DE3708005A1 - Ueberstromschutzvorrichtung fuer stromversorgungsanlagen von wohn- und betriebsgebaeuden und dergleichen gebaeuden - Google Patents
Ueberstromschutzvorrichtung fuer stromversorgungsanlagen von wohn- und betriebsgebaeuden und dergleichen gebaeudenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Überstromschutzvorrichtung für
Stromversorgungsanlagen von Wohn- und Betriebsgebäuden und
dergleichen Gebäuden, insbesondere für Stromversorgungsanlagen
von Wohnhäusern mit je einem Überstromschutzorgan
zum Schutz der Stromleitungen im Bereich der Hauseinführung,
die mit dem Verteilungsnetz durch von dessen Phasenleitern
abzweigende Hausanschlußleitungs-Stromleiter verbunden sind.
Für das Errichten von sogenannten Hauseinführungen als Teil
von Starkstromanlagen mit Nennspannungen bis1000 Volt
wird Teil 732/03.83 der als VDE-Bestimmung gekennzeichneten
Deutschen Norm, Reihe DIN 57 100 VDE 0100 angewendet,
in Verbindung mit den entsprechenden anderen Normen dieser
Reihe. Dergemäß umfaßt eine Hauseinführung die Hauseinführungsleitung
oder ein Hauseinführungskabel, beide im folgenden als
Leitungen bezeichnet, die an der Eintrittsstelle ins Gebäude
beginnen, und den zugehörigen Hausanschlußkasten, welcher
die Übergabestelle zur Verbraucheranlage bildet. Jede
Hauseinführung enthält in dem Hausanschlußkasten die erforderlichen
Überstromschutzorgane, zumeist streifenförmige
Schmelzsicherungsstücke. Der Mindestquerschnitt für Stromleiter
der Hauseinführungsleitung ist entsprechend dem Nennstrom
der Überstromschutzorgane bemessen, und die Hauseinführungsleitung
ist so verlegt, daß bei einem Lichtbogenkurzschluß
das Leitungsstück ohne Gefahr einer Brandausweitung
auf das Gebäude ausbrennen kann.
Geht auch damit der eigentlich für die Verbraucheranlage
bezweckte Leitungsschutz auf die Hauseinführungsleitung und
gegebenenfalls darüber hinaus auf die Hausanschlußleitung,
so kann er doch nur bei Kurzschluß oder bei Verursachung
eines Überstromes in der Verbraucheranlage wirksam werden.
Bei der Erschließung von Bebauungsflächen für Neubesiedlung
an der Peripherie der großen Städte und Gemeinden sowie bei
der Erbauung neuer Stadt- und Ortsteile is das elektrische
Verteilungsnetz für die Stromversorgung in entsprechendem
Umfang teils weiter ausgebaut, teils neu errichtet worden.
Derzeit ist in den größeren Gemeinden, die über ein örtliches
Elektrizitätswerk verfügen, nicht nur das Verteilungsnetz
mit größer gewordener Anzahl von Netzhauptleitungen
erweitert worden, die mit zum Teil unterschiedlichen Nennspannungen
zu verschiedenen Gruppen von Verbraucheranlagen
führen, auch die Anzahl der von diesen Netzhauptleitungen
zu den einzelnen Gebäuden abzweigenden Hausanschlußleitungen
ist schon, besonders in Wohnsiedlungen, beträchtlich groß.
Hier liegen die an einer Netzhauptleitung parallelgeschalteten
Hausanschlußleitungen mit geringen Abständen nebeneinander,
ähnlich wie in den Straßenzügen der Städte.
In Anbetracht des beim Ausbau der Verteilungsnetze für die
Stromversorgung von Gebäuden in gewachsener großer Anzahl
erreichten Entwicklungsstandes kann die Möglichkeit nicht
mehr ausgeschlossen werden, daß zum Beispiel die als Erdkabel
verlegten Hausanschlußleitungen gefährdet sind. Beim Einsatz
von Schaufelbaggern für Ausschachtarbeiten sowie auch durch
andere Tiefbauwerkzeuge, die bei immer wieder und häufig
notwendigen Instandsetzungen von Rohrleitungen in der Erde
oder bei der Kabelverlegung eingesetzt werden, kann der
Mantel eines Hausanschlußkabels beschädigt oder durchgeschlagen
werden, so daß Stromleiter kurzgeschlossen werden. Wenn
dann infolge eines Kabelbrandes oder bei Lichtbogenkurzschluß
nicht ausbrennen kann, ist die die Netzhauptleitung kurzgeschlossen
und die Stromversorgung der an sie angeschlossenen
Häuser wird unterbrochen. Nicht ausgeschlossen ist auch
die Möglichkeit einer Gefährdung von Hausanschlußleitungen
in Freileitungsnetzen, zum Beispiel durch Blitzeinschlag,
durch Sturmeinwirkung auf die Dachständer an Gebäuden sowie
durch Hitze bei einem Gebäudebrand. Als außergewöhnliche
Ursache einer Gefährdung oder Zerstörung, insbesondere
von Hausanschlußleitungen, sei noch die Anwendung von
Gewalt auf Gebäude, Straßen und Wege angeführt.
Durch die in den Patentansprüchen gekennzeichnete Erfindung
wird eine Überstromschutzvorrichtung der eingangs
angegebenen Art für Stromversorgungsanlagen, insbesondere
von Wohngebäuden, geschaffen, mit der ein Leitungsschutz
für Hausanschlußleitungen und darüber hinaus auch
für Netzhauptleitungen erreicht wird, der bei einem im
Bereich zwischen dem Verteilungsnetz und den Überstromschutzorganen
der Hauseinführungen verursachten Überstrom
oder Kurzschluß schnell zur Wirkung kommt.
Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß zusätzlich
ein Überstromschutzorgan in jedem Stromleiter einer
Hausanschlußleitung vorgesehen ist, und zwar kurz hinter
der Abzweigung der Hauseinführungsleitung vom Verteilungsnetz,
welches Schutzorgan enthält
einen Leitungsschutzschalter,
eine diesen Leitungsschutzschalter betätigenden Steuereinheit, die einen Signalverstärker aufweisen kann, der mit Strom aus dem Verteilungsnetz versorgt wird,
einen Überstromdetektor, von welchem dieser Steuereinheit ein die Abschaltung des Stromes (Verbraucherstrom) mittels des Leitungsschutzschalters steuerndes Signal zugeleitet wird, wenn in dem betreffenden Stromleiter der Hausanschlußleitung ein Überstrom entsteht,
und ein Überwachungsorgan, von welchem die Steuereinheit ein die Wiedereinschaltung des Stromes steuerndes Signal zugeleitet wird, wenn die Ursache des Überstromes beseitigt ist.
einen Leitungsschutzschalter,
eine diesen Leitungsschutzschalter betätigenden Steuereinheit, die einen Signalverstärker aufweisen kann, der mit Strom aus dem Verteilungsnetz versorgt wird,
einen Überstromdetektor, von welchem dieser Steuereinheit ein die Abschaltung des Stromes (Verbraucherstrom) mittels des Leitungsschutzschalters steuerndes Signal zugeleitet wird, wenn in dem betreffenden Stromleiter der Hausanschlußleitung ein Überstrom entsteht,
und ein Überwachungsorgan, von welchem die Steuereinheit ein die Wiedereinschaltung des Stromes steuerndes Signal zugeleitet wird, wenn die Ursache des Überstromes beseitigt ist.
Damit ist eine Überstromschutzvorrichtung mit schaltbaren
Schutzorganen geschaffen, die durch Überstrom gesteuert
werden und Überströme, Kurzschlüsse in der Hausanschlußleitung
oder auch in der Hauseinführungsleitung schnell abschalten.
Eine kurzgeschlossene Leitung wird somit rechtzeitig geschützt
vor Gefährdung durch hohe Strombelastung und zugleich wird
die Stromversorgung der über kurzschlußfreie Leitungen an
das Verteilungsnetz angeschlossenen Verbraucheranlagen unterbrechungsfrei
aufrechterhalten. Ebenso wird die stromversorgende
Netzhauptleitung rechtzeitig vor Überlastung
geschützt, so daß eine Notabschaltung des betroffenen Netzsektors
vermieden wird.
Zur Anwendung bei Leitungen in Freileitungsnetzen wie auch
bei Leitungen in Kabelnetzen sind jeweils die Überstromschutzorgane
sämtlicher Stromleiter einer Hausanschlußleitung in
einem gemeinsamen Schutzgehäuse untergebracht. Dasselbe
ist stoß- und schlagfest ausgebildet, ist hermetisch dicht
verschließbar und weist für jeden Stromleiter sowie für den
Nulleiter der Hausanschlußleitung eine Eingangs- und eine
Ausgangsklemme auf. In bestimmten Anwendungsfällen kann es
zweckmäßig sein, ein gemeinsames Schutzgehäuse für die Überstromschutzorgane
von zwei oder sogar mehr Hausanschlußleitungen
vorzusehen.
Ausführungsarten der Erfindung sind durch unterschiedliche
Ausführungsformen des schaltbaren Übestromschutzorganes gem.
der Erfindung gekennzeichnet, die in der Beschreibung unten
an Beispielen erläutert sind und wie folgt skizziert sind.
Ein elektromechanisches Schaltschütz dient als Leitungsschutzschalter
des Überstromschutzorganes. Die zugehörige
Steuereinheit enthält zwei an das Verteilungsnetz als Stromquelle
angeschlossene Relaisstromkreise für elektromagnetische
Betätigung, davon einen für die Trennung und einen
für die Schließung der Schaltschützkontakte, mit je einem
Halbleiterschaltglied und je einer Erregerspule in Reihenschaltung.
Das Halbleiterschaltglied des Relaisstromkeises
für die Trennung der Schaltschützkontakte wird durch
ein Signal des Überstromdetektors und/oder durch ein bei
Kurzschluß in der Hausanschlußleitung erzeugten Signal
angesteuert, um den Erregerstrom einzuschalten. Das Halbleiterschaltglied
des Relaisstromkreises für die Schließung
der Schaltschützkontakte zur Wiedereinschaltung des Verbraucherstromes
wird um den Erregerstrom einzuschalten,
durch ein Signal des Überwachungsorganes angesteuert,
nämlich durch das nach Beseitigung der Ursache des Überstromes
bzw. des Kurzschlusses wiederkehrende Signal.
Für die elektromagnetische Betätigung mit Erregergleichstrom
sind die Relaisstromkreise über einen Netzgleichrichter an
das Verteilungsnetz angeschlossen. Um die Schaltschützkontakte
bei der Abschaltung des Stromes mit kürzeren Betätigungszeiten
trennen zu können, ist der dafür vorgesehene
Relaisstromkreis in bekannter Weise an eine Stromquelle mit
einer Gleichspannung angeschlossen, die größer ist als die
Netzgleichrichterspannung. Die gleiche Maßnahme kann für
den Relaisstromkreis für die Schließung der Schaltschützkontakte
durchgeführt werden, um dieselben ebenfalls mit
kürzeren Betätigungszeiten als ohne diese Maßnahme bei der
Einschaltung des Stromes schließen zu können.
Ein Halbleiter-Schaltschütz mit zwei gegensinnig parallelgeschalteten
Netzthyristoren dient als Leitungsschutzschalter.
Die zugehörige Steuereinheit enthält einen Steuerimpulsgeber
mit einem für beide Netzthyristoren gemeinsamen Ausgang,
welchem ein Halbleiterschalter parallelliegt. Der Steuerimpulsgeber
ist an das Verteilungsnetz als Stromquelle zur
Bildung von Steuerimpulsen angeschlossen, durch welche die
Netzthyristoren des Leitungsschutzschalters stromleitend für
Durchlaß des Wechselstromes (Verbraucherstrom) gesteuert
werden. Bei Überstrom oder Kurzschluß in der Hausanschlußleitung
wird zur Abschaltung des Verbraucherstromes
durch Selbstlöschung jeweils eines der beiden Netzthyristoren
der erwähnte Halbleiterschalter durch ein Signal des Überstromdetektors
bzw. durch ein Signal eines Kurzschlußdetektors
stromleitend gemacht und dadurch der Steuerausganng so
lange kurzgeschlossen gehalten, bis ein Signal des Überwachungsorganes
zur Wiedereinschaltung des Verbraucherstromes abgegeben wird,
wodurch das Signal des Überstromdetektors beendet wird.
Bei dieser Ausführungsform des schaltbaren Überstromschutzorganes
besteht der Leitungsschutzschalter darin, daß der
Reihenschaltung eines elektromechanischen Schaltschützes und
einer Drossel ein Halbleiter-Schaltschütz mit zwei gegensinnig
parallelen Netzthyristoren parallelgeschaltet ist.
Das Halbleiter-Schaltschütz dient hier als Hilfsschaltmittel
für insbesondere ein strom- und schaltlichtbogenfreies Trennen
der Schaltschützkontakte voneinander beim Abschalten des
Stromes. An der Drossel der erwähnten Reihenschaltung bildet
sich durch den Stromanstieg beim Entstehen eines Überstromes
eine impulsförmige Spannung, die am Halbleiter-Schaltschütz
anliegt und die Zündung eines Netzthyristors ermöglicht, so
daß derselbe durch das Signal des Überstromdetektors und/oder
durch ein Signal eines Kurzschlußdetektors, vorzugsweise des
als ein solcher verwendeten Überwachungsorganes, stromleitend
aufgesteuert wird. Dasselbe der Steuereinheit des Halbleiter-Schaltschützes zugeleitete Signal wird gleichzeitig
der Steuereinheit des elektromechanischen Schaltschützes
zugeleitet, um das Halbleiterschaltglied des Relaisstromkreises
für die Trennung der Schaltschützkontakte anzusteuern
und den Erregerstrom dafür einzuschalten. Den Steuereinheiten
der Schaltschütze muß dieses Signal, insbesondere zwecks fortwährender
Ansteuerung der Netzthyristoren, länger andauernd
als die Abschaltzeit des elektromechanischen Schaltschützes
zugeführt werden, damit die Netzthyristoren für den durch sie
eingeschalteten Strom stromleitend bleiben und dadurch die
Schaltschützkontakte bis zu ihrer Trennung stromarm gehalten
werden. Das nach Beseitigung der Ursache eines Überstromes
oder Kurzschlusses abgegebene Signal des Überwachungsorganes
wird der Steuereinheit des elektromechanischen Schaltschützes
zugeleitet, um das Halbleiterschaltglied des Relaisstromkreises
für die Schließung der Schaltschützkontakte
anzusteuern und den Erregerstrom dafür einzuschalten.
Dasselbe Signal kann gleichzeitig der Steuereinheit des
Halbleiter-Schaltschützes zugeleitet werden, wenn die Schaltkontakte
des elektromechanischen Schaltschützes auch lichtbogenfrei
geschlossen werden sollen. Hierfür müssen die
Netzthyristoren des Halbleiter-Schaltschützes durch das
Signal länger als die Einschaltzeit des elektromechanischen
Schaltschützes stromleitend gehalten werden.
Im folgenden wird die Erfindung durch Ausführungsbeispiele
anhand der Zeichnung näher erläutert, woraus auch je eine
Ausführung des Überstromdetektors und des Überwachungsorganes
ersichtlich ist. Es zeigt
Fig. 1 in schematischer Darstellung ein erfindungsgemäßes
Überstromschutzorgan für eine nach VDE 0100 Teil 732/03.83
errichtete Starkstromanlage,
Fig. 2 das Blockschaltbild eines Überstromschutzorganes
gemäß der Erfindung entsprechend der oben skizzierten Ausführungsform
1,
Fig. 3 das Blockschaltbild eines Überstromschutzorganes
gemäß der Erfindung entsprechend der oben skizzierten Ausführungsform
2 und
Fig. 4 das Blockschaltbild eines Überstromschutzorganes
gemäß der Erfindung entsprechend der oben skizzierten Ausführungsform
3.
In den Fig. 2 bis 4 ist je ein Überstromschutzorgan gemäß
der Erfindung für lediglich einen Phasenstromleiter einer
Dreiphasenleitung dargestellt. Gleiche Elemente und Bestandteile
der verschiedenen Ausführungen des Überstromschutzorganes
sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.
In der Fig. 1 ist lediglich der mit Bezugszeichen E versehene
Teil, nämlich die Hauseinführung, einer Starkstromanlage
für die Stromversorgung eines Wohngebäudes dargestellt.
Sie umfaßt die beim Eintritt in das Gebäude H beginnende
Hauseinführungsleitung l und den Hausanschlußkasten HK, der
Überstromschutzorgane Ü enthält, welche streifenförmige
Sicherungen Si sind. Der Anlagenteil in Fig. 1 rechts
neben der Verzweigung V der Hauseinführungsleitung zu den
einzelnen Verbrauchergruppen heißt Verbraucheranlage, sie
ist durch das Bezugszeichen A angedeutet.
In die Hausanschlußleitung l′, durch welche die Hauseinführungsleitung
l mit einer Netzhauptleitung des Verteilungsnetzes N verbunden ist, sind zusätzlich Überstromschutzorgane
Ü′ eingesetzt, die im Unterschied zu den Schutzorganen
Ü der Hauseinführung schaltbar sind. Nach Fig.
1 sind die Überstromschutzorgane Ü′ unmittelbar hinter der
Abzweigung A N der Leitung l′ von der Netzhauptleitung eingesetzt,
und zwar ein Überstromschutzorgan Ü′ in jedem
Stromleiter l′ R , l′ S , l′ T der Hausanschlußleitung l′, die
ebenso wie die Netzhauptleitung des Verteilungsnetzes N
und die Hauseinführungsleitung l dreiphasig ist, das heißt
drei Phasenstromleiter neben einem Nulleiter MP enthält.
Abzweigungen A N weiterer dreiphasiger Hausanschlußleitungen
l′ von derselben Netzhauptleitung sind in der Fig. 1 rechts
eingezeichnet. Eine jede dieser Leitungen führt in ein
anderes Gebäude und enthält gleiche schaltbare Überstromschutzorgane
Ü′.
Schaltbar ist ein Überstromschutzorgan gemäß der Erfindung
durch Verwenndung eines Leitungsschutzschalters L als Bestandteil,
der mittels einer Steuereinheit St, die gegebenenfalls
Signalverstärker enthält, geöffnet wird und dadurch
den Strom in dem Stromleiter abschaltet, in welchen das
Überstromschutzorgan eingesetzt ist, sobald dieser Stromleiter
Überstrom führt, und der Leitungsschutzschalter
geschlossen wird und dadurch den Strom in dem Stromleiter
wieder einschaltet, sobald die Ursache des Überstromes
beseitigt ist. Überstrom wird durch einen Überstromdetektor
D mit einem Stromsensor W st erfaßt und an einen
Eingang I der Steuereinheit St signalisiert. Durch ein
Überwachungsorgan O wird ein Signal als Kriterium für die
Beseitigung der Überstromursache gebildet, welches einem
Eingang II der Steuereinheit zugeleitet wird. Der Leitungsschutzschalter
wird jeweils durch Wirkungsverbindung mit
dem Steuerausgang III von St in dem entsprechenden Sinne
betätigt.
Die genannten Bestandteile L, St, O und D mit W st
bilden zusammen je ein schaltbares Überstromschutzorgan.
Die drei schaltbaren Überstromschutzorgane in den Stromleitern
l′ R , l′ S , l′ T der dreiphasigen Hausanschlußleitung l′
sind in ein gemeinsames Schutzgehäuse G, dessen Hauptmerkmale
oben angegeben sind, eingeschlossen, wie es aus den
Fig. 2 bis 4 zu ersehen ist, wo jedesmal ein Überstromschutzorgan
Ü′ von drei gleichen solcher Schutzorgane dargestellt
ist.
Das in der Fig. 2 dargestellte Überstromschutzorgan Ü R enthält
ein elektromechanisches Schaltschütz Sch als Leitungsschutzschalter
mit einem in der Schließstellung gezeigten
Schaltkontaktpaar K,K, bestehend aus einem feststehenden
und einem schwenkbaren Schaltkontakt. Die zugehörige
Steuerung St besteht aus zwei Relaisstromkreisen für elektromagnetische
Betätigung mit je einer Erregerspule e₁ bzw. e₂
und je einem kontaktlosen Relaissschaltglied, und zwar Thyristoren
T 1 bzw. T 2, in Reihenschaltung, die am Ausgang
eines sie einspeisenden Netzgleichrichters Gl parallelgeschaltet
sind. Dieser ist über einem Netztransformator Tr
an die Netzphase (hier R) angeschlossen, von welcher der zu
schützende Stromleiter (hier l′ R ) abzweigt.
Die Erregerspulen sind Zylinderwicklungen mit je einem in
und längs der Spulenachse bewegbaren, stabförmigen Betätigungsmagnet
m 1 bzw. m 2, welcher mechanisch gekoppelt mit
einem auf den schwenkbaren Schaltkontakt K schlagenden Stößel
nach Art eines Schlagankers ausgebildet ist. In der Fig.
2 ist der Stößel durch je eine gegen K gerichtete Pfeilspitze
und die mechanische Kopplung durch je eine Wirkungslinie
veranschaulicht. Durch ein der Steuerelektrode des Thyristors
T 1, die den Eingang I von St bildet, zugeleitetes
Zündsignal des unten näher beschriebenen Überstromdetektors
D wird der Erregerstrom in der Spule e 1 eingeschaltet und
dadurch der Betätigungsvorgang zur Trennung der Schaltkontakte
K mittels des zugeordneten Stößels ausgelöst. Durch
ein der Steuerelektrode des Thyristors T 2, die den Eingang
II von St bildet, zugeleitetes Zündsignal des unten näher
beschriebenen Überwachungsorganes O wird in der Spule e 2
der Erregerstrom eingeschaltet, wodurch der Betätigungsvorgang
zur Schließung der Schaltschützkontakte K mittels
des zugeordneten Stößels ausgelöst wird. Die erwähnten
Wirkungslinien bilden jeweils einzeln einen mit III bezeichneten
Betätigungsausgang der Steuereinheit St. Nach Fig.
2 bilden die zwei Relaisstromkreise mit den Thyristoren T 1
und T 2 eine Gegentaktschaltung, die jedesmal durch ein
Signal des Überstromdetektors mit der Einschaltung des
Erregerstromes in der Spule e 1 in Betrieb gesetzt wird, alsdann
durch das Signal des Überwachungsorganes O der Erregerstrom
in der Spule e 2 eingeschaltet wird, mit dessen Verschwinden
die Gegentaktschaltung außer Betrieb gesetzt wird.
Enthält sie, wie in Fig. 2, einen Löschkondensator C L
und liefert der Netzgleichrichter Gl eine lückenfreie Gleichspannung
oder wird das Signal des Detektors D verlängert
bis zur Abgabe des Signales des Organes O, dann fließt der
mittels des Thyristors T 1 eingeschaltete Erregerstrom bis
zur Einschaltung des (zweite) Erregerstromes mittels des
Thyristors T 2, wodurch T 1 zwangsweise gelöscht wird, und
dieser Erregerstrom fließt bis zur Einschaltung des Erregerstromes
mittels des Thyristors T 1, wodurch wiederum T 2
zwangsweise gelöscht wird, und so fort. Dadurch besteht
der Vorteil, daß die Schaltschützkontakte K,K durch die
oben erwähnten Betätigungsmittel jeweils in der eingenommenen
Schaltstellung, unabhängig von vorhandenen oder nicht
vorhandenen gleichwirkenden Mitteln, welche bei den mechanischen
Schaltschützen üblich sind, gesichert festgehalten
werden und überdies jede Umschaltung in die jeweils andere
Schaltstellung durch die dabei sich gegenseitig unterstützenden
Betätigungsmittel beschleunigt wird.
Dieselben Vorteile ergeben sich, wenn die Thyristoren T 1 und
T 2 durch Schalttransistoren als Halbleiterschaltglieder
ersetzt sind und die Signale von D und O zur Ansteuerung
jeweils verlängert sind bis zur Abgabe des nächstfolgenden
(von O bzw. D), auch bei nicht lückenfreier Gleichspannung
des die Relaisstromkreise einspeisenden Netzgleichrichters.
Die erwähnten Maßnahmen, womit ein beschleunigtes Umschalten
der Schaltschützkontakte erreicht wird, sind bei dem
Überstromschutzorgan nach Fig. 2 dadurch noch ergänzt,
daß unter Verwendung der links neben der Figur dargestellten
Ladeschaltung mit gesteuertem Ladeschalter S L für einen
Kondensator C die Schaltschützkontakte jeweils mit einer
kürzeren Betätigungszeit als ohne Ladeschaltung voneinander
getrennt werden, so daß auch eine entsprechend geringere
Ansprechverzögerung der Betätigungsmittel des zugeordneten
Relaisstromkreises erreicht wird. Die Ladeschaltung ist
durch einen Gleichrichter mit einer zusätzlichen Sekundärwicklung
w z des Netztransformators Tr verbunden, die für
eine mehrfach höhere Spannnung als die dem Netzgleichrichter
Gl zugeführte Spannung ausgelegt ist. Ein erhöhtes Leistungsgewicht
des Transformators ist dafür nicht erforderlich.
Der Kondensator C wird auf eine entsprechend hohe
Gleichspannung über einen Widerstand und den Ladeschalter
S L aufgeladen, die für eine gewünschte kurze Betätigungszeit,
zum Beispiel 10 bis 20 Millisekunden, bemessen wird.
Beide Relaisstromkreise sind an der mit a bezeichneten
Stelle an die hohe Gleichspannung am Ausgang a der Ladeschaltung
angeschlossen.
Der vorerwähnte Überstromdetektor D und, gleichfalls vorerwähnt,
das Überwachungsorgan O bilden die übrigen Bestandteile
auch des in der Fig. 2 dargestellten Überstromschutzorganes
Ü′. Bei diesem dient, wie ersichtlich, das
kurze Leitungs- oder Kabelstück des Stromleiters l′ R zwischen
Schaltschützkontaktpaar K,K und Ausgangsklemme Kl A desselben
als Stromsensor W st zur Erfassung von im Stromleiter l′ R auftretenden
Überströmen. An dem Leitungsstück sind zwei
Fühlleitungen f angeschlossen, die über eine Diskriminator-
oder Filterschaltung F mit dem Eingang einer Gleichrichterbrücke
Gr nach Graetz verbunden sind. Am Ausgang von Gr
ist eine Schwellwertstufe st angeschlossen, welche einer
Kippstufe k mit Verstärker vorgeordnet ist. Die Bestandteile
F, Gr, st, k bilden zusammen mit W st den Überstromdetektor
D. Seinen Ausgang bildet der Ausgang von k, der
durch Signalleitungen einmal mit dem Steuereingang I von
St, das heißt mit der Steuerelektrode des Thyristors T 1,
und einmal mit dem Steuereingang b der erwähnten Ladeschaltung
verbunden ist.
Die Filterschaltung F ist eigens für Durchlaß der induktiven
Komponente der am Leitungsstück von l′ R abgegriffenen Spannung
ausgebildet und der Schwellwert der Stufe st ist so hoch
bemessen, daß er nicht größer ist als der Spannungswert
der induktiven Komponente, welcher dem Anstieg di/dt des
Stromes in der Hausanschlußleitung l′ R bei einem Kurzschluß
entspricht. Damit wird nur im Fall eines Kurzschlusses ein
Signal der Schwellwertstufe abgegeben und dadurch am
Ausgang der Kippstufe k das Zündsignal für die Auslösung
des Betätigungsvorganges zur Trennung der Schaltkontakte von
Sch und für die Einschaltung des Ladestromes in der Ladeschaltung
für den Kondensator C erzeugt. Das Zündsignal
wird bereits bei der Entstehung eines Kurzschlusses erzeugt,
so daß während des dadurch ausgelösten Betätigungsvorganges
der Kurzschlußstrom vorerst noch ansteigt und durch die
Trennung der Schaltkontakte abgeschaltet wird, bevor er so
groß wird, daß die Spannung des Verteilungsnetzes bei der
Abzweigung der kurzgeschlossenen Hausanschlußleitung unzulässig
weit absinkt.
Ein Überstromdetektor D, wie vorangehend beschrieben, ist
zusätzlich für die Erfassung von Überströmen, die nicht infolge
eines Kurzschlusses auftreten, eingerichtet, zum Beispiel
mit einer zusätzlichen Schwellwertstufe, welche eingangsseitig
über eine zusätzliche Gleichrichterbrücke mit
Fühlleitungen verbunden ist, die vor der Filterschaltung F
von den Leitungen f abzweigen. Ausgangsseitig ist diese
Schwellwertstufe mit dem Eingang der Kippstufe k verbunden.
Ihr Schwellwert ist so bemessen, daß ein Zündsignal erst
erzeugt wird, wenn ein Überstrom einen vorgegebenen
Wert erreicht.
Das Überwachungsorgan O des Überstromschutzorganes nach Fig. 2
besteht im wesentlichen aus einem Spannungsteiler, der
von den zwei in Reihe geschalteten Primärwicklungen w 1,
w 2 zweier Spannungswandler W 1, W 2 gebildet wird. Dieser
Spannungsteiler verbindet innerhalb des Schutzgehäuses G
von Ü′ R die Eingangs-Anschlußklemme Kl E des Stromleiters l′ R
mit der Ausgangs-Anschlußklemme Kl A des Nulleiters MP, er
ist somit an die zwischen dem Netzphasenleiter R und MP
besehende Phasenspannung (Sternspannung) angeschlossen.
Sein durch die Verbindung der Primärwicklungen w 1, w 2 gebildeter
Spannungsteilungspunkt ist mit der Ausgangs-Anschlußklemme
des Stromleiters l′ R verbunden. An der Sekundärwicklung
w s des Spannungswandlers W 2, über dessen Primärwicklung
w 2 die Stromleiter l′ R und MP an den Ausgangs-Anschlußklemmen
Kl A verbunden sind, ist ein Signalumformer angeschlossen.
Dieser enthält am Eingang eine Gleichrichterbrücke
Gr und nachgeordnet eine Umformerstufe U, deren Ausgang
mit dem Steuereingang II der Steuereinheit St, das heißt
mit der Steuerelektrode des Thyristors T 2 verbunden ist.
Während der Stromversorgung des Hausanschlusses (Schaltschütz
Sch ist geschlossen) besteht an der Sekundärwicklung w s eine
Wechselspannung mit einem durch das Übersetzungsverhältnis
von W 2 bestimmten, für die Signalbildung geeigneten kleinen
Amplitudenwert als Teil des Amplitudenwertes der Netzphasenspannung.
An der Sekundärwicklung w s verschwindet die Wechselspannung,
wenn Kurzschluß in der Hausanschlußleitung l′ R auftritt,
und sie besteht solange nicht oder ist zu klein für
die Signalbildung, als die Hausanschlußleitung kurzgeschlossen
bzw. niederohmig überbrückt ist. Die Wechselspannung an w s
kehrt wieder, sobald der Kurzschluß bzw. die Ursache eines
Überstromes beseitigt ist. Durch die erwähnten Bestandteile
Gr und U des Signalumformers wird diese Wechselspannung in
ein rechteckförmiges Steuersignal für den Thyristor T 2 der
Steuereinheit St umgeformt, durch das der Erregerstrom in
der Erregerspule e 2 eingeschaltet wird und der Betätigungsvorgang
zur Schließung der Schaltschützkontakte für die Wiedereinschaltung
des Stromes ausgelöst wird. Die Länge des
Steuersignals kann zweckmäßig auf eine Zeitdauer, beginnend
bei Wiederkehr der Wechselspannung an w s , begrenzt sein, die
nicht kürzer als die Betätigungszeit für die Schließung der
Schaltkontakte K, K ist, damit nach Schließung derselben
der Erregerstrom abgeschaltet wird. Steuersignale mit
begrenzter Zeitdauer, gebildet durch ein Überwachungsorgan O
wie vorangehend beschrieben, sowie auch durch einen Überstromdetektor
D gebildete Steuersignale mit begrenzter Zeitdauer
erfüllen den erwähnten Zweck, wenn damit Transistoren als
Halbleiterschaltglieder T 1 und T 2 anstatt Thyristoren angesteuert
werden oder wenn abschaltbare Thyristoren oder Thyristoren
mit Einzellöschung in einer dazu angepaßten Steuereinheit
St verwendet werden.
Der Signalumformer des Überwachungsorganges O kann schließlich
eine Kippstufe für die Signalbildung und eine vorgeordnete
Schwellwertstufe anstelle einer Umformerstufe U enthalten,
damit durch Einstellung eines genügend hohen Schwellwertes
die Abgabe eines Steuersignales und somit Schließung der Schaltschützkontakte
K, K entsprechend sicher verhindert wird,
wenn ein Kurzschluß oder Ursache eines Überstromes nicht vollständig
beseitigt ist.
Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform eines Überstromschutzorganes
Ü′ R ist, wie unter Beispiel 2
beschrieben und in den Grundzügen weiter erläutert, ein Halbleiter-Schaltschütz
mit zwei gegensinnig parallelgeschalteten
Netzthyristoren Th 1, Th 2 als Leitungsschutzschalte L anstelle
eines elektromechanischen Schaltschützes verwendet. Nach Fig. 3
enthält die zugehörige Steuereinheit St einen Steuerimpulsgeber,
welcher über den Spannungswandler W 2 des Überwachungsorganes
an das als Stromquelle zur Bildung von Steuerimpulsen
dienende Verteilungsnetz N angeschlossen ist. Hierfür
ist der Spannungswandler zur Übertragung der benötigten Leistung
an den Steuerimpusgeber wie ein Netztransformator ausgeführt
mit einem entsprechenden Übersetzungsverhältnis .
Unabhängig von der Ausführung des Spannungswandlers W 2, wird das
Überwachungsorgan O in seiner ihm zugedachten eigentlichen
Funktion und gleichzeitig als Kurzschlußdetektor verwendet.
Ein Überstromdetektor D ist daher bei der hier beschriebenen
Ausführung eines Überstromschutzorganes zusätzlich nur dann
vorgesehen, wenn der Verbraucherstrom bereits beim Erreichen
eines festgelegten Überstromwertes abgeschaltet werden soll.
In der Fig. 3 ist dieser Überstromdetektor mit seinen Bestandteilen
f, Gr, st, k der Vollständigkeit halber gezeichnet,
allerdings ohne Anschluß an einen Stromsensor W st
mittels der Fühlleitungen f. Durch ein Signal dieses
Überstromdetektors D beim Auftreten eines Überstromes im
Phasenleiter l′ R der Hausanschlußleitung wird der dem ausgang
III der Steuereinheit St parallel liegende Halbleiterschalter
T k , hier ein Schalttransistor, stromleitend gesteuert
und dadurch der Steuerausgang III kurzgeschlossen.
Den Netzthyristoren Th 1, Th 2 des Leitungsschutzschalters L
werden dann keine Steuerimpulse mehr zugeführt, so daß
deren Stromleitung durch Selbstlöschung beendet wird und der
Verbraucherstrom abgeschaltet wird. Der Schalttransistor
kann auch durch ein Signal eines Kurzschlußdetektors stromleitend
gesteuert werden. Das Signal des Überwachungsorganes
O zur Wiedereinschaltung des Verbraucherstromes wird
über eine Signalleitung r an den Rücksetzeingang der Kippstufe
k von D abgezweigt, wodurch T k gesperrt wird, so daß
dann die Steuerimpulse den Netzthyristoren des Leitungsschutzschalters
L wieder zugeführt werden.
Es werden steuerfähige Steuerimpulse durch Gleichrichtung
und Umformung der auf die Sekundärwicklung w s des Spannungswandlers
W 2 übertragenes, herunterübersetzten Phasenwechselspannung
u R , welche voll am Verbraucher liegt, erzeugt
mittels der Gleichrichterbrücke Gr und der Umformerstufe U.
Diese bilden den Steuerimpulsgeber und sind wie bei der in
Fig. 2 dargestellten Ausführungsform eines Überstromschutzorganes
nachgeordnete Bestandteile des Überwachungsorganes O.
Ohne weitere Mittel und Maßnahmen ist das Überwachungsorgan
mit dem als Netztransformator des Steuerimpulsgebers ausgeführten
Spannungswandler W 2 zugleich als Kurzschlußdetektor
ausgebildet. Tritt ein Kurzschluß in der Hausanschlußleitung
l′ auf, so verschwindet die am Spannungswandler
W 2 liegende Phasenwechselspannung u R , so daß keine Steuerimpulse
mehr erzeugt werden. Die Netzthyristoren des
Leitungsschutzschalters werden jeweils bei einem Nulldurchgang
des Verbraucherstromes selbsttätig gelöscht und
der Verbraucherstrom abgeschaltet. Schon während der
Verbraucherstrom in den zeitlichen Stromverlauf bei Kurzschluß
übergeht, wird die Amplitude der am Spannungswandler
W 2 liegenden Phasenwechselspannung so klein, daß keine
steuerfähigen Steuerimpulse gebildet werden.
Nach der Abschaltung des Verbraucherstromes liegt die volle
Phasenwechselspannung u R am Spannungswandler W 1 des Überwachungsorganes
O, solange der Kurzschluß fortbesteht.
Nach Beseitigung des Kurzschlusses liegt sie vorübergehend
so lange an der einen Spannungsteiler bildenden Reihenschaltung
der Spannungswandler-Primärwicklungen w 1 und w 2,
als die Netzthyristoren des Leitungschutzschalters L nicht
stromleitend sind. Das Windungszahlverhältnis w 2/w 1 der
Spannungswandler-Primärwicklungen ist so gewählt, daß der
Spannungsanteil von u R an der Primärwicklung w 2 unter Berücksichtigung
des Übersetzungsverhältnisses w 2/w s des Wandlers
W 2 hinreichend groß ist für die Erzeugung zündfähiger
Steuerimpulse. Sind schließlich die Netzthyristoren Th 1
Th 2 stromleitend, dann liegt die volle Phasenwechselspannung
u R wieder an der Primärwicklung des Wandlers W 2.
Bei einer weiteren Ausführungsform eines Überstromschutzorganes
Ü′ R gemäß der Erfindung, dargestellt in der Fig. 4
und unter Beispiel 3 beschrieben und in den Grundzügen
näher erläutert, besteht der Leitungsschutzschalter
L in der Kombination eines Halbleiter-Schaltschützes nach
Fig. 3 und eines elektromechanischen Schaltschützes nach
Fig. 2 in Reihe geschaltet mit einer Drossel (Reihendrossel
Dr), die zueinander parallelgeschaltet sind. Bei dieser
Ausführungsform wird der Verbraucherstrom über das für
Normalstromversorgung dauernd geschlossen gehaltene elektromechanische
Schaltschütz zugeführt. Das Halbleiter-Schaltschütz dient
als Hilfsschaltmittel, damit im Falle eines Kurzschlusses
oder eines Überstromes in der Hausanschlußleitung die Schaltschützkontakte
K, K bei möglichst geringer Strombelastung
oder sogar lichtbogenfrei voneinander getrennt werden.
In beiden Fällen wird durch das Signal des Überstromdetektors
D und/oder des Überwachungsorganes O das Halbleiter-Schaltschütz
stromleitend gemacht, wobei der Netzthyristor, welcher
durch den beim Anstieg des Kurzschlußstromes i k an der Drossel
Dr bestehenden Spannungsimpuls in der Vorwärtsrichtung beansprucht
ist, gezündet und stromleitend aufgesteuert wird.
Hierdurch wird für den Kurzschlußstrom ein niederohmiger Nebenschluß
der Drossel bei noch beschlossenem Schaltschütz Sch eingeschaltet,
so daß über den Nebenstromzweig und die mit dem
Nulleiter MP kurzgeschlossene Hausanschlußleitung l′ R der weitaus
größte Anteil des ansteigenden Kurzschlußstromes fließt,
während der Stromzweig mit Sch und Dr mit einem entsprechend
kleinen Anteil belastet ist, welcher auch viel langsamer ansteigt.
Das Signal des Überstromdetektors und/oder des Überwachungsorganes
wird gleichzeitig der Steuereinheit St des
elektromechanischen Schaltschützes zugeleitet, um den Erregerstrom
des Relaisstromkreises für die Trennung der Schaltschützkontakte
einzuschalten. Werden am Ende derAbschaltzeit des
Schaltschützes Sch dessen Schaltkontakte voneinander getrennt
und der kleine Anteil von i k abgeschaltet, dann fließt der
auf den Nebenstromzweig kommutierte Anteil von i k weiterhin
und wird durch Selbstlöschung des stromführenden Netzthyristors
im nächstfolgenden Strom-Nulldurchgang ausgeschaltet.
Anschließend an die nähere Beschreibung des Überstromschutzorganes
nach Fig. 4, wie folgt, werden Bemessungsregeln für
eine funktionsgerechte Ausführung eines aus der Parallelschaltung
des Stromzweiges mit Sch und Drosel Dr und des Stromzweiges
mit dem Halbleiter-Schaltschütz bestehenden Leitungsschutzschalters
L in Verbindung mit einem Beispiel (Stromversorgungsanlage)
erläutert.
Bei dem Überstromschutzorgan mit dem Leitungsschutzschalter
L nach Fig. 4 ist die Steuereinheit St des elektromechanischen
Schaltschützes Sch wie die nach Fig. 2 ausgebildet,
und zwar mit Thyristoren T 1 und T 2 als Halbleiterschaltglieder
der zwei Relaiskreise in Gegentaktschaltung. Der Steuereinheit
kann zwecks zusätzlicher Verminderung der Abschaltzeit
des Schaltschützes Sch auf 10 ms und kürzer erforderlichenfalls
eine Ladesaltung, wie links in Fig. 2 dargestellt,
zugeordnet sein. Die Steuereinheit für die Netzthyristoren
Th 1 und Th 2 des Halbleiter-Schaltschützes ist ein
Signalverstärker mit einem Signaleingang I, welchem von der
Umformerstufe U des Überwachungsorganes O abgeleitete Signale
zugeführt werden, und einem Steuerausgang III zu den Netzthyristoren,
die in der gleichen Weise wie bei der entsprechenden
Steuereinheit nach Fig. 3 angesteuert werden. Die
Steuereinheit St nach Fig. 4 wird jedoch aus dem Netzgleichrichter
Gl über die Verbindung der zwei Relaisstromkreise mit
Strom versorgt. Ein Überstromschutzorgan nach Fig. 4 kann
bedarfsweise einen Überstromdetektor D und ein Überwachungsorgan
O enthalten. D und O sind dann beiden Schaltschützen
Sch und Th 1, Th 2 gemeinsam zugeordnet. Das in Fig. 4 dargestellte
Überstromschutzorgan hingegen enthält nur das Überwachungsorgan
O und gemeinsam zugeordnet, das zugleich als
Kurzschlußdetektor verwendet wird. Hierfür ist die Steuerfunktion
der Umformerstufe U entsprechend ausgebildet, zum
Beispiel mit einem Signalausgang, welcher über eine negierende
Kippstufe n, die eine vorgegebene Zeitkonstante aufweist,
mit dem Signaleingang I der Steuereinheit St für das Halbleiterschaltschütz
verbunden ist, und einem Steuerausgang für die
Thyristoren T 1 und T 2 der Steuereinheit St für das Schaltschütz
Sch. An dem Steuerausgang von U besteht bei an der
Sekundärwicklung w s des Spannungswandlers W 2 vorhandener Wechselspannung ein steuerfähiger
Dauerimpuls, rechteckförmig mit einer stufenförmigen hinteren
Flanke, wenn die Wechselspannung einen vorgegebenen Wert
unterschreitet. Der Steuerausgang ist einmal direkt mit dem
Steuereingang II von St (Steuerelektrode des Thyristors T 2)
und einmal über eine signalumkehrende Kippstufe k u mit dem
Steuereingang I (Steuerelektrode des Thyristors T 1) verbunden.
Bei Kurzschluß in der Hausanschlußleitung l′ R verschwindet die
Wechselspannung an der Sekundärwicklung w s , so daß am Steuerausgang
von U der steuerfähige Dauerimpuls und am Signalausgang
das Signal der Umformerstufe scharf abbrechen. Dadurch
wird der Steuerelektrode von T 1 ein steuerfähiger Dauerimpuls
zugeführt und der Erregerstrom für die Trennung der Schaltschützkontakte
eingeschaltet. Gleichzeitig wird der Steuereinheit
für das Halbleiter-Schaltschützes ein Steuersignal für
die Aufsteuerung des jeweils zündfähigen Netzthyristors mit
einer Zeitdauer zugeleitet, die länger als die Abschaltzeit
des elektromechanischen Schaltschützes ist. Nach Beendigung
des Steuesignales wird der mittels des Halbleiter-Schaltschützes
eingeschaltete Kommutierungsstrom durch Selbstlöschung
des stromführenden Netzthyristors im nächstfolgenden Strom-
Nulldurchgang ausgeschaltet, seine Wiedereinschaltung in Gegenpolarität
mittels des zweiten Netzthyristors geschieht nicht.
Durch Beseitigung des Kurzschlusses wird die Primärwicklung des
Spannungswandlers W 2 als Bestandteil des induktiven Spannungsteilers
W 1,W 2 von O, an dem die Netzphasenspannung u R liegt,
wieder spannungsführend und die Wechselspannung an der Sekundärwicklung
w s kehrt wieder. Am Steuerausgang der Umformerstufe
U entsteht dadurch wie oben beschrieben, der für das Halbleiterschaltglied
T 2 der Steuereinheit St steuerfähige Dauerimpuls
und gleichzeitig verschwindet der Dauerimpuls, welcher
das Halbleiterschaltglied T 1 stromleitend erhält, während die
Schaltschützkontakte K,K voneinander getrennt sind, falls der
Netzgleichrichter Gl eine lückende Gleichspannung liefert.
Durch den Dauerimpuls, welcher nun der Steuerelektrode des
Halbleiterschaltgliedes T 2 zugeführt wird, wird der Erregerstrom
für die Schließung der Schaltschützkontakte eingeschaltet.
Mit dem Spannungsteiler W 1,W 2 in Reihe liegt, wie aus Fig. 4
und aus der Fig. 2 zu ersehen ist, ein Schaltmittel q, beispielsweise
ein elektromagnetisch betätigter, und zwar fernbetätigter
Ruhekontakt, welcher normalerweise durch einen
Erregerstrom in der Schließstellung gehalten wird, jedoch
durch die sich infolge eines Kurzschlusses voneinander trennenden
Schaltschützkontakte K,K kovalent betätigt, in die Offenstellung
gebracht wird, in welcher der Kontakt von q so lange verbleibt,
als der Erregerstrom unterbrochen ist. Zu diesem Zweck ist
der Erregerstromkreis von q ausgehend in Form einer Leitungsschleife
durch die Ausgangsklemme Kl A aus dem Schutzgehäuse G
herausgeführt und zusammen mit der Hausanschlußleitung l′ R bis
zur Hauseinführung E (s. Fig. 1) verlegt. Damit wird es, besonders
bei einer mit Netz- und Hausanschlußleitungskabel im
Erdboden befindlichen Überstromschutzvorrichtung, ermöglicht,
daß nach Instandsetzung eines durch Kurzschhluß zerstörten Hausanschlußkabels
der Kontakt des Schaltmittels q durch Wiederherstellung
der bei der Zerstörung des Hausanschlußkabels unterbrochenen
Leitungsschleife, ohne Gefährdung durch die Netzspannung,
fernbetätigt in die Schließstellung gebracht
werden kann. Der Spannungsteiler W 1,W 2 wird somit an
die Netzphasenspannung angeschlossen und die Wiederschließung
der Schaltschützkontakte eingeleitet. Das fernbetätigte
Schaltmittel q kann auch als Halbleiterrelais ausgeführt sein,
es kann ferner bei der in der Fig. 3 dargestellten Ausführugnsform
verwendet werden.
Als Beispiel einer Stromversorgungsanlage sei die für eine Ortsrandwohnsiedlung
mit 10 Hausanschlüssen betrachtet, die durch
eine 0,5 km lange Netzhauptleitung des Verteilungsnetzes, ein
gebräuchliches Niederspannungskabel VPE, mit Strom versorgt
wird. Von dieser Hauptleitung zweigen in der Wohnsiedlung
10 parallelgeschaltete verkabelte Hausanschlußleitungen ab,
die zu einzelnen Mehrwohnungs- und zu kleinen Gruppen von Einwohnungshäusern
führen. Jede Hausanschlußleitung sei für
eine Nennstromaufnahme der angeschlossenen Verbraucher von 100 A
bei 220 Volt Anschlußspannung ausgelegt und jede enthält die
drei Phasenanschlußleitungen l′ R l′ S l′ T sowie den Nulleiter MP.
Unter Berücksichtigung, daß auch Kurzschlüsse einer Phasenanschlußleitung
allein und des Nulleiters verursacht werden
können, muß eine jede Phasenanschlußleitung einer Hausanschlußleitung
ein Überstromschutzorgan Ü′ aufweisen. In dem wahrscheinlichen
Fall, daß durch gewaltsame Einwirkung alle drei
Phasenanschlußleitungen und der Nulleiter einer der zehn
verkabelten Hausanschlußleitungen werden, gehen die Phasenströme
i R , i S , i T in den Leitungen l′ R , l′ S , l′ T in Phasenkurzschlußströme
i k)R , i k)S , i k)T über, die im Zeitpunkt des Kurzschlusses
mit der jeweiligen Polarität der Phasenströme anzusteigen
beginnen. Je früher während einer Halbschwingung eines
Phasenstromes der Zeitpunkt des Kurzschlusses liegt, desto
höher kann während derselben Halbschwingung der betreffende
Phasenkurzschlußstrom innerhalb seiner durch die Zeitkonstante
des Kurzschlußstromkreises gegebenen Anstiegszeit
werden. (R M bedeutet ohmscher Leitungswiderstand einer Phasenleitung
ph des Verteilungsnetzes N, L M bedeutet Leitungsinduktivität
von ph, l s Induktivität der Drossel Dr [ph=R,S,T]).
Bildet sich bei einem Kurzschluß der drei Phasenansschlußleitungen
der Kurzschlußstrom in einer dieser drei Leitungen
nicht mehr aus, weil sich der Kurzschluß in einem Zeitpunkt
mit zu kleinem Zeitabstand, zum Beispiel 30°el, vor dem
Ende der betreffenden Halbschwingung des Phasenstromes ereignet,
so kann er sich in mindestens einer der anderen Phasenanschlußleitungen
voll ausbilden. Sein zeitlicher Verlauf i k (t)
läßt sich mit guter Näherung unter der vereinfachenden Einschränkung
angeben, daß während der Anstiegszeit des Kurzschlußstromes
die Generatorspannung E ph der gleichnamigen
Phase ph des Veteilungsnetzes konstantbleibend den Effektivwert
ph aufweist. Sie sei so groß bemessen, daß auch der
Effektivwert jeder Phasenanschlußspannung u ph für die Verbraucher
bei Nennbelastung des 3-Phasen-Netzes N 220 V beträgt.
Die Beziehung
gibt den zeitlichen Verlauf des Kurzschlußstromes in der
betreffenden Phasenanschlußleitung l′ ph und in der Leitung der
Netzphase ph wieder (i ph (O) bedeutet den Stromwert 100 A des
Phasenstromes im Zeitpunkt des Kurzschlusses t=0).
In der Beziehung (1) ist der Einfluß der kapazitiven Ströme
und der Ableitungsströme der dreiphasigen Netzleitung (R S T
MP) sowie der vernachlässigbar kleine ohmsche Widerstand r des
Phasenanschlußleitungsabschnittes zwischen Eingangsklemme Kl E
und Ausgangsklemme Kl A (Fig. 4) nicht berücksichtigt.
Zu berücksichtigen ist jedoch, daß der zeitliche Verlauf des
Kurzschlußstromes nach Beziehung (1) während seiner Anstiegszeit
durch die Induktivitäten l s der Drosseln Dr beeinflußt
wird, welche in den Phasenanschlußleitungen l′ ph der neun
anderen von den zehn von der dreiphasigen Netzhauptleitung
abzweigenden parallelgeschalteten Hausanschlußleitungen l′, in
denen beispielsgemäß keine Kurzschlüsse aufgetreten sind, liegen.
Der hierdurch veränderte Verlauf läßt sich mit den speziellen
Daten R M =0,12 Ω, L M =0,125 mH eines 0,5 km langen Niederspannungskabels
für die dreiphasige Netzhauptleitung N und mit l s =
0,05 mH als partikuläre Lösung für i k (0)=100 A darstellen durch
i ks (t)=(-9,17 ph +95,1)exp - 0,654t+(0,84 ph +4,9)exp - 6,19t+8,33 ph [A] (2)
Aus der Beziehung (2) bestimmt sich die Stromanstiegsgeschwindigkeit
im Zeitpunkt des Kurzschlusses di k /dt(0) = 0,77 ph -92,5 A/msek.
Mithin ergibt sich, daß im Zeitpunkt des Kurzschlusses ein
Spannungsimpuls mit der Impulshöhe di k /dt(0)l s an der Drossel
Dr gebildet wird. Mit den Daten des vorliegenden Beispiels
ph =340 V und l s =0,05 mH beträgt sie 8,5 V.
Durch den Spannungsimpuls wird er in Durchlaßrichtung vorgespannte
Netzthyristor des Halbleiter-Schaltschützes, welches im
Nebenstromzweig des elektromechanischen Schaltschützes Sch und
der Drossel Dr der kurzgeschlossenen Phasenanschlußleitung l′ R
liegt (vgl. Fig. 4), für die Einschaltung des Kurzschlußstromes
in diesem Nebenstromzweig aufsteuerungsbereit gehalten. Gleichzeitig
wird das Zündsignal des Kurzschlußdetektors O beiden
Netzthyristoren des Halbleiter-Schaltschützes zugeleitet.
Die Induktivität der Drossel Dr ist nach dem Größenwert di k /dt (0)
der aus (2) bestimmten Stromanstiegsgeschwindigkeit von i ks
bemessen, so daß der Spannungsimpuls die zur Aufsteuerung des
gezündeten Netzthyristors erforderliche Impulshöhe aufweist.
Außerdem ist die Drossel Dr so ausgführt, daß die Impulshöhe
des Spannungsimpulses ungefähr 0,1 msek lang unverändert
bleibt, damit auch hemmungsbedingt verzögerte Aufsteuerungen
mit Einschaltzeiten ermöglicht werden, die länger als die bei
Thyristoren erreichten Einschaltzeiten von beispielsweise 15 µsek
sind. Eine dafür geeignete Drossel, die aufgrund der Wechselfeldpermeabilität
ihres Magnetkernes bei einer Gleichstromdurchflutung
von 100 A eine Induktivität von beispielsweise
0,05 mH aufweist, ist aus praktischen Gründen als sogenannte
Einleiterdrossel mit Schnittbandkernen Drk aus einem weichmagnetischen
Werkstoff in Kreisform oder vorzugsweise in Rechteckform
ausgeführt, welche nach Fig. 4 über der Phasenanschlußleitung
l′ R aneinander gestapelt sind. Eine solche
Drossel kann zum Beispiel mit einer kleinen Anzahl Schnittbandkerne
aus Silizium-Texturblech hergestellt werden, von
denen jeder Kern die Abmessungen 25 cm Eisenweglänge, 4 cm
Kernhöhe und 6,8 cm² Kernquerschnitt aufweist und jeder mittels
Spannungsverschlüsse zusammengespannt ist. Dafür werden
vier oder zwölf dieser Schnittbandkerne benötigt, je nach dem
wie groß, nämlich 0,01 mm beziehungsweise 0,1 mm, die Luftspalte
Sp zwischen ihren Trennflächen eingestellt sind.
Eine Drossel Dr mit gleicher Wirkung und Eignung für die gewünschte
Ausbildung des Spannungsimpulses kann zum Beispiel
auch mit einer Anzahl von Schnittbandkernen aus einer Kobalt-
Eisen-Legierung mit etwa 50% Kobalt, die entsprechende Abmessungen
haben, hergestellt werden. Ferner kommen dafür
Kreisringkerne aus einem Ferritmaterial in Betracht. Von
solchen Ringkernen, die beispielsweise eine mittlere Eisenweglänge
von 25 cm, 1,3 cm, Kernhöhe und den Kernquerschnitt
von 2,5 cm² aufweisen, wird zur Herstellung einer Drossel mit
der angegebenen Eignung zwar eine Anzahl 40 benötigt, jedoch
müssen solche Ringkerne nicht mit Luftspalte versehen werden,
weil sie eine reduzierte Eisenweglänge von einigen 0,01 mm
schon aufweisen und damit aussreichend starke Scherung ihrer
Hystereseschleife.
Durch die Induktivität l s der Drossel und die Gesamtlänge, das
ist die Summe der Kernhöhen der aneinandergestapelten Drosselkerne,
ist auch der Stromwert im Zeitpunkt der Trennung der
Schaltkontakte des elektromechanischen Schaltschützes Sch
bestimmt, auf den der Kurzschlußteilstrom i₂ in dem Stromzweig,
in welchem das Schaltschütz Sch und Drossel Dr liegen, angestiegen
ist, nachdem der große Kurzschlußteilstrom i₁ im
Nebenstromzweig mit dem Halbleiter-Schaltschütz eingeschaltet
worden ist. Der zeitliche Verlauf der Teilströme i₁ und i₂
ergibt sich als durch den zeitlichen Verlauf i k (t) nach der
Beziehung (2) bestimmte partikuläre Lösung. Der zweite
Summand in der Beziehung (2) ist schon bei t=0,5 msek vernachlässigbar
klein und kann darin weggelassen werden, so
daß die Beziehung (2), wie auch die Beziehung (1), nur noch
einen Exponentialausdruck mit jeweils gleichen Exponenten
enthält, nämlich exp -0,654 t einmal. Damit und speziell
mit den obigen Werten für R M , L M und l s = 0,05 mH in der Beziehung
(2) ergibt sich für den zeitlichen Verlauf des Stromes i₂
in der Drossel Dr die Beziehung
Hierin bedeuten:
in mΩ
r B Bahnwiderstand eines Netzthyristors Th in mΩ, r₁ohmscher Widerstand des Nebenstromzweiges, in welchem das Halbleiter-Schaltschütz ist, in mΩ
r₂ohmscher Widerstand des Stromzweiges, in welchem Sch und Dr liegen, in Volt
U s Schleusenspannung eines Netzthyristors Th, ph Effektivwert der Generatorspannung der Netzphase ph, tZeitdauer des Kurzschlußstromes in msek
r B Bahnwiderstand eines Netzthyristors Th in mΩ, r₁ohmscher Widerstand des Nebenstromzweiges, in welchem das Halbleiter-Schaltschütz ist, in mΩ
r₂ohmscher Widerstand des Stromzweiges, in welchem Sch und Dr liegen, in Volt
U s Schleusenspannung eines Netzthyristors Th, ph Effektivwert der Generatorspannung der Netzphase ph, tZeitdauer des Kurzschlußstromes in msek
Der Bahnwiderstand (Ersatzwiderstand) von Netzthyristoren liegt
im Bereich 0,16 . . . 0,2 mΩ, die Schleusenspannung bei 1,1 Volt.
Es seien nun die Widerstände r₁ und r₂ der beiden Stromzweige,
die beispielsweise bandförmige Stromleiter sein können, so groß
bemessen, daß r B +r₁≈0,3 mΩ und r₂≈0,6 mΩ. Damit folgt aus
der Beziehung (3), daß der Teilstrom i₂ in Dr und den geschlossenen
Schaltkontakten K, K bei t = 10 msek vom Anfangswert i ph (0)
= 100 A auf 430 A angestiegen ist. Das ist in diesem Beispiel
der größte Wert des Teilstromes i₂, der nur erreicht wird, wenn
der Zeitpunkt des Kurzschlusses ganz früh in einer Halbschwingung
des Phasenstromes i ph liegt. Nur in diesem Fall und
wenn die Schaltzeit des elektromechanischen Schaltschützes Sch
nur 10 msek lang ist, werden dessen Schaltkontakte bei größter Strombelastung
voneinander getrennt. Im Vergleich hierzu ergibt
sich mit den obigen Daten aus der hier nicht wiedergegebenen
Beziehung für i₁(t), daß der kommutierte Teilstrom i₁ bei t =
5 msek seinen Höchstwert von 2660 A erreicht und bei t = 10 msek
noch 2470 A ist.
Generell ergibt sich aufgrund der Beziehung (3), daß der Anstieg
des Teilstromes i₂ über den Anfangswert i ph (0) im
Zeitpunkt des Kurzschlusses hinaus vermindert wird, wenn die
Drossel Dr eine größere Induktivität l s aufweist, sofern die
Summe der Widerstände r B +r₁+r₂ kleiner als 0,1 mΩ bemessen
ist. Mit zum Beispiel 0,1 mH = l s und mit den sonst unveränderten
obigen Daten des Kurzschlußstromkreises ist der Teilstrom
i₂ bei t = 10 msek um 175 A über den Anfangsstrom i ph (0)
hinaus angestiegen. Eine andere Möglichkeit zur Verminderung
des Teilstromanstieges wird in der Verwendung von Thyristoren
Th mit einer Schleusenspannung U s kleiner als 1 Volt gesehen.
Hierfür bieten sich Thyristoren auf Verbindungshalbleiterbasis
an. Mit zum Beispiel l s = 0,1 mH, U s = 0,6 V und sonst unveränderten
obigen Daten ist der Teilstrom i₂ bei t = 10 msek um
127 A über den Anfangsstrom hinaus angestiegen.
Durch Verminderung des Stromanstieges wird erreicht, daß die
Schaltkontakte K,K bei geringerem Teilstrom i₂, das heißt
stromarm, voneinander getrennt werden können. Zudem wird
dabei mit größerer Wahrscheinlichkeit verhindert, daß sich
Schaltlichtbögen stabil ausbilden können, oder es können bei
der Kontakttrennung nur Schaltfunken entstehen, die für die
Schaltkontakte aber nicht schädlich sind.
In den beschriebenen Ausführungsformen ist eine Schutzvorrichtung
gemäß der Erfindung ohne prinzipielle Abänderungen für
die Stromversorgung aus anderen als den öffentlichen Wechselstromnetzen,
beispielsweise aus Betriebsnetzen der Industrie,
aus Bordnetzen und dergleichen autonomen Netzen anwendbar.
Für die Stromversorgung aus Gleichstromnetzen sind als Netzthyristoren
Th zwangsgelöschte Thyristoren oder künftig etwa
verfügbare abschaltbare Leistungsthyristoren anzuwenden, denen
entsprechende Steuermittel zugeordnet sind.
Claims (9)
1. Schutzvorrichtung für die Stromversorgung von Wohn- und
Betriebsgebäuden und dergleichen Gebäuden, insbesondere für
Stromversorgungsanlagen (A) von Wohnhäusern,
mit je einem Überstromschutzorgan (Ü) zum Schutz der Stromleitungen
(l R , l S , l T ) im Bereich der Hauseinführung (E), die
mit dem Verteilungsnetz (N) durch von dessen Phasenleitern
(R, S, T) abzweigende Hausanschlußleitungs-Stromleiter
(l′ R , l′ S , l′ T ) verbunden sind,
dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein Überstromschutzorgan
(Ü′) in jedem Stromleiter (l′ R , l′ S , l′ T ) einer Hausanschlußleitung
(l′) kurz hinter ihrer Abzweigung (N A ) vom Verteilungsnetz
(N) vorgesehen ist, welches enthält
einen Leitungsschutzschalter (L),
eine den Leitungsschutzschalter betätigende Steuereinheit,
einen Überstromdetektor (D),von welchem der Steuereinheit ein die Abschaltung des Stromes mittels des Leitungsschutzschalters steuerndes Signal zugeleitet wird, wenn in einem Stromleiter (l′ R , l′ S , l′ T ) der Hausanschlußleitung ein Überstrom entsteht, und
ein Überwachungsorgan (O), von welchem der Steuereinheit ein die Wiedereinschaltung des Stromes mittels des Leitungsschutzschalters steuerndes Signal zugeleitet wird, wenn die Ursache des Überstromes beseitigt ist.
einen Leitungsschutzschalter (L),
eine den Leitungsschutzschalter betätigende Steuereinheit,
einen Überstromdetektor (D),von welchem der Steuereinheit ein die Abschaltung des Stromes mittels des Leitungsschutzschalters steuerndes Signal zugeleitet wird, wenn in einem Stromleiter (l′ R , l′ S , l′ T ) der Hausanschlußleitung ein Überstrom entsteht, und
ein Überwachungsorgan (O), von welchem der Steuereinheit ein die Wiedereinschaltung des Stromes mittels des Leitungsschutzschalters steuerndes Signal zugeleitet wird, wenn die Ursache des Überstromes beseitigt ist.
2. Schutzvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Übestromschutzorgane (Ü′)
sämtlicher Stromleiter (l′ R , l′ S , l′ T ) einer Hausanschlußleitung
in einem gemeinsamen Schutzgehäuse (G) untergebracht sind,
welches stoß- und schlagfest ausgebildet und hermitisch dicht
verschließbar ist und für jeden Stromleiter (l′ R , l′ S , l′ T ) sowie
für den Nulleiter (MP) der Hausanschlußleitung eine Eingangs-
und eine Ausgangs-Anschlußklemme (Kl E bzw. Kl A ) aufweist.
3. Schutzvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Überstromdetektor (D) eine
Kippstufe (k) mit einer eingangsseitig vorgeordneten Schwellwertstufe
(st) enthält, welche am Ausgang einer Gleichrichterbrücke
(Gr) nach Graetz angeschlossen, deren Eingang durch
Fühlleitungen (f) mit einem Stromsensor (W st ) verbunden ist,
und daß die Schwellwertstufe einen in Abhängigkeit von der
Empfindlichkeit des Stromsensors und einem festzulegenden
Mindestwert des Stromanstieges bemessenen Schwellwert aufweist,
bei dem die Abschaltung des Stromes gesteuert werden soll.
4. Schutzvorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Drossel (Dr), welche mit
dem Leitungsschutzschalter (L) unmittelbar in Reihe geschaltet
ist (Reihendrossel), als Stromsensor (W st ) dient.
5. Schutzvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Überwachungsorgan (O) mit einem Spannungsteiler aus zwei Primärwicklungen (w 1, w 2) von zwei Spannungswandlern (W 1, W 2) in Reihenschaltung ausgeführt ist, der an die zwisschen dem Netzphasenleiter (R, S, T), von welchem der zu schützende Stromleiter (l′ R , l′ S , l′ T ) der Hausanschlußleitung abzweigt, und dem Nulleiter (MP) bestehende Spannung angeschlossen ist und die Verbindung der zwei Primärwicklungen (w 1, w 2) an die Ausgangs-Ansschlußklemme (Kl A ) des zu schützenden Stromleiters angeschlossen ist,
und daß ein die Wiedereinsschaltung des Stromes steuerndes Signal von einer Sekundärwicklung (w s ) des Spannungswandlers (W 2) dessen Primärwicklung (w 2) mit einem ihrer Wicklungsenden am Nulleiter (MP) angeschlossen ist, der Steuereinheit (St) für den Leitungsschutzschalter (L) über Signalumformer (Gr, U) zugeleitet wird.
daß das Überwachungsorgan (O) mit einem Spannungsteiler aus zwei Primärwicklungen (w 1, w 2) von zwei Spannungswandlern (W 1, W 2) in Reihenschaltung ausgeführt ist, der an die zwisschen dem Netzphasenleiter (R, S, T), von welchem der zu schützende Stromleiter (l′ R , l′ S , l′ T ) der Hausanschlußleitung abzweigt, und dem Nulleiter (MP) bestehende Spannung angeschlossen ist und die Verbindung der zwei Primärwicklungen (w 1, w 2) an die Ausgangs-Ansschlußklemme (Kl A ) des zu schützenden Stromleiters angeschlossen ist,
und daß ein die Wiedereinsschaltung des Stromes steuerndes Signal von einer Sekundärwicklung (w s ) des Spannungswandlers (W 2) dessen Primärwicklung (w 2) mit einem ihrer Wicklungsenden am Nulleiter (MP) angeschlossen ist, der Steuereinheit (St) für den Leitungsschutzschalter (L) über Signalumformer (Gr, U) zugeleitet wird.
6. Schutzvorrichtung nach Anspruch 1, 2 und 5 und einem der
Ansprüche 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Leitungsschutzschalter (L) ein elektromechanisches Schaltschütz (Sch) ist,
und daß die zugehörige Steuereinheit (St) zwei Relaisstromkreise zur elekromagnetischen Betätigung der Schaltschützkontakte (K) aufweist, davon ein Relaisstromkreis zur Trennung derselben bei der Abschaltung des Stromes mit einem durch das Signal des Überstromdetektors (D) und/oder durch das Verschwinden des Signals des Überwachungsorganes (O) bei einem Kurzschluß in der Hausanschlußleitung aufgesteuerten Halbleiterschaltglied (T 1) und ein Relaisstromkreis zur Schließung der Schaltschützkontakte (K) bei der Wiedereinschaltung des Stromes mit einem durch das wiederkehrende Signal des Überwachungsorganes (O) nach Beseitigung der Ursache des Überstromes bzw. des Kurzschlusses aufgesteuerten Halbleiterschaltglied (T 2), beide Relaisstromkreise je eine Erregerspule (e 1, e 2) für einen Betätigungsmagneten enthaltend und an eine aus dem Verteilungsnetz (N) gespeiste Gleichstromquelle (Gl) angeschlossen.
daß der Leitungsschutzschalter (L) ein elektromechanisches Schaltschütz (Sch) ist,
und daß die zugehörige Steuereinheit (St) zwei Relaisstromkreise zur elekromagnetischen Betätigung der Schaltschützkontakte (K) aufweist, davon ein Relaisstromkreis zur Trennung derselben bei der Abschaltung des Stromes mit einem durch das Signal des Überstromdetektors (D) und/oder durch das Verschwinden des Signals des Überwachungsorganes (O) bei einem Kurzschluß in der Hausanschlußleitung aufgesteuerten Halbleiterschaltglied (T 1) und ein Relaisstromkreis zur Schließung der Schaltschützkontakte (K) bei der Wiedereinschaltung des Stromes mit einem durch das wiederkehrende Signal des Überwachungsorganes (O) nach Beseitigung der Ursache des Überstromes bzw. des Kurzschlusses aufgesteuerten Halbleiterschaltglied (T 2), beide Relaisstromkreise je eine Erregerspule (e 1, e 2) für einen Betätigungsmagneten enthaltend und an eine aus dem Verteilungsnetz (N) gespeiste Gleichstromquelle (Gl) angeschlossen.
7. Schutzvorrichtung nachAnspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens der Relaisstromkreis
zur elektromechanischen Trennung der Schaltschützkontakte (K)
beim Einschalten des Erregerstromes an eine in einem Kondensator
(C) gespeicherte Gleichspannung angeschlossen ist, die
größer ist als die Spannung der Gleichstromquelle (Gl).
8. Schutzvorrichtung nach den Ansprüchen 1, 2 und 5 und einem
der Ansprüche 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Leitungsschutzschalter (L) ein Halbleiter-Schaltzschütz mit zwei gegensinnig parallelgeschalteten Netzthyristoren (Th 1, Th 2) ist,
und daß die zugehörige Steuereinheit (St) einen Steuerimpulsgeber und einen für beide Netzthyristoren gemeinsamen Steuerausgang aufweist, welcher durch einen ihm parallelgeschalteten Halbleiterschalter (T k ) kurzgeschlossen wird, wenn dieser zur Abschaltung des Stromes durch Selbstlöschung der Netzthyristoren durch ein Signal des Überstromdetektors (D) stromleitend gesteuert wird, das bis zur Abgabe eines Signales des Überwachungsorganes (O) zur Wiedereinschaltung des Stromes durch Aufsteuerung der Netzthyristoren (Th 1, Th 2) andauert.
daß der Leitungsschutzschalter (L) ein Halbleiter-Schaltzschütz mit zwei gegensinnig parallelgeschalteten Netzthyristoren (Th 1, Th 2) ist,
und daß die zugehörige Steuereinheit (St) einen Steuerimpulsgeber und einen für beide Netzthyristoren gemeinsamen Steuerausgang aufweist, welcher durch einen ihm parallelgeschalteten Halbleiterschalter (T k ) kurzgeschlossen wird, wenn dieser zur Abschaltung des Stromes durch Selbstlöschung der Netzthyristoren durch ein Signal des Überstromdetektors (D) stromleitend gesteuert wird, das bis zur Abgabe eines Signales des Überwachungsorganes (O) zur Wiedereinschaltung des Stromes durch Aufsteuerung der Netzthyristoren (Th 1, Th 2) andauert.
9. Schutzvorrichtung nach den Ansprüchen 1, 2, 4 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß der Leitungsschutzschalter (L)
darin besteht, daß der Reihenschaltung eines elektromechanischen
Schaltschützes und einer Reihendrossel (Dr) ein
Halbleiter-Schaltschütz mit zwei gegensinnig parallelgechalteten
Netzthyristoren (Th 1, Th 2) ist,
daß das elektromechanische Schaltschütz (Sch) eine zugehörige Steuereinheit (St) und das Halbleiter-Schaltschütz eine Steuereinheit (St) mit Signalverstärker aufweist, beide Schaltschütze jedoch einen Überstromdetektor (D) und ein Überwachungsorgan (O) gemeinsam aufweisen,
und daß der Steuereinheit des Halbleiter-Schaltschützes das Signal des Überstromdetektors und/oder ein beim Verschwinden des Signales des Überwachungsorganes gebildetes Signal zugeleitet wird, um die Netzthyristoren stromleitend aufzusteuern, damit der Strom auf das Halbleiter-Schaltschütz kommutiert wird, und dieses Signal bzw. diese Signale gleichzeitig der Steuereinheit des elektromechanischen Schaltschützes (Sch) zugeleitet wird bzw. werden und beiden Steuereinheiten länger andauernd als die Abschaltzeit des elektromechanischen Schaltschützes zugeführt wird bzw. werden,
daß hingegen das Signal des Überwachungsorganes (O) zur Wiedereinschaltung des Verbraucherstromes wenigstens dem Halbleiterschaltglied (T 2) des Relaisstromkreises für die Wiederschließung der Schaltschützkontakte (K, K) zugeleitet wird.
daß das elektromechanische Schaltschütz (Sch) eine zugehörige Steuereinheit (St) und das Halbleiter-Schaltschütz eine Steuereinheit (St) mit Signalverstärker aufweist, beide Schaltschütze jedoch einen Überstromdetektor (D) und ein Überwachungsorgan (O) gemeinsam aufweisen,
und daß der Steuereinheit des Halbleiter-Schaltschützes das Signal des Überstromdetektors und/oder ein beim Verschwinden des Signales des Überwachungsorganes gebildetes Signal zugeleitet wird, um die Netzthyristoren stromleitend aufzusteuern, damit der Strom auf das Halbleiter-Schaltschütz kommutiert wird, und dieses Signal bzw. diese Signale gleichzeitig der Steuereinheit des elektromechanischen Schaltschützes (Sch) zugeleitet wird bzw. werden und beiden Steuereinheiten länger andauernd als die Abschaltzeit des elektromechanischen Schaltschützes zugeführt wird bzw. werden,
daß hingegen das Signal des Überwachungsorganes (O) zur Wiedereinschaltung des Verbraucherstromes wenigstens dem Halbleiterschaltglied (T 2) des Relaisstromkreises für die Wiederschließung der Schaltschützkontakte (K, K) zugeleitet wird.
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EP19880902143 EP0304456A1 (de) | 1987-03-12 | 1988-03-09 | Überstrom schutzvorrichtung für stromversorgungsanlagen von wohn- und betriebsgebäuden und dergleichen gebäuden |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR3032837A1 (fr) * | 2015-02-17 | 2016-08-19 | Commissariat Energie Atomique | Systeme de protection selective d'un reseau electrique et procede de protection associe |
RU2703287C1 (ru) * | 2018-10-08 | 2019-10-16 | Акционерное общество "Корпорация "Стратегические пункты управления" АО "Корпорация "СПУ - ЦКБ ТМ" | Токоограничивающее устройство с разделенным фидерным групповым реактором по числу потребителей |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2303005A (en) * | 1995-07-01 | 1997-02-05 | Ampy Automation Digilog | Controlling electrical supply to a consumer |
US9748873B2 (en) | 2014-11-06 | 2017-08-29 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | 5-pole based wye-delta motor starting system and method |
US9806641B2 (en) | 2014-11-06 | 2017-10-31 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Detection of electric motor short circuits |
US10141143B2 (en) | 2014-11-06 | 2018-11-27 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Wear-balanced electromagnetic motor control switching |
US10018676B2 (en) | 2014-11-06 | 2018-07-10 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Electromagnetic switch interlock system and method |
US10074497B2 (en) | 2014-11-06 | 2018-09-11 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Operator coil parameter based electromagnetic switching |
US10361051B2 (en) | 2014-11-06 | 2019-07-23 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Single pole, single current path switching system and method |
US9722513B2 (en) | 2014-11-06 | 2017-08-01 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Torque-based stepwise motor starting |
US9806642B2 (en) | 2014-11-06 | 2017-10-31 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Modular multiple single-pole electromagnetic switching system and method |
CN109560544A (zh) * | 2018-12-03 | 2019-04-02 | 国网新疆电力有限公司阿克苏供电公司 | 一种基于继电保护与智能重合闸的配电网自愈方法及应用 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE579759C (de) * | 1924-05-24 | 1933-06-30 | Siemens Ag | Schalter mit selbsttaetiger Wiedereinschaltung |
US2609421A (en) * | 1951-04-11 | 1952-09-02 | Ite Circuit Breaker Ltd | Reclosing circuit breaker |
DE1166910B (de) * | 1957-06-08 | 1964-04-02 | Concordia Maschinen Und Elek Z | Schaltungsanordnung zum Steuern der Kurzunterbrechung von Hochspannungs-Leistungsschaltern |
US4363064A (en) * | 1981-07-27 | 1982-12-07 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Overcurrent protection system |
DE3219876A1 (de) * | 1982-05-27 | 1983-12-01 | Schaltbau GmbH, 8000 München | Ueberstromausloeser |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3111255A1 (de) * | 1981-03-21 | 1982-09-30 | Karl Pfisterer Elektrotechnische Spezialartikel Gmbh & Co Kg, 7000 Stuttgart | "energieversorgungssystem" |
DE3121409C2 (de) * | 1981-05-29 | 1983-10-20 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | Blockeinschub |
DE3369606D1 (en) * | 1982-05-17 | 1987-03-05 | Merlin Gerin | Functional low-voltage power distribution block |
ATE39201T1 (de) * | 1983-03-17 | 1988-12-15 | Hans Hawlan | Anordnung zur stromversorgung. |
EP0209765B1 (de) * | 1985-07-15 | 1992-09-30 | Siemens Aktiengesellschaft | Elektrische Installationsverteilung |
-
1987
- 1987-03-12 DE DE19873708005 patent/DE3708005A1/de active Granted
-
1988
- 1988-03-09 EP EP19880902143 patent/EP0304456A1/de not_active Withdrawn
- 1988-03-09 WO PCT/EP1988/000180 patent/WO1988007283A1/de not_active Application Discontinuation
- 1988-03-09 JP JP50221188A patent/JPH01503033A/ja active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE579759C (de) * | 1924-05-24 | 1933-06-30 | Siemens Ag | Schalter mit selbsttaetiger Wiedereinschaltung |
US2609421A (en) * | 1951-04-11 | 1952-09-02 | Ite Circuit Breaker Ltd | Reclosing circuit breaker |
DE1166910B (de) * | 1957-06-08 | 1964-04-02 | Concordia Maschinen Und Elek Z | Schaltungsanordnung zum Steuern der Kurzunterbrechung von Hochspannungs-Leistungsschaltern |
US4363064A (en) * | 1981-07-27 | 1982-12-07 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Overcurrent protection system |
DE3219876A1 (de) * | 1982-05-27 | 1983-12-01 | Schaltbau GmbH, 8000 München | Ueberstromausloeser |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
RUDOLPH, W.: Überstromschutz in elektrischen Gebäudeinstallationen (II). In: der elektro- meister + deutsches elektrohandwerk, 1979, S.1142-1144 * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR3032837A1 (fr) * | 2015-02-17 | 2016-08-19 | Commissariat Energie Atomique | Systeme de protection selective d'un reseau electrique et procede de protection associe |
WO2016131867A1 (fr) * | 2015-02-17 | 2016-08-25 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Systeme de protection selective d'un reseau electrique et procede de protection associe |
RU2703287C1 (ru) * | 2018-10-08 | 2019-10-16 | Акционерное общество "Корпорация "Стратегические пункты управления" АО "Корпорация "СПУ - ЦКБ ТМ" | Токоограничивающее устройство с разделенным фидерным групповым реактором по числу потребителей |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH01503033A (ja) | 1989-10-12 |
EP0304456A1 (de) | 1989-03-01 |
WO1988007283A1 (fr) | 1988-09-22 |
DE3708005C2 (de) | 1989-12-28 |
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