DE3912601A1

DE3912601A1 - Turn-off device for turning off at the minimum voltage

Info

Publication number: DE3912601A1
Application number: DE3912601A
Authority: DE
Inventors: Fabrizio Fabrizi; Rodolfo Fontana
Original assignee: Bassani SpA; Bassani Ticino SpA
Current assignee: Bassani SpA; Bassani Ticino SpA
Priority date: 1988-04-18
Filing date: 1989-04-17
Publication date: 1989-10-26
Anticipated expiration: 2009-04-18
Also published as: DE3912601C2; PT90290A; PT90290B; BE1005313A5; FR2630583B1; FR2630583A1

Abstract

A turn-off device (1) for turning off at the minimum voltage of a type which is assigned turn-off kinematics of a protective switching contactor (20) of modular construction which is installed in an electrical cable (lead, line) (2) and contains an operating relay with an armature (12) which operates the said kinematics as a consequence of the reduction in the supply voltage in the cable (2) comprises an electronic control circuit (14) which is connected between a conductor (F), which carries phase voltage, of the cable (2) and the relay (3), and a first (18) circuit part for regulating the response threshold of the device, as well as a second (19) circuit part for definition of a response delay. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abschaltvorrichtung zum Abschalten bei Mindestspannung eines Typs, der der Ab schaltkinematik eines Schutzschaltschützes in Modulbauweise zugeordnet wird, das in einer elektrischen Leitung einge richtet ist und ein Betätigungsrelais mit einem Anker ent hält, der die genannte Kinematik in der Folge des Absinkens der Speisespannung in der Leitung betätigt.The present invention relates to a shutdown device to switch off at minimum voltage of a type that the Ab Switching kinematics of a protective contactor in modular design is assigned that turned into an electrical line is directed and an actuating relay with an armature ent holds the kinematics mentioned in the consequence of the sinking operated the supply voltage in the line.

Bekanntlich sollen Vorrichtungen dieses Typs die elektri sche Leitung schützen, indem sie das Schaltschütz öffnen, sobald die Speisespannung der Leitung unterhalb eines vor gegebenen Werts absinkt.As is known, devices of this type are said to be electri protect the cable by opening the contactor, as soon as the supply voltage of the line below a given value decreases.

Im einzelnen sieht die Norm IEC 157-1 (International Elec trotechnical Commission) vor, daß solche Mindestspannungs abschaltvorrichtungen das Schaltschütz betätigen müssen, sobald die in der elektrischen Leitung stehende Spannung zwischen 70 und 35% der Nennspeisespannung beträgt. Ferner muß die Abschaltvorrichtung das Schließen des Schaltschützes verhindern, wenn die Speisespannung unter 35% des Nennwerts liegt, während sie das Schließen bei Spannungswerten und Speisewerten, die gleich oder über 85% der Nennspannung liegen, nicht verhindern darf.The standard IEC 157-1 (International Elec trotechnical Commission) that such minimum voltage switch-off devices must actuate the contactor, as soon as the voltage in the electrical line is between 70 and 35% of the nominal supply voltage. Further the switch-off device must close the contactor prevent when the supply voltage is below 35% of the nominal value lies while closing at voltage values and Feed values that are equal to or above 85% of the nominal voltage lying, must not prevent.

Auch wenn die obigen Spezifikationen erfüllt sind, sieht man sich der Notwendigkeit gegenüber, solche Vorrichtungen so wohl zum Schutz einphasiger elektrischer Leitungen mit Span nungen zwischen 48 V und 380 V als auch zum Schutz elektri scher Drehstromleitungen mit verketteten Spannungen zwischen 220 und 380 V einsetzen zu müssen. Even if the above specifications are met, you can see faced the need for such devices so probably to protect single-phase electrical cables with chip voltages between 48 V and 380 V as well as for the protection of electri shear three-phase lines with interlinked voltages between To use 220 and 380 V.

Um dieser Notwendigkeit gerecht zu werden, sieht der Stand der Technik derzeit die Anwendung einer Abschaltvorrichtung mit einer Spule mit einem entsprechenden beweglichen Kern vor, die ständig unter Leitungsspannung steht, so daß der Kern von der elektromagnetischen Kraft ins Innere derselben gezogen wird, solange die Spannung über dem Mindestwert von 70% des Nennwerts liegt. Der bewegliche Kern wird gegen elastische Mittel in die Spule gezogen, die ihn ständig nach außen hin vorspannen, um die Abschaltkinematik des Schalt schützes zu betätigen.To meet this need, the stand sees the technology currently uses a shutdown device with a coil with a corresponding movable core before, which is constantly under line voltage, so that Core of the electromagnetic force inside it as long as the voltage is above the minimum value of 70% of the nominal value. The moving core is against elastic means pulled into the bobbin that keep following him Preload the outside to switch off the switching mechanism to operate.

Eine genaue Planung, eine geeignete Dimensionierung und eine umsichtige Materialauswahl ermöglichen die Herstellung von Spulen mit geringer elektrischer Verlustleistung.Precise planning, suitable dimensioning and one careful selection of materials enables the production of Coils with low electrical power loss.

Jedoch weisen diese Abschaltvorrichtungen gemäß dem Stand der Technik, obwohl sie im wesentlichen ihren Zweck er füllen, gewisse Nachteile auf, die hier nachstehend auf geführt werden.However, these shutdown devices according to the prior art of technology, although it essentially serves its purpose fill up certain disadvantages, which are listed below be performed.

Trotz des Einsatzes einer Spule mit geringer Verlustleistung liegt ihre Stromaufnahme in der Größenordnung von einigen zehn Milliampere (10 mA) mit Verlusten im Eisen und im Kupfer wegen des Joule-Effekts von etwa 1,5 W und mit der Gefahr, daß die Vorrichtung im Betrieb eine Übertemperatur von etwa 90° erreicht.Despite the use of a coil with low power loss their current consumption is on the order of a few ten milliamps (10 mA) with losses in iron and in Copper because of the Joule effect of about 1.5 W and with the Risk of the device becoming overheated during operation reached by about 90 °.

Die Voreinstellung des Schwellenwerts, bei dem die Vorrich tung anspricht, geschieht zu Lasten der Vorspannfeder des beweglichen Spulenkerns, und daher gibt es keine Möglich keit, diesen Schwellenwert kontinuierlich zu verändern. The default threshold at which the device appeals, is done at the expense of the bias spring of the movable coil core, and therefore there is no possibility ability to continuously change this threshold.

Wenn die Spannung Werte in der Nähe der Ansprechschwelle annimmt, wird die Vorrichtung von einem lästigen Brummen befallen.If the voltage values near the response threshold assumes the device is an annoying hum infested.

Ferner können wegen des Platzbedarfs der Spule sowie der Mechanismen zum automatischen Rückstellen, die vorgesehen werden müssen, die Abschaltvorrichtungen für Drehstrom leitungen nur so gestaltet werden, daß man zwei Schalt schütz-Standardmodule, jeweils mit einer entspechenden Spule, paarweise anordnet, mit dem sich offensichtlich daraus ergebenden Aufwand an Kosten und Platz.Furthermore, because of the space requirement of the coil and the Automatic reset mechanisms provided must be the cut-off devices for three-phase current Lines can only be designed so that two switching contactor standard modules, each with a corresponding Coil, arranged in pairs, with which obviously resulting expense and space.

Das technische Problem, das der vorliegenden Erfindung zu grundeliegt, ist die Ausarbeitung und Bereitstellung einer Abschaltvorrichtung bei Mindestspannung mit strukturellen und funktionellen Merkmalen, die die Überwindung der ge nannten Nachteile aus dem Stand der Technik ermöglicht.The technical problem facing the present invention is based on the preparation and provision of a Shutdown device at minimum voltage with structural and functional features that overcome the ge mentioned disadvantages from the prior art.

Dieses Problem wird durch eine Vorrichtung des angegebenen Typs gelöst, der dadurch gekennzeichnet ist, daß er einen elektronischen Steuerschaltkreis zwischen einem phasen führenden Leiter der elektrischen Leitung und dem genannten Relais enthält, und mit einen ersten Schaltkreisteil zum Regeln der Ansprechschwelle der Vorrichtung sowie mit einem zweiten Schaltkreisteil zur Definition der Ansprechver zögerung ausgerüstet ist.This problem is addressed by a device of the type Type solved, which is characterized in that it has a electronic control circuit between phases leading conductor of electrical wiring and the above Relay contains, and with a first circuit part for Regulate the response threshold of the device as well as with a second circuit part for the definition of the response delay is equipped.

Die Merkmale und die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrich tung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels mit hinweisender und nicht einschrän kender Wirkung und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen.The features and advantages of the Vorrich invention tion result from the following description of a Embodiment with indicative and not restrictive effect and with reference to the enclosed Drawings.

In diesen Zeichnungen zeigen:In these drawings:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Ausschaltvorrichtung; Fig. 1 is a schematic representation of a switch-off device according to the invention;

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Vorrichtung aus Fig. 1 in einer Ausführungsvariante; FIG. 2 shows a schematic illustration of the device from FIG. 1 in an embodiment variant; FIG.

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Schaltschützes in Modulbauweise, das mit der Vorrichtung in Fig. 1 zusammen wirkt. Fig. 3 is a perspective view of a contactor in modular design, which interacts with the device in Fig. 1.

In diesen Figuren bedeuten 1, allgemein und schematisch ge zeigt, eine Ausschaltvorrichtung bei Mindestspannung gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Vorrichtung 1 ist vorgesehen zum Schutz einer einphasigen elektrischen Leitung 2 gegen den Abfall der Speisespannung auf 70% des Nennwerts gemäß der Norm IEC 157-1.In these figures, 1 , generally and schematically, shows a minimum voltage switch-off device according to the present invention. The device 1 is provided to protect a single-phase electrical line 2 against the drop in the supply voltage to 70% of the nominal value in accordance with the IEC 157-1 standard.

Zu diesem Zweck beinhaltet die Vorrichtung 1 ein Betäti gungsrelais 3 in einer besonderen Ausbildungsform. Das Relais 3 enthält einen Kern 4, dessen Polenden 5 und 6 aus den senkrechten Stücken zweier in L-Form ausgebildeter Elemente 7 und 8 bestehen, deren restliche, waagrechte Stücke gleichsinnig gerichtet sind und übereinanderliegen. Zwischen diesen waagrechten Stücken ist als Trennspalt eine Aluminiumfolie 9 eingelegt.For this purpose, the device 1 includes an actuation relay 3 in a special embodiment. The relay 3 contains a core 4 , the pole ends 5 and 6 of which consist of the vertical pieces of two L-shaped elements 7 and 8 , the remaining horizontal pieces of which are directed in the same direction and lie one above the other. Between these horizontal pieces, an aluminum foil 9 is inserted as a separation gap.

Kern 4 als solcher ist auf herkömmliche Weise in einem nicht dargestellten Gehäuse des Relais 3 gelagert. Ferner liegt um den senkrechten Teil des Pols 6 eine Wicklung 10 aus 2500 Windungen eines lackierten Kupferdrahts mit einem Durch messer von 0,05 mm. Core 4 as such is mounted in a conventional manner in a housing of the relay 3 , not shown. Furthermore, around the vertical part of the pole 6 is a winding 10 of 2500 turns of a coated copper wire with a diameter of 0.05 mm.

Das Relais 3 enthält ferner einen Steueranker 12, der um einen festen Punkt des Kerns 4 drehbar gelagert und gegen die Polenden 5 und 6 gegen eine Vorspannung durch Feder mittel 13 beweglich ist. Der Anker 12 betätigt die Aus schaltkinematik des Schalters 20.The relay 3 also includes a control armature 12 which is rotatably mounted about a fixed point of the core 4 and against the pole ends 5 and 6 against a bias by spring 13 is movable. The armature 12 actuates the switching kinematics of the switch 20 .

Die Wicklung 10 ist mit Klemmen A und B zum Anschluß an einen elektronischen Schaltkreis 14 zwecks Steuerung des Relais 3 ausgerüstet.The winding 10 is equipped with terminals A and B for connection to an electronic circuit 14 for the purpose of controlling the relay 3 .

Die Klemme B der Wicklung 10 liegt direkt am neutralen Leiter N der einphasigen Leitng 2, während Klemme A an einem Ende eines Widerstands R 1 liegt, der mit dem anderen Ende über eine Reihenschaltung, bestehend aus dem Widerstand R 2, der Diode D 1 und einer Zenerdiode DZ, an dem phasenführenden Leiter F der Leitung 2 liegt.The terminal B of the winding 10 is located directly on the neutral conductor N of the single-phase line 2 , while terminal A is located at one end of a resistor R 1 , which is connected at the other end via a series circuit consisting of the resistor R 2 , the diode D 1 and a Zener diode DZ , on the phase-conducting conductor F of line 2 .

Schaltkreis 14 liegt daher zwischen dem phasenführenden Leiter F der Leitung 2 und dem Relais 3, und die Dioden D 1 und DZ bilden einen ersten Teil 18 des Schaltkreises zum Regeln des Ansprech-Schwellenwerts der Vorrichtung 1.Circuit 14 therefore lies between phase-conducting conductor F of line 2 and relay 3 , and diodes D 1 and DZ form a first part 18 of the circuit for regulating the response threshold value of device 1 .

Im Schaltkreis 14 ist ferner ein zweiter Schaltkreisteil 19 vorgesehen, der aus einem Kondensator C 1 in Parallelschal tung zur Reihenschaltung des Widerstands R 1 mit der Wicklung 10 besteht.In the circuit 14 , a second circuit part 19 is also provided, which consists of a capacitor C 1 in parallel circuit for series connection of the resistor R 1 with the winding 10 .

Die Diode D 1 und die Zenerdiode DZ ermöglichen das Einstel len des Ansprechschwellenwerts der Vorrichtung, während eine zeitliche Verzögerung beim Ansprechen von den Werten des Widerstands R 1 und des Kondensators C 1 bestimmt wird. The diode D 1 and the Zener diode DZ enable the response threshold of the device to be set, while a time delay in response is determined by the values of the resistor R 1 and the capacitor C 1 .

In einer anderen Ausführungsform sind in Fig. 2 zusammen wirkende Bauteile und Teile der gleichen Struktur und der gleichen Funktion wie im vorangehenden Ausführungsbeispiel mit der jeweils gleichen Nummer und dem gleichen Bezugs zeichen gekennzeichnet, jedoch ist die hier dargestellte erfindungsmäßige Vorrichtung zum Schutz einer elektrischen Drehstromleitung 15 bestimmt. Die Leitung 15 hat die übli chen Leiter mit den Phasen R, S und T, und die erfindungs gemäße Vorrichtung soll zwei verkettete Spannungen der Drehstomleitung steuern durch Betätigen der Abschaltkine matik des Schaltschützes 20, und zwar ausschließlich durch das Relais 3.In another embodiment, components and parts interacting in FIG. 2 with the same structure and the same function as in the previous exemplary embodiment are each identified by the same number and the same reference sign, but the inventive device for protecting an electrical three-phase line 15 shown here is certainly. The line 15 has the usual conductor with the phases R , S and T , and the device according to the Invention is intended to control two chained voltages of the three-phase line by actuating the switch-off mechanism of the contactor 20 , exclusively by the relay 3 .

Im einzelnen liegt der bereits beschriebene Schaltkreis 14 mit einem Ende an dem ersten phasenführenden Leiter R und mit dem anderen Ende an der Klemme A des Relais 3, während ein zweiter Steuerkreis 21 zwischen dem dritten phasen führenden Leiter T der Leitung 15 und der Klemme B des Relais 3 liegt. Genauer gesagt liegt die Klemme B des Relais 3 an dem zweiten phasenführenden Leiter S unter Zwischen schaltung eines elektronischen Schließers 16, der z.B. aus einem Transistor besteht.In particular, the circuit 14 already described is at one end to the first phase-leading conductor R and at the other end to terminal A of relay 3 , while a second control circuit 21 between the third phase-leading conductor T of line 15 and terminal B of Relay 3 is. More specifically, the terminal B of the relay 3 is on the second phase-conducting conductor S with the interposition of an electronic closer 16 , which consists, for example, of a transistor.

Der Steuerteil 17 dieses Schalters 16 liegt zwischen dem Leiter S und dem dritten phasenführenden Leiter T mittels einer Reihenschaltung aus dem Widerstand R 3, einer Diode D 2 und einer Zenerdiode DZ 2.The control part 17 of this switch 16 is located between the conductor S and the third phase-conducting conductor T by means of a series circuit comprising the resistor R 3 , a diode D 2 and a zener diode DZ 2 .

Sobald der Wert der verketteten Spannung zwischen den phasenführenden Leitern S und T unter 70% dieses Nennwerts absinkt, wird der elektronische Schalter 16 des zweiten Schaltkreises 21 aktiviert, der die Verbindung zwischen Relais 3 und dem zweiten phasenführenden Leiter S herstellt und so auch die Steuerung der anderen verketteten Spannung zwischen den Leitern R und S ermöglicht.As soon as the value of the interlinked voltage between the phase-conducting conductors S and T drops below 70% of this nominal value, the electronic switch 16 of the second circuit 21 is activated, which establishes the connection between relay 3 and the second phase-conducting conductor S and thus also the control of the allows other chained voltage between the R and S conductors.

Bei der Antragstellerin durchgeführte Laboruntersuchungen haben gezeigt, daß die Stromaufnahme seitens der erfindungs gemäßen Vorrichtung nachgewiesenermaßen etwa 1 mA (ein Milliampere) beträgt. Dieser Stromwert ist besonders niedrig und bedeutet eine äußerst niedrige Verlustleistung aus dem Joule-Effekt, wodurch auch Probleme der Überhitzung der gesamten Vorrichtung vermieden werden.Laboratory tests carried out at the applicant have shown that the current consumption on the part of the Invention according to the device has been proven to be about 1 mA (a Milliamps). This current value is particularly low and means an extremely low power loss from the Joule effect, which also causes problems of overheating entire device can be avoided.

Ferner gestattet der minimale Energiebedarf, um das Relais 3 der Vorrichtung 1 geschlossen zu halten, die Anwendung eines Kondensators C 1 im RC-Verzögerungsglied des Schaltkreises 14 mit besonders kleinen Abmessungen.Furthermore, the minimum energy requirement, in order to keep the relay 3 of the device 1 closed, allows the use of a capacitor C 1 in the RC delay element of the circuit 14 with particularly small dimensions.

Daher ist es ein großer Vorteil der erfindungsgemäßen Vor richtung, daß die kleine Anzahl der eingesetzten Bauteile die Fertigung einer Abschaltvorrichtung für Drehstrom ge stattet, die in einem einzigen Modul von 17,5 mm Dicke in einem Schutz-Schaltschütz untergebracht werden kann.Therefore, it is a great advantage of the front according to the invention direction that the small number of components used the manufacture of a switch-off device for three-phase current ge equipped in a single module of 17.5 mm in thickness a protective contactor can be accommodated.

Ferner besteht die Möglichkeit, die Ansprechschwelle für die Unterbrechung unter voller Beachtung der entsprechenden Normen fast kontinuierlich zu verändern.It is also possible to set the response threshold for the Interruption taking full account of the relevant Changing standards almost continuously.

Ferner ist die erfindungsgemäße Vorrichtung besonders wirt schaftlich und einfach zu fertigen.Furthermore, the device according to the invention is particularly host economical and easy to manufacture.

Claims

1. Switch-off device ( 1 ) for switching off at minimum voltage of a type which is assigned to the switch-off kinematics of a protective contactor ( 20 ) in modular design, which is set up in an electrical line ( 2 ) and a actuating relay ( 3 ) with an armature ( 12 ), which actuates said kinematics as a result of the drop in the supply voltage in the line ( 2 ), characterized in that it contains an electronic control circuit ( 14 ) which is connected between a phase-conducting conductor ( F ) of the line ( 2 ) and the relay ( 3 ) and has a first circuit part ( 18 ) for regulating the response threshold of the device ( 1 ) and a second circuit part ( 19 ) for defining a switching delay of the device ( 1 ).

2. Switch-off device according to claim 1, characterized in that the relay ( 3 ) contains a core ( 4 ) whose pole ends ( 5 , 6 ) consist of the vertical pieces of two L-shaped elements ( 7 , 8 ), the remaining, horizontal pieces are directed in the same direction and lie one above the other, and between which a metal foil ( 9 ) is inserted as a separation gap.

3. Switch-off device for switching off at a minimum voltage of a type which is assigned to the switch-off kinematics of a protective contactor ( 20 ) in modular design and which is used in an electrical three-phase line ( 14 ), and contains an actuating relay ( 3 ) with an armature ( 12 ) , Which actuates the kinematics in the consequence of the drop in the chained voltage in at least two phases of the line ( 15 ), characterized in that it contains a first (14) and a second ( 21 ) electronic control circuit part, each between a phase-conducting conductor ( R , T ) of the line ( 15 ) and the relay ( 3 ) are laid, at least one circuit ( 14 ) being provided with a circuit part ( 18 ) for regulating the response threshold value of the device, and a second circuit part ( 19 ) is determined to define a response delay of the device.