DE4414289A1 - Limiting overloads in electrical mains networks - Google Patents

Limiting overloads in electrical mains networks

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DE4414289A1 DE19944414289 DE4414289A DE4414289A1 DE 4414289 A1 DE4414289 A1 DE 4414289A1 DE 19944414289 DE19944414289 DE 19944414289 DE 4414289 A DE4414289 A DE 4414289A DE 4414289 A1 DE4414289 A1 DE 4414289A1
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Karl-Heinz Dipl Ing Hartung
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ABB Patent GmbH
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ABB Patent GmbH
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
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    • H01H39/006—Opening by severing a conductor
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/02—Details
    • H02H3/025—Disconnection after limiting, e.g. when limiting is not sufficient or for facilitating disconnection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/10—Adaptation for built-in fuses
    • H01H9/106—Adaptation for built-in fuses fuse and switch being connected in parallel

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  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Fuses (AREA)

Abstract

A mains cable (10) has a contact location (11) formed as a current limiter (12) having a firing capsule (13) triggered (14) by supply energy. A second contact (15) is in series and in parallel with this arrangement is a fuse (17). When an overload, e.g. short circuit occurs the second contact opens dynamically and current flows through the trigger capsule to break the circuit. At the same time the fuse is blown.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a device according to the preamble of claim 1.

Derartige Einrichtungen sind insbesondere aus der Literatur­ stelle Calor Emag "Is-Begrenzer", Druckschrift Nr. 1357 I B (1000 We 06.90) bekanntgeworden. Die dort beschriebene Einrich­ tung besitzt einen im Inneren eines Isoliergehäuses befindli­ chen, mit einer Art Sollbruchstelle versehenen Leiter, dem eine Sprengladung zugeordnet ist, die bei Auftreten eines bestimmten Stromaugenblicks- und/oder di/dt-Wertes gezündet wird und den Strompfad unterbricht. Parallel zu diesem Strompfad befindet sich eine Löscheinrichtung mit einem Schmelzleiter.Such devices have become known in particular from the literature, Calor Emag "I s -limiter", publication no. 1357 IB (1000 We 06.90). The Einrich device described therein has a Chen in the interior of an insulating housing, provided with a type of predetermined breaking point, to which an explosive charge is assigned, which is ignited when a certain current instantaneous and / or di / dt value occurs and interrupts the current path. An extinguishing device with a fuse element is located parallel to this current path.

Wenn ein hoher Kurzschlußstrom auftritt, dann wird dieser im er­ sten Stromanstieg detektiert, die Zündung eingeleitet und die Kontaktstelle geöffnet. Dabei kommutiert der Strom auf die pa­ rallelgeschaltete, als Sicherung ausgebildete Löscheinrichtung, in der er begrenzt und ausgeschaltet wird.If a high short-circuit current occurs, then this will be in it Most current surge detected, the ignition initiated and the Contact point open. The current commutates to the pa Extinguishing device connected in parallel, designed as a fuse, in which it is limited and switched off.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung der eingangs ge­ nannten Art zu verbessern. The object of the invention is to provide a facility of ge named way of improving.  

Diese Aufgabe wird nach einer ersten Ausführung erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.This object is achieved according to the invention after a first embodiment solved by the characterizing features of claim 1.

Erfindungsgemäß befindet sich in Reihe mit der ersten Kontakt­ stelle, die die Kontaktstelle beispielsweise eines Is-Begrenzers sein kann, eine zweite Kontaktstelle, parallel zu der zweiten Kontaktstelle der Zündkreis und parallel zu der ersten und der zweiten Kontaktstelle eine Sicherung.According to the invention is in series with the first contact point, which can be the contact point for example an I s limiter, a second contact point, a fuse parallel to the second contact point of the ignition circuit and parallel to the first and second contact point.

Im Falle eines Überstroms wird die zweite Kontaktstelle in Ab­ hängigkeit von ∫i²dt oder vom Augenblickswert des Stromes ge­ öffnet. Die zweite Kontaktstelle kann dabei auch dynamisch öff­ nen, sie soll in jedem Fall schnellstens öffnen.In the event of an overcurrent, the second contact point in Ab dependence on ∫i²dt or on the instantaneous value of the current opens. The second contact point can also open dynamically in any case, it should open as soon as possible.

Durch die Öffnung der zweiten Kontaktstelle wird wenigstens ein Teil des Stromes auf den Zündkreis kommutiert, wodurch die Zündtablette oder Sprengkapsel gezündet und die erste Kontakt­ stelle geöffnet wird. Dadurch kommutiert der Strom auf die Si­ cherung, dessen Schmelzdraht durchschmilzt, wodurch eine Strom­ begrenzung während des ersten Stromanstiegs entsteht.By opening the second contact point at least one Part of the current commutates to the ignition circuit, causing the Detonator or detonator detonated and the first contact position is opened. As a result, the current commutates to the Si The fuse wire melts, causing a current limitation arises during the first current rise.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann zur Lö­ sung der Aufgabe in Reihe zur ersten Kontaktstelle ein Wider­ stand geschaltet sein; parallel zum Widerstand ist der eine Schwellwertschaltung enthaltene Zündkreis und parallel zur er­ sten Kontaktstelle und dem Widerstand eine Sicherung geschaltet.According to a further embodiment of the invention, Lö solution to the task in series with the first contact point stood switched; parallel to the resistance is one Threshold circuit included ignition circuit and parallel to it Most contact point and the resistor a fuse switched.

Durch die erfindungsgemäße Ausführung wird ein Teil des bei ei­ nem Überstrom oder einem Kurzschlußstrom fließenden Stromes durch den Widerstand in den Zündkreis kommutiert; die Schwell­ wertschaltung bewirkt dann, daß der Zündkreis die Sprengkapsel bei einem bestimmten Stromaugenblickswert zündet.Due to the inventive design, part of the egg Nem overcurrent or a short-circuit current flowing current commutated by the resistor in the ignition circuit; the swell value switching then causes the detonator circuit to detonate ignites at a certain current instantaneous value.

Der Widerstand kann ein linearer oder nicht linearer Widerstand sein, wobei im letzteren Falle der Widerstand seinen Wider­ standswert bei steigendem Strom erhöht. In bevorzugter Weise kann dieser nicht lineare Widerstand ein PTC-Widerstand sein. The resistor can be a linear or non-linear resistor be, in the latter case the resistance its counter level increases with increasing current. Preferably this non-linear resistor can be a PTC resistor.  

Die zweite Kontaktstelle kann dabei als Leitungsschutzschalter ausgebildet sein, wobei darüberhinaus der Schalter als ein dyna­ misch öffnender Schalter ausgebildet sein kann.The second contact point can act as a circuit breaker be formed, moreover, the switch as a dyna mix opening switch can be formed.

In bevorzugter Ausführung kann die erste Kontaktstelle, die zweite Kontaktstelle oder der Widerstand, und die Sicherung in einem Gehäuse untergebracht sein, welches modulartig austausch­ bar ist.In a preferred embodiment, the first contact point, the second contact point or the resistor, and the fuse in be housed in a housing that exchanges in a modular manner is cash.

Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung dargestellt ist, sollen die Erfindung sowie weitere vor­ teilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung näher erläutert werden.Based on the drawing, in which an embodiment of the inven is shown, the invention and others are intended partial configurations and improvements of the invention are explained.

Es zeigt die einzige Fig. eine schematische Darstellung ei­ ner erfindungsgemäßen Einrichtung.The sole FIG. 1 shows a schematic illustration of an egg ner device according to the invention.

In einem Netzleiter 10 befindet sich eine erste Kontaktstelle 11, die als Is-Begrenzer 12 ausgebildet ist. In diesem Is-Be­ grenzer befindet sich eine Sprengkapsel 13, die von einem Zünd­ schaltkreis 14 mit Energie versorgt und gezündet wird. Der Is- Begrenzer ist beispielsweise aus der Calor Emag-Druckschrift Nr. 1357 I B (1000 We 06.90) bekanntgeworden. In dem Netzleiter 10 befindet sich eine zweite Kontaktstelle 15 und der Zündschalt­ kreis 14 liegt parallel zur zweiten Kontaktstelle.In a network conductor 10 there is a first contact point 11 , which is designed as an I s limiter 12 . In this I s -Be limiter there is an explosive device 13 , which is supplied with energy and ignited by an ignition circuit 14 . The I s limiter has become known, for example, from Calor Emag publication no. 1357 IB (1000 We 06.90). In the network conductor 10 there is a second contact point 15 and the ignition circuit 14 is parallel to the second contact point.

Parallel zu der zweiten und der ersten Kontaktstelle 15, 11, d. h. parallel zur zweiten Kontaktstelle 15 und dem Is-Begrenzer 12 befindet sich ein Sicherungskreis 16 mit einer darin befind­ lichen Schmelzsicherung 17.Parallel to the second and the first contact point 15 , 11 , ie parallel to the second contact point 15 and the I s limiter 12, there is a fuse circuit 16 with a fuse 17 therein.

Wenn nun ein Überstrom, vorzugsweise ein Kurzschlußstrom auf­ tritt, dann wird die zweite Kontaktstelle in Abhängigkeit von ∫i²dt oder vom Augenblickswert des Stromes öffnen, was bei­ spielsweise mit einem Thermobimetall erfolgen kann; die zweite Kontaktstelle kann auch so ausgestaltet sein, daß sie dynamisch öffnet. If there is an overcurrent, preferably a short-circuit current occurs, then the second contact point becomes dependent on Open ∫i²dt or the instantaneous value of the current, which at can for example be done with a bimetal; the second Contact point can also be designed to be dynamic opens.  

Nach Öffnung der Kontaktstelle 15 wird der Strom durch den Zünd­ schaltkreis 14 fließen und die Sprengkapsel 13 zünden, so daß die erste Kontaktstelle 11 geöffnet wird. Ziemlich gleichzeitig damit schmilzt auch die Sicherung 17 durch, so daß hierdurch schon eine Strombegrenzung während des ersten Stromanstiegs stattfindet.After opening the contact point 15 , the current will flow through the ignition circuit 14 and ignite the detonator 13 , so that the first contact point 11 is opened. At the same time, fuse 17 also melts, so that a current limitation takes place during the first current rise.

Bei der vorliegenden Erfindung kann man auf Auslöseeinrichtun­ gen, die mit Auslöse- und Zündmechanik versehen sind, verzich­ ten.In the present invention, tripping devices can be used conditions that are provided with trigger and ignition mechanism, waive ten.

Die zweite Kontaktstelle ist ein Schaltkontakt, der eine geringe Schaltfähigkeit aufweisen kann; er muß eine wiederkehrende Span­ nung nicht halten und seine Auslösecharakteristik muß auch keine hohe Genauigkeit besitzen.The second contact point is a switch contact that has a low May have switching capacity; he must have a recurring chip voltage does not hold and its tripping characteristic does not have to possess high accuracy.

Anstatt eines Schalters kann jede Art eines Unterbrechers ver­ wendet werden, beispielsweise ein solcher Unterbrecher, der als Sollbruchstelle bei einem bestimmten Strom schmilzt.Instead of a switch, any type of breaker can be used be used, for example, such a breaker, which as Breakage point at a certain current melts.

Die Sicherung ist eine solche, bei der der Schmelzdraht um einen Körper herumgewickelt ist. Die Impedanz der Sicherung ist sehr hoch im Vergleich zur Impedanz der ersten Kontaktstelle, so daß im Normalfall der Strom praktisch nur im Hauptstrompfad fließt. Die Sicherung ist an die Schmelzzeit und an die Betriebsbedin­ gungen angepaßt.The fuse is one in which the fuse wire is one Body is wrapped around. The fuse's impedance is very high high compared to the impedance of the first contact point, so that in the normal case the current practically only flows in the main current path. The fuse is based on the melting time and the operating conditions adjusted.

Claims (7)

1. Einrichtung zur Begrenzung eines Überstroms, insbesondere eines Kurzschlußstroms, in einem Netz, mit einer ersten Kontakt­ stelle, die durch eine in Abhängigkeit vom auftretenden Über­ strom gezündete Sprengkapsel geöffnet wird, und mit einer paral­ lel dazu angeordneten Sicherung, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit der ersten Kontaktstelle (11) eine zweite Kontakt­ stelle (15) angeordnet ist, daß parallel zur zweiten Kontakt­ stelle (15) der Zündkreis (11) für die Sprengkapsel (13) liegt und daß die Sicherung (17) parallel zu den beiden Kontaktstellen (11, 15) geschaltet ist.1. A device for limiting an overcurrent, in particular a short-circuit current, in a network with a first contact, which is opened by a detonator detonated as a function of the overcurrent that occurs, and with a fuse arranged parallel to it, characterized in that in Row with the first contact point ( 11 ) a second contact point ( 15 ) is arranged that parallel to the second contact point ( 15 ) is the ignition circuit ( 11 ) for the detonator ( 13 ) and that the fuse ( 17 ) is parallel to the two Contact points ( 11 , 15 ) is switched. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kontaktstelle als Schalter beispielsweise als Lei­ tungsschutzschalter ausgebildet ist.2. Device according to claim 1, characterized in that the second contact point as a switch, for example as a Lei circuit breaker is formed. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter ein dynamisch öffnender Schalter ist.3. Device according to claim 2, characterized in that the switch is a dynamically opening switch. 4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kontaktstelle als Schmelzkontaktstelle ausgebildet ist.4. Device according to claim 1, characterized in that the second contact point is designed as a melt contact point is. 5. Einrichtung zur Begrenzung eines Überstroms, insbesondere eines Kurzschlußstroms, in einem Netz, mit einer ersten Kon­ taktstelle, die durch eine in Abhängigkeit vom auftretenden Überstrom gezündete Sprengkapsel geöffnet wird, und mit einer parallel dazu angeordneten Sicherung, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe zur ersten Kontaktstelle ein Widerstand, der ein linearer oder bei steigendem Strom seinen Widerstandswert erhö­ hender nicht linearer Widerstand sein kann, parallel zum Wider­ stand der eine Schwellwertschaltung enthaltende Zündkreis und parallel zur ersten Kontaktstelle und dem Widerstand eine Siche­ rung geschaltet sind. 5. Device for limiting an overcurrent, in particular a short-circuit current, in a network, with a first con cycle clock by a depending on the occurring Overcurrent detonator is opened, and with a fuse arranged in parallel, characterized in that that in series with the first contact point is a resistor, the one linear or with increasing current increase its resistance value non-linear resistance can be parallel to the resistance stood the ignition circuit containing a threshold circuit and parallel to the first contact point and the resistor tion are switched.   6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand ein PTC-Widerstand (Widerstand mit positivem Tem­ peraturkoeffizienten) ist.6. Device according to claim 5, characterized in that the resistor is a PTC resistor (resistor with positive tem temperature coefficient). 7. Einrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kontaktstelle, die zweite Kontakt­ stelle oder der Widerstand und die Sicherung in einem einzigen Gehäuse untergebracht sind, welches modulartig austauschbar ist.7. Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the first contact point, the second contact place or the resistance and the fuse in one Housing are housed, which is interchangeable modular.
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