 to B / 5 are the previously connected consumers of feed-out A2 from the generator and prevents the contactor with a later closing of the contact S / 1 can automatically tighten again.

Wenn nun also der vom Uberstromrelais S registrierte Kurzschluß in der Aus speisung A2 zu suchen ist, bedeutet dies, daß nach dem Abschalten der dortigen Verbraucher das Uberstromrelais S abfällt und dabei seinen Kontakt S/1 in Figur 2 wieder schließt. Bei dem angenommenen Störfall (Aus speisung A2 ist mit Kurzschluß behaftet) können die Verbraucher der Aus speisung Al bedenkenlos wieder an die Stromversorgung angeschlossen werden. Es ist deshalb in vorteilhafter Weise ein automatisches Wiederanschalten dieser Verbraucher vorgesehen.Hierzu dient ein Öffnerkontakt B/6 des Schaltschützes B, wel- cher beim Abschalten des Schütz es B einen Anschaltstromkreis für das Schütz A vorbereitet. Ist das Schaltschütz B und anschließend auch das Uberstromrelais S abgefallen, so zieht beim Schließen des Kontaktes S/1 der Kondensator C des dem abgeschalteten Schütz B zugeordneten Verzögerungsgliedes RC über eine Entkopplungsdiode D, den Öffner B/6 des Schützes B und die Wicklung des Schützes A kurzzeitig einen erheblichen Ladestrom. Dieser Ladestrom ist so bemessen, daß das Schütz A bis oberhalb seiner Ansprechgrenze erregt wird. Sobald das Schütz A angesprochen hat, schaltet es sich mit seinem Kontakt A/1 einen Haltestromkreis, der es unabhängig macht von dem über den Kondensator C fließenden Ladestrom und es schaltet ferner mit seinen Kontakten A/2 bis A/4 die Verbraucher der nicht gestörten Ausspeisung Al wieder an. Damit ist nach einer nur geringen Schaltlücke die Stromversorgung für die noch ordnungsgerecht arbeitende Aus speisung Al wieder hergestellt und die Arbeiten zur Beseitigung der Störung an der abgeschalteten Aus speisung können beginnen.So if the short circuit registered by the overcurrent relay S in from A2 is to be looked for, this means that after switching off the there Consumer the overcurrent relay S drops out and thereby its contact S / 1 in Figure 2 closes again. In the case of the assumed fault (from feed A2 is short-circuited afflicted) the consumers of the output Al can safely return to the power supply be connected. It is therefore an automatic restart in an advantageous manner This consumer is provided. A break contact B / 6 of the contactor is used for this B, wel- cher when switching off the contactor there B a connection circuit prepared for contactor A. Is the contactor B and then also the overcurrent relay S dropped, then pulls when the contact S / 1 closes the capacitor C of the dem switched off contactor B associated delay element RC via a decoupling diode D, the break contact B / 6 of contactor B and the winding of contactor A briefly one considerable charging current. This charging current is dimensioned so that the contactor A to above its response limit is excited. As soon as contactor A has responded, it switches it creates a holding circuit with its contact A / 1, which makes it independent of the charging current flowing through the capacitor C and it also switches with its Contacts A / 2 to A / 4 the consumers of the not disturbed outfeed Al again at. This means that after only a small switching gap, the power supply is still available for the properly working outfeed Al restored and the work on Elimination of the malfunction at the switched off discharge can begin.

4 Figuren 10 Patentansprüche4 figures 10 claims

Claims (10)

Patentansprüche S Schaltung zur Kurzschlußüberwachung von Stromkreisen, insbesondere Generatorstromkreisen, und zur Lastabschaltung im Kurzschlußfall , unter Verwendung von in die Stromkreise geschalteten Stromwandlern sowie Schaltschützen zum An- und Abschalten von Verbrauchern, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß jeder Stromwandler (W1, W2, W3) sekundärseitig auf einen zugehörigen Meßwiderstand (R1, R2, R3) geführt ist, daß dem bzw. den Meßwiderständen die Reihenschaltung aus einem Relais (S) und einer Zenerdiode (ZD) parallelgeschaltet ist, wobei die Zenerdiode eine Zenerspannung oberhalb des an dem bzw. den Meßwiderständen bei Nennlast abgreifbaren Spannungsabfalles aufweist und daß die Schaltmittel des Relais (S) beim Ansprechen des Relais unmittelbar oder mittelbar (über O( , ) den bzw. die jeweils überwachten Stromkreise auftrennen.Claims S circuit for short-circuit monitoring of circuits, in particular generator circuits, and for load disconnection in the event of a short circuit, using current transformers and contactors connected to the circuits for switching consumers on and off e t that each current transformer (W1, W2, W3) on the secondary side to an associated measuring resistor (R1, R2, R3) is performed that the measuring resistor or resistors the series connection a relay (S) and a Zener diode (ZD) is connected in parallel, the Zener diode a Zener voltage above that which can be tapped off at the measuring resistor or resistors at nominal load Has voltage drop and that the switching means of the relay (S) when responding of the relay directly or indirectly (via O (,) to the monitored Separate circuits. 2. Schaltung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß der Reihenschaltung aus Relais (S) und Zenerdiode (ZD) ein Kondensator (C) parallelgeschaltet ist und daß dieser Parallelschaltung ein vorzugsweise einstellbarer Widerstand (RV) vorgeschaltet ist.2. A circuit according to claim 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the series connection of relay (S) and zener diode (ZD) is a capacitor (C) is connected in parallel and that this parallel connection is preferably adjustable Resistance (RV) is connected upstream. 3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Zenerdiode (ZD) eine in Sperrichtung betriebene Diode (z.B. D1) vorgeschaltet ist.3. A circuit according to claim 1 or 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the zener diode (ZD) is a diode operated in the reverse direction (e.g. D1) is connected upstream. 4. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zum Uberwachen und Schalten mehrphasiger Stromkreise eine ge- meinsame, aus Relais (S), Zenerdiode (ZD) und ggf. Kondensator (C) und Vorwiderstand (RV) bestehende Schaltanordnung vorgesehen ist, die über in Sperrichtung der Zenerdiode (ZD) betriebene Entkopplungsdioden (D7 bis D3) an die von den Stromwandlern gespeisten Meßwiderstände (R1 bis R3) angeschlossen ist.4. Circuit according to one of claims 1 to 3, d a -d u r c h g e it does not indicate that it is used for monitoring and switching multiphase circuits a very common, from relay (S), Zener diode (ZD) and possibly capacitor (C) and series resistor (RV) existing switching arrangement is provided, which via in Reverse direction of the Zener diode (ZD) operated decoupling diodes (D7 to D3) to the The measuring resistors (R1 to R3) fed by the current transformers are connected. 5. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zum Uberwachen und Schalten einzelner auch mehrphasiger Stromkreise aus einer Mehrzahl von aus der gleichen Versorgungseinrichtung gespeisten Stromkreisen eine entsprechende Anzahl von Schaltanordnungen (X1, X2 in Figur 2) vorgesehen ist, die über zugehörige Meßwiderstände und Stromwandler an die einzelnen Kreise angeschlossen sind.5. Circuit according to one of claims 1 to 4, d a -d u r c h g e It is not stated that for monitoring and switching individual also multi-phase Circuits from a plurality of fed from the same supply device Circuits a corresponding number of switching arrangements (X1, X2 in Figure 2) is provided, which via associated measuring resistors and current transformers to the individual Circles are connected. 6. Schaltung nach Anspruch 5, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß für alle Stromkreise eine zusätzliche gemeinsame Schaltanordnung (X) zum Uberwachen und Schalten des gemeinsamen Stromkreisteiles vorgesehen ist.6. A circuit according to claim 5, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that an additional common switching arrangement (X) is provided for monitoring and switching the common circuit part. 7. Schaltung nach Anspruch 2 und 5 oder 2 und 6, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß den Schaltanordnungen (X, X1, X2) der einzelnen Speisekreise durch unterschiedliche Vorwiderstände unterschiedliche Schaltzeiten fest zugeordnet. sind.7. A circuit according to claim 2 and 5 or 2 and 6, d a -d u r c h g e k e n n n e i c h n e t that the switching arrangements (X, X1, X2) of the individual feed circuits Different switching times are permanently assigned due to different series resistors. are. 8. Schaltung nach Anspruch 6 und 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die der gemeinsamen Schaltanordnung (X) zugeordnete Schaltzeit größer ist als die den übrigen Schaltanordnungen (X1, X2) jeweils zugeordneten Schaltzeiten.8. A circuit according to claim 6 and 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the switching time assigned to the common switching arrangement (X) is greater than the switching times assigned to the other switching arrangements (X1, X2). 9. Schaltung nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 4 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Meßwiderstände (R1 bis R3) durch Bimetallschalter bzw. Bimetallrelais dargestellt sind, deren Schaltmittel beim Ansprechen der Schalter bzw. Relais unmittelbar oder mittelbar den bzw. die Jeweils überwachten Stromkreise auf trennen.9. Circuit according to claim 1 or one of claims 4 to 6, d a It is indicated that the measuring resistors (R1 to R3) are through Bimetal switches or bimetal relays are shown, their switching means when responding the switch or relay directly or indirectly monitored the one or more Disconnect circuits. 10. Schaltung zum selektiven Abschalten eines mit einem Kurzschluß behafteten Verbrauchers aus einer aus zwei Verbrauchern bestehenden, aus der gleichen Versorgungseinrichtung gespeisten Verbraucheranordnung unter Verwendung von den beiden Verbrauchern jeweils zugeordneten Schützen zum selektiven An- und Abschalten des betreffenden Verbrauchers und einer beiden Verbrauchern gemeinsamen Schaltung nach Anspruch 1 oder 4, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Erregerwicklungen der beiden Schütze (A, B) über einen bei ordnungsgerechtem Betriebsverhalten der Verbraucher geschlossenen Kontakt (S/1) des Relais (S) und jeweils einen mit diesen in Reihe geschalteten zugeordneten Tastenkontakt (TA, TB) an einer Versorgungsgleichspannung (U) liegen, über die sie beim Schließen der Tastenkontakte (TA, TB) ansprechen und sich einen Haltestromkreis über den Tastenkontakten jeweils parallelgeschaltete eigene Schließer (A/1, B/1) schalten, daß eines der Schütze (B) gegenüber dem anderen Schütz (A) abfallverzögert ausgeführt ist und daß für die Abfallverzögerung ein RC-Glied (RC) vorgesehen ist, dessen C mit seinem einen Anschluß über eine in Durchlaßrichtung betriebene Diode (D) an einen Abgriff zwischen dem Kontakt (S/1) des Relais (S) und dem Schließer (A/1) des nicht abfallverzögerten SchUtzes (A) sowie einen Anschluß der Erregerwicklung des abfallverzögerten Schützes (B) ange- schlossen und mit seinem anderen Anschluß über einen Öffner (B/6) des abfallverzögerten Schützes (B) an einen Abgriff zwischem dem Schließer (A/1) des nicht abfallverzögerten Schützes (A) und dessen Erregerwicklung sowie über das R an den anderen Anschluß der Erregerwicklung des abfallverzögerten Schützes (B) angeschlossen ist.10. Circuit for the selective shutdown of one with a short circuit affected consumer from one consisting of two consumers, from the same Supply device fed consumer arrangement using the contactors assigned to both loads for selective switching on and off of the relevant consumer and a circuit common to both consumers according to claim 1 or 4, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the excitation windings of the two contactors (A, B) via one if the operating behavior is correct Consumer closed contact (S / 1) of the relay (S) and one with each of them Assigned key contact (TA, TB) connected in series to a DC supply voltage (U), via which they respond when the button contacts (TA, TB) are closed and a holding circuit connected in parallel via the button contacts own normally open contacts (A / 1, B / 1) switch so that one of the contactors (B) is opposite the other Contactor (A) is designed with dropout delay and that for the dropout delay on RC element (RC) is provided, the C of which has one connection via one in the forward direction operated diode (D) to a tap between the contact (S / 1) of the relay (S) and the normally open contact (A / 1) of the non-dropout delayed contactor (A) and a connection the field winding of the drop-out delayed contactor (B) closed and with its other connection via an NC contact (B / 6) of the drop-out delayed contactor (B) to a tap between the normally open contact (A / 1) of the non-off-delay contactor (A) and its field winding as well as via the R to the other connection of the field winding of the drop-out delayed contactor (B) is connected.
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