DE3534764C2 - - Google Patents
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- DE3534764C2 DE3534764C2 DE19853534764 DE3534764A DE3534764C2 DE 3534764 C2 DE3534764 C2 DE 3534764C2 DE 19853534764 DE19853534764 DE 19853534764 DE 3534764 A DE3534764 A DE 3534764A DE 3534764 C2 DE3534764 C2 DE 3534764C2
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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
- H02H3/26—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 difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents
- H02H3/32—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 difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at corresponding points in different conductors of a single system, e.g. of currents in go and return conductors
- H02H3/33—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 difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at corresponding points in different conductors of a single system, e.g. of currents in go and return conductors using summation current transformers
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Description
Die Erfindung betrifft eine Fehlerstromschutzschaltung mit einem Summenstromwandler,
der mindestens zwei Primärwicklungen und mindestens eine Sekundärwicklung
aufweist, und mit einer Auslöseschaltung, die mindestens einen
Auslösetransistor und zwei Steuereingänge aufweist und der Sekundärwicklung
des Summenstromwandlers nachgeschaltet ist, wobei an die Sekundärwicklung
des Summenstromwandlers eine Gleichrichterschaltung angeschlossen ist, die
Gleichrichterschaltung mindestens ein Halbleiterventil und einen Speicher-
bzw. Glättungskondensator enthält und der Pluspol der Gleichrichterschaltung
an den ersten Steuereingang der Auslöseschaltung angeschlossen ist.
Bei Fehlerstromschutzschaltungen der hier in Rede stehenden Art kann die
Auslöseschaltung statt eines Auslösetransistors auch einen Auslösethyristor od. dgl.
oder z. B. einen Differenzierungsverstärker od. dgl. aufweisen.
Im Stand der Technik, von dem die Erfindung ausgeht (vgl. die CH-PS 4 75 661),
wird der Auslösetransistor der Auslöseschaltung direkt von der Sekundärwicklung
des Summenstromwandlers angesteuert. Die Ansprechempfindlichkeit der
bekannten Fehlerstromschutzschaltung ist also vorgegeben durch die Ansprechschwelle
des Auslösetransistors, die z. B. bei ca. 0,6 V liegt. Damit liegt
dann bei noch vertretbarem Aufwand für den Summenstromwandler die
Ansprechempfindlichkeit der Fehlerstromschutzschaltung selbst bei ca. 30 mA.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, bei der Fehlerstromschutzschaltung,
von der die Erfindung ausgeht, mit einfachen Mitteln die Ansprechempfindlichkeit
zu erhöhen.
Die erfindungsgemäße Fehlerstromschutzschaltung, bei der die zuvor hergeleitete
und dargelegte Aufgabe gelöst ist, ist zunächst und im wesentlichen
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Minuspol der Gleichrichterschaltung
und dem zweiten Steuereingang der Auslöseschaltung mindestens eine zu einem
Hilfsstromkreis gehörende, von einem Hilfsstrom durchflossene Hilfsimpedanz
vorgesehen ist. Dabei kann die Gleichrichterschaltung als Brückenschaltung,
vorzugsweise als Villardschaltung, als Delonschaltung oder als Delonverdopplerschaltung
ausgeführt sein; solche Gleichrichterschaltungen sind für
sich bekannt (vgl. die Literaturstelle Tietze/Schenk "Halbleiter-
Schaltungstechnik"; 1974, 3. Auflage, Seiten 33 bis 36).
Der nach der Lehre der Erfindung die Hilfsimpedanz durchfließende
Hilfsstrom kann aus einer vorzugsweise aus der Netzspannung abgeleiteten
Steuerspannung abgeleitet sein, wobei die Steuerspannung über eine Steuergleichrichterschaltung
aus der Netzspannung abgeleitet sein kann. Im übrigen
empfiehlt es sich, im Hilfsstromkreis in Reihe zu der Hilfsimpedanz einen
Hilfswiderstand zu legen und damit den Hilfsstrom über die Hilfsimpedanz
zu begrenzen.
Wenn zuvor gesagt worden ist, daß bei der erfindungsgemäßen Fehlerstromschutzschaltung
zwischen dem Minuspol der Gleichrichterschaltung und dem
zweiten Steuereingang der Auslöseschaltung mindestens eine von einem
Hilfsstrom durchflossene Hilfsimpedanz vorgesehen ist, so meint Hilfsimpedanz
jedes Bauteil, an dem der durchfließende Hilfsstrom einen Spannungsabfall
erzeugt. Hilfsimpedanz steht also nicht nur als Sammelbegriff für einen
Widerstand, eine Spule (bzw. eine Induktivität) oder einen Kondensator
(bzw. eine Kapazität). Der Ausdruck Hilfsimpedanz soll auch eine Hilfsdiode
umfassen; eine Hilfsdiode ist nämlich bei der erfindungsgemäßen
Fehlerstromschutzschaltung vorzugsweise als Hilfsimpedanz vorgesehen.
Bei der Fehlerstromschutzschaltung, von der die Erfindung ausgeht, führt
die Verwendung einer Gleichrichterschaltung zwischen der Sekundärwicklung
des Summenstromwandlers und der Auslöseschaltung zu einer Erhöhung der aus
einem Fehlerstrom abgeleiteten Fehlerschaltung; dies gilt insbesondere dann,
wenn die Gleichrichterschaltung als Verdopplerschaltung ausgeführt ist, z. B.
als Villardschaltung. Leider erhöht sich damit nicht die Ansprechempfindlichkeit.
Zwar verdoppelt sich die Fehlerspannung, es verdoppelt sich jedoch
auch die Ansprechwelle, - weil nunmehr statt einer Diodenstrecke, nämlich
der Basis-Emitter-Strecke des Auslösetransistors, zwei Diodenstrecken
vorliegen, nämlich zusätzlich die Diodenstrecke des Halbleiterventils der
Gleichrichterschaltung.
Durch die bei der erfindungsgemäßen Fehlerstromschutzschaltung verwirklichte
Maßnahme, wonach zwischen dem Minuspol der Gleichrichterschaltung und dem
zweiten Steuereingang der Auslöseschaltung mindestens eine zu einem
Hilfsstromkreis gehörende, von einem Hilfsstrom durchflossene Hilfsimpedanz
vorgesehen ist, wird der Ausgang der Gleichrichterschaltung um den Spannungsabfall
an der Hilfsimpedanz, z. B. um den Spannungsabfall von ca. 0,6 V an
der Hilfsdiode, angehoben; damit wird der Spannungsabfall an der Diodenstrecke
des Halbleiterventils der Gleichrichterschaltung eliminiert.
Im folgenden werden nun die Erfindung sowie Ausgestaltungen und Weiterbildungen
der Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung weiter erläutert.
Die einzige Figur zeigt das Schaltbild einer Fehlerstromschutzschaltung 1,
die in einen Netzspannung führenden Stromkreis - mit den elektrischen
Leitungen 2, 3 - eingeschaltet ist und zunächst einen Summenstromwandler 4
mit zwei Primärwicklungen 5, 6 und einer Sekundärwicklung 7 und eine
Auslöseschaltung 8 mit einem Auslösetransistor 9 und zwei Steuereingängen 10,
11 aufweist; die Auslöseschaltung 8 ist der Sekundärwicklung 7 des
Summenstromwandlers 4 nachgeschaltet.
Wie die Figur zeigt, ist an die Sekundärwicklung 7 des Summenstromwandlers 4
eine Gleichrichterschaltung 12 angeschlossen, enthält die
Gleichrichterschaltung 12 ein Halbleiterventil 13 und einen Speicher- bzw. Glättungskondensator
14, ist der Pluspol 15 der Gleichrichterschaltung 12 an den
ersten Steuereingang 10 der Auslöseschaltung 8 angeschlossen und ist zwischen
dem Minuspol 16 der Gleichrichterschaltung 12 und dem zweiten Steuereingang 11
der Auslöseschaltung 8 eine zu einem Hilfsstromkreis gehörende, von
einem Hilfsstrom durchflossene Hilfsimpedanz 17 vorgesehen.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Gleichrichterschaltung 12 als
Villardschaltung ausgeführt. Der die Hilfsimpedanz 17 durchfließende
Hilfsstrom ist aus einer aus der Netzspannung abgeleiteten Steuerspannung
abgeleitet, wobei die Steuerspannung über eine Steuergleichrichterschaltung 18
aus der Netzspannung abgeleitet ist. Im Hilfsstromkreis liegt in Reihe zu
der Hilfsimpedanz 17, die als Hilfsdiode ausgeführt ist, ein Hilfswiderstand
19, der den Hilfsstrom begrenzt. Im übrigen ist der Gleichrichterschaltung
12 ein Entladewiderstand 20 nachgeschaltet und sind den beiden
Steuereingängen 10, 11 der Auslöseschaltung 8 ein Glättungskondensator 21
und ein Entladewiderstand 22 parallelgeschaltet.
Die Figur zeigt insoweit eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Fehlerstromschutzschaltung, als dem Auslösetransistor 9 ein
Verstärkertransistor 23 nachgeschaltet ist. Dabei ist ein Steuerwiderstand 24
vorgesehen und der Steuerwiderstand 24 einerseits an den Pluspol 25 der
Steuerspannung und andererseits sowohl an die Basis 26 des Verstärkertransistors 23
als auch an den Kollektor 27 des Auslösetransistors 9 angeschlossen.
Der Kollektor 28 des Verstärkertransistors 23 ist über ein Rückkopplungsnetzwerk 29
aus einem Rückkopplungskondensator 30 und einem Rückkopplungswiderstand 31
an die Basis 32 des Auslösetransistors 9 angeschlossen. Im übrigen ist der
Gleichrichterschaltung 12 eine Entkoppeldiode 33 nachgeschaltet und in Reihe
zu der als Hilfsimpedanz 17 vorgesehenen Hilfsdiode eine weitere Hilfsdiode
34 vorgesehen. Weiter ist ein elektromagnetisches Schutzschalterelement 35
vorgesehen und einerseits an den Pluspol 25 der Steuerspannung, andererseits
an den Kollektor 28 des Verstärkertransistors 23 angeschlossen.
Schließlich zeigt die Figur noch insoweit eine bevorzugte Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Fehlerstromschutzschaltung 1, als ein
Fehlerstromsimulierwiderstand 36 vorgesehen und einerseits an den Eingang 37
der ersten Primärwicklung 5 des Summenstromwandlers 4 angeschlossen,
andererseits über eine Fehlerstromsimuliertaste 38 mit dem Ausgang 39
der zweiten Primärwicklung 6 des Summenstromwandlers 4 verbindbar ist;
eine solche Maßnahme ist für sich bekannt (vgl. die Literaturstelle
Bull. Sev/Vse 65 [1974] 24, 30. November, Seiten 1737, 1738).
Zur Funktionsweise der erfindungsgemäßen Fehlerstromschutzschaltung 1
noch kurz folgendes:
Liegt an den elektrischen Leitungen 2, 3 Netzspannung an und ein Fehlerstrom
nicht vor, so sind die Schaltkontakte 40, 41 des elektromagnetischen
Schutzschalterelementes 35 geschlossen. Vom Pluspol 25 der mit Hilfe der
Steuergleichrichterschaltung 18 gewonnenen Steuerspannung fließt über
den Steuerwiderstand 24 in die Basis 26 des Verstärkertransistors 23
ein Steuerstrom, so daß der Verstärkertransistor 23 leitend ist. Folglich
fließt vom Pluspol der Steuerspannung 25 über das elektromagnetische
Schutzschalterelement 35 und die Kollektor-Emitter-Strecke 23 ein Erregerstrom
zum Minuspol 42 der Steuerspannung; das elektromagnetische
Schutzschalterelement 35 ist erregt.
Sobald ein hinreichend großer Fehlerstrom - größer als etwa 10 mA -
auftritt, wird in der Sekundärwicklung 7 des Summenstromwandlers 4 eine
entsprechende Fehlerspannung induziert, die mit Hilfe der Gleichrichterschaltung
12 gleichgerichtet und verdoppelt wird. Die gleichgerichtete und
verdoppelte Fehlerspannung hat zur Folge, daß der Auslösetransistor 9
leitend wird, so daß die Basis-Emitter-Strecke des Verstärkertransistors 23
über die Kollektor-Emitter-Strecke des Auslösetransistors 9 praktisch
kurzgeschlossen wird und der Verstärkertransistor 23 sperrt, das elektromagnetische
Schutzschalterelement 35 entregt wird.
Das bei der in der Figur dargestellten bevorzugten Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Fehlerstromschutzschaltung 1 vorgesehene
Rückkopplungsnetzwerk 29 - aus dem Rückkopplungskondensator 30 und dem
Rückkopplungswiderstand 31 - wirkt mitkoppelnd.
Wäre bei der erfindungsgemäßen Fehlerstromschutzschaltung 1 der
Rückkopplungskondensator 30 nicht vorgesehen, also der Kollektor 28 des
Verstärkertransistors 23 nur über den Rückkopplungswiderstand 31 mit
der Basis 32 des Auslösetransistors 9 verbunden, so bliebe der einmal
leitend gesteuerte Auslösetransistor 9 dauernd leitend, der Verstärkertransistor
23 dauernd gesperrt. Dadurch, daß der Kollektor 28 des
Verstärkertransistors 23 über den Rückkopplungskondensator 30 und den
Rückkopplungswiderstand 31 an die Basis 32 des Auslösetransistors 9
angeschlossen ist, geht der Auslösetransistor 9 wieder in den gesperrten
Zustand, der Verstärkertransistor 23 wieder in den leitenden Zustand
über, wenn kein Fehlerstrom bzw. kein hinreichend großer Fehlerstrom
mehr vorliegt.
Wesentlich für die erfindungsgemäße Fehlerstromschutzschaltung 1 ist
insbesondere, daß die unerwünscht auftretenden Spannungsabfälle am
Halbleiterventil 13 und an der Entkoppeldiode 33 durch den Spannungsabfall
an der als Hilfsimpedanz 17 vorgesehenen Hilfsdiode und der weiteren
Hilfsdiode 34 kompensiert wird.
Die erfindungsgemäße Fehlerstromschutzschaltung 1 kann auf ihre Funktionsfähigkeit
mit Hilfe des Fehlerstromsimulierwiderstandes 36 und der
Fehlerstromsimuliertaste 38 überprüft werden. Bei abgeschlossener
Fehlerstromsimuliertaste 38 fließt über den Fehlerstromsimulierwiderstand 36 ein
Fehlerstrom, also ein Strom, der nicht über die beiden Primärwicklungen
5, 6 des Summenstromwandlers 4 fließt, hier nur über die zweite
Primärwicklung 6 des Summenstromwandlers 4 fließt.
Claims (16)
1. Fehlerstromschutzschaltung mit einem Summenstromwandler, der mindestens
zwei Primärwicklungen und mindestens eine Sekundärwicklung aufweist, und
mit einer Auslöseschaltung, die mindestens einen Auslösetransistor und
zwei Steuereingänge aufweist und der Sekundärwicklung des Summenstromwandlers
nachgeschaltet ist, wobei an die Sekundärwicklung des Summenstromwandlers
eine Gleichrichterschaltung angeschlossen ist, die Gleichrichterschaltung
mindestens ein Halbleiterventil und einen Speicher- bzw. Glättungskondensator
enthält und der Pluspol der Gleichrichterschaltung an den ersten
Steuereingang der Auslöseschaltung angeschlossen ist, dadurch
gekennzeichnet, daß zwischen dem Minuspol (16) der Gleichrichterschaltung
(12) und dem zweiten Steuereingang (11) der Auslöseschaltung (8)
mindestens eine zu einem Hilfsstromkreis gehörende, von einem Hilfsstrom
durchflossene Hilfsimpedanz (17) vorgesehen ist.
2. Fehlerstromschutzschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Gleichrichterschaltung (12) als Brückenschaltung, als Villardschaltung,
als Delonschaltung oder als Delonverdopplerschaltung ausgeführt ist.
3. Fehlerstromschutzschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der die Hilfsimpedanz (17) durchfließende Hilfsstrom aus einer
vorzugsweise aus der Netzspannung abgeleiteten Steuerspannung abgeleitet
ist.
4. Fehlerstromschutzschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Steuerspannung über eine Steuergleichrichterschaltung (18) aus der
Netzspannung abgeleitet ist.
5. Fehlerstromschutzschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß im Hilfsstromkreis in Reihe zu der Hilfsimpedanz (17) ein
Hilfswiderstand (19) liegt.
6. Fehlerstromschutzschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß als Hilfsimpedanz (17) eine Hilfsdiode vorgesehen ist.
7. Fehlerstromschutzschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß der Gleichrichterschaltung (12) ein Entladewiderstand
(20) nachgeschaltet ist.
8. Fehlerstromschutzschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß den beiden Steuereingängen (10, 11) der Auslöseschaltung
(8) ein Glättungskondensator (21) und ein Entladewiderstand (22)
parallelgeschaltet sind.
9. Fehlerstromschutzschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß dem Auslösetransistor (9) ein Verstärkertransistor (23)
nachgeschaltet ist.
10. Fehlerstromschutzschaltung nach Anspruch 9, wobei eine vorzugsweise
aus der Netzspannung abgeleitete Steuerspannung vorhanden ist, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Steuerwiderstand (24) vorgesehen ist und der
Steuerwiderstand (24) einerseits an den Pluspol (25) der Steuerspannung
und andererseits sowohl an die Basis (26) des Verstärkertransistors (23)
als auch an den Kollektor (27) des Auslösetransistors (9) angeschlossen
ist.
11. Fehlerstromschutzschaltung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kollektor des Verstärkertransistors über einen Rückkopplungswiderstand
an die Basis des Auslösetransistors angeschlossen ist.
12. Fehlerstromschutzschaltung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kollektor (28) des Verstärkertransistors (23) über ein Rückkopplungsnetzwerk
(29) aus einem Rückkopplungskondensator (30) und einem
Rückkopplungswiderstand (31) an die Basis (32) des Auslösetransistors (9)
angeschlossen ist.
13. Fehlerstromschutzschaltung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet,
daß der Gleichrichterschaltung (12) eine Entkoppeldiode (33)
nachgeschaltet ist.
14. Fehlerstromschutzschaltung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß in Reihe zu der als Hilfsimpedanz (17) vorgesehenen Hilfsdiode eine
weitere Hilfsdiode (34) vorgesehen ist.
15. Fehlerstromschutzschaltung nach einem der Ansprüche 10 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, daß ein elektromagnetisches Schutzschalterelement (35)
vorgesehen und einerseits an den Pluspol (25) der Steuerspannung, andererseits
an den Kollektor (28) des Verstärkertransistors (23) angeschlossen
ist.
16. Fehlerstromschutzschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Fehlerstromsimulierwiderstand (36) vorgesehen
und einerseits an den Eingang (37) der ersten Primärwicklung (5)
des Summenstromwandlers (4) angeschlossen, andererseits über eine
Fehlerstromsimuliertaste (38) mit dem Ausgang (39) der zweiten Primärwicklung (6)
des Summenstromwandlers (4) verbindbar ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19853534764 DE3534764A1 (de) | 1984-10-06 | 1985-09-30 | Fehlerstromschutzschaltung |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3436746 | 1984-10-06 | ||
DE19853534764 DE3534764A1 (de) | 1984-10-06 | 1985-09-30 | Fehlerstromschutzschaltung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3534764A1 DE3534764A1 (de) | 1986-04-17 |
DE3534764C2 true DE3534764C2 (de) | 1987-12-23 |
Family
ID=25825440
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19853534764 Granted DE3534764A1 (de) | 1984-10-06 | 1985-09-30 | Fehlerstromschutzschaltung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3534764A1 (de) |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH475661A (de) * | 1968-11-06 | 1969-07-15 | Landis & Gyr Ag | Fehlerstromschutzschalter |
-
1985
- 1985-09-30 DE DE19853534764 patent/DE3534764A1/de active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3534764A1 (de) | 1986-04-17 |
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Legal Events
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