NO333802B1 - Koplingsanordning for en feilstromsbeskyttelsesbryter - Google Patents

Abstract

En koplingsanordning for en feilstrøms- beskyttelsesbryter, omfattende en registreringsanordning (10) for en feilstrøm i et forsyningsnett (12), etter hvilken det fortrinnsvis er innkoplet en behandlingskrets (20) for fellstrømmen, en energilagringskrets (30) som opplades i avhengighet av den registrerte feilstrøm, en terskelverdibryter (40) som overvåker energilagringskretsens (30) ladningstilstand, og et koplingselement (50) for generering av en utløsningsspenningspuls for et utløsningselement (60) for en skillebryter til minst en forbruker som mates fira forsyningsnettet (12), idet terskelverdibryteren (40) ved oppnåelse av en forutbestemt ladningstilstand (bør-ladetilstand) for energilagringskretsen (30) forårsaker at koplingselementet (50) genererer en utløsningsspenningspuls for utløsningselementet (60), idet det er anordnet en andre terskelverdibryter (40) som sperrer koplingselementet (50) frem til oppnåelsen av en ytterligere forutbestemt ladningstilstand (minste-ladetilstand) for energilagringskretsen (30).

Description

Oppfinnelsen angår en koplingsanordning for en feilstrømsbeskyttelsesbryter omfattende en registreringsanordning for en feilstrøm i et forsyningsnett, etter hvilken det fortrinnsvis er innkoplet en behandlingskrets for feilstrømmen, en energilagringskrets som opplades i avhengighet av den registrerte feilstrøm, en terskelverdibryter som overvåker energilagringskretsens ladningstilstand, og et koplingselement for generering av en utløsningsspenningspuls for et utløsningselement for en skillebryter til minst én forbruker som mates fra forsyningsnettet, idet terskelverdibryteren ved oppnåelse av en forutbestemt ladningstilstand (bør-ladetilstand) for energilagringskretsen forårsaker at koplingselementet genererer en utløsningsspenningspuls for utløsningselementet.

Feilstrømsbeskyttelsesbrytere hhv. feilstrømsovervåkningsbrytere av den nevnte type er eksempelvis kjent fra DE 41 12 169 Al og DE 44 29 007. Ved disse koplingsanordninger er vanligvis den første terskelverdibryter dannet ved hjelp av en Z-diode, og koplingselementet ved hjelp av en elektronisk bryter, eksempelvis en tyristor.

På grunn av den tiltakende belastning av elektriske forsyningsnett med forskjellige støypåvirkninger, eksempelvis på grunn av avledningsstrømmer fra lampe-forkoplingsanordninger, fra koplingsnettdeler, også fra frekvensomformere for motordrivanordninger eller tordenværpåvirkning, oppstår det problem ved anvendelse av feilstrømsbeskyttelsesbrytere at ofte allerede små støypåvirkninger kan føre til utilsiktet utløsning av feilstrømsbeskyttelsesbryteren.

Særlig ved koplingselementer som er utformet som tyristorer, inntreffer det i denne forbindelse ofte utilsiktet utløsning av feilstrømsbeskyttelsesbryteren på grunn av overhodetenning av koplingselementet. Det er også mulig at energilagringskretsen etter den utilsiktede, forhastede tenning av koplingselementet utlader seg over utløsningselementet, uten at dette fullfører fraskillelsen fra nettet. Dette kan føre til ikke-utløsning av feilstrømsbeskyttelsesbryteren. Denne problematikk er ikke omtalt i de ovenfor nevnte dokumenter.

Formålet med oppfinnelsen er å tilveiebringe en koplingsanordning for feilstrømsbeskyttelsesbrytere av den innledningsvis angitte type, som fjerner de beskrevne ulemper og som gjør det mulig å undertrykke en feilutløsning hhv. en ikke-utløsning av feilstrømsbeskyttelsesbryteren på best mulig måte, henholdsvis generelt å oppnå en økning av forstyrrelsesfastheten.

Ifølge oppfinnelsen oppnås dette ved at det er anordnet en andre terskelverdibryter som sperrer koplingselementet frem til oppnåelsen av en ytterligere forutbestemt ladningstilstand eller minste ladningstilstand for energilagringskretsen.

Forstyrrelsespåvirkninger under den terskel som er gitt ved hjelp av den ytterligere forutbestemte ladningstilstand, kan således ikke lenger føre til utløsning av koplingselementet. På denne måte kan feiltenningen av feilstrømsbeskyttelsesbryteren hindres på sikker måte.

For å hindre ikke-utløsningen av feilstrømsbeskyttelsesbryteren, kan det ved en ytterligere utførelse av oppfinnelsen være sørget for at den ytterligere forutbestemte ladningstilstand (minsteladetilstand) for energilagringskretsen ligger over den ladningstilstand som er nødvendig for funksjoneringen av utløsningselementet.

Ifølge en ytterligere variant av oppfinnelsen kan det være sørget for at den andre terskelverdibryter er dannet av en selvledende N-kanals sperresjikt-felteffekttransistor (J4) av utarmingstype. Dermed oppnår man en særlig enkel og funksjonspålitelig koplingsanordning.

Ifølge en ytterligere variant av oppfinnelsen kan det være sørget for at felteffekttransistoren (J4) sammen med de andre halvlederbyggeelementer er integrert på en brikke. Dette muliggjør integrasjon til spesielt små og plassbesparende koplinger.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere under henvisning til de vedlagte tegninger der det er beskrevet særlig foretrukne utførelseseksempler, og der

fig. 1 viser et blokkskjema av en kjent feilstrømsbeskyttelsesbryter,

fig. 2 viser et forenklet blokkskjema av en feilstrømsbeskyttelsesbryter ifølge oppfinnelsen med en andre terskelverdibryter 40',

fig. 3 viser koplingsanordningen for en utførelsesform av en feilstrømsbeskyttelsesbryter ifølge oppfinnelsen, og

fig. 4 viser en forenklet, ytterligere koplingsanordning for en utførelsesform av en feilstrømsbeskyttelsesbryter ifølge oppfinnelsen.

Feilstrømsbeskyttelsesbrytere, kort benevnt som FI-brytere, omfatter beskyttelses-, overvåknings- og meldebrytere. I alminnelighet overvåker FI-brytere elektriske installasjoner og frakopler forbindelsen til nettet før en feilstrøm som trer ut av nettet og flyter mot jord, kan bli farlig for mennesker. For dette formål er FI-brytere slik utformet at feilstrømmer over en bestemt størrelse fører til fråkopling hhv. oppsplitting av forsyningsnettet. Den nominelle feilstrøm 1^, dvs. den maksimalt tolererbare feilstrøm, beløper seg vanligvis til ca. 30 mA, hvorved FI-bryteren først frakopler etter en toleransetid på ca. 10 ms. Disse verdier fremkommer ut fra de for mennesker farlige strømstyrker og frekvenser som eksempelvis kan føre til hjerteflimmer.

Fig. 1 viser den modulære oppbygning av en kjent FI-bryter i form av et blokkskjema.

I en feilfri installasjon, dvs. uten en feilstrøm som er avledet til jord, flyter driftsstrømmen fra nettet til forbrukeren og derfra tilbake til nettet igjen. Dersom en feilstrøm som følge av en defekt avledes til jord, er den strøm som flyter mot forbrukeren, denne andel større enn den tilbakeflytende strøm. Denne feilstrøm kan, når den flyter til jord via et menneske, være farlig for dette og eventuelt føre til vesentlige skader. Differansen mellom den fremflytende og den tilbakeflytende strøm, som svarer til den avledede feilstrøm, identifiseres ved hjelp av registreringsanordningen 10.

Denne består av en summeringstransformator som omfatter en magnetkjerne, eksempelvis en ringkjerne. De enkelte ledere, som danner summeringstransformatorens primærviklinger, kan være ført i en eller flere vindinger rundt summeringstransformatorens ring, eller, ved tilsvarende styrke av den forventede strøm, ganske enkelt forløpe gjennom summeringstransformatorens ring. Differansestrømmen i lederne som danner primærviklingene, frembringer i den likeledes om ringkjernen viklede sekundærvikling i summeringstransformatoren et magnetfelt som induserer en spenning i sekundærviklingen.

Registreringsanordningen 10 hhv. summeringstransformatoren registrerer således den opptredende differansestrøm hhv. feilstrøm og omformer denne til en spenning som skal bearbeides videre.

Den på utgangen av registreringsanordningen 10 liggende spenning tilføres i alminnelighet til en behandlingskrets 20. Dette er fordelaktig for på sikker måte å kunne registrere forskjellige typer av feilstrøm, eksempelvis pulserende likefeilstrømmer og vekselfeilstrømmer og feilstrømmer med likestrømskomponenter gjennom FI-bryteren. Behandlingskretsen 20 er derfor i det enkelte tilfelle forskjellig utformet og tilpasset til den spesielle anvendelse av FI-bryteren.

Ved behandlingskretsen 20 dreier det seg fortrinnsvis om en enkel likeretterkopling som likeretter vekselfeilstrømmen.

Den strøm som frembringes på grunn av spenningsdifferansen som ligger på registreringsanordningen 10 hhv. behandlingskretsen 20, videreledes til en energilagringskrets 30. Ved opptreden av en feilstrøm opplades energilagringskretsen 30. Ladningstilstanden er derved avhengig av styrken og av varigheten av feilstrømmen. Slike energilagirngskretser 30 anvendes særlig ved forsinkede FI-brytere.

Enkelte feilstrømmer, hvis varighet imidlertid ligger under toleransetiden, fører fortrinnsvis ikke til kumulert, langsom opplading av energilagringskretsen 30. Derved er det sikret at bare en feilstrøm som er større enn den nominelle feilstrøm og varer lenger enn toleransetiden, fører til opplading av energilagringskretsen 30 og i videre rekkefølge til utløsning av FI-bryteren.

Energilagringskretsen 30 kan eksempelvis dannes av en kondensator eller ved hjelp av et RC-ledd som utlader seg selvstendig.

Energilagringskretsens 30 lagringstilstand overvåkes ved hjelp av en terskelverdibryter 40. Ved oppnåelse av en bestemt ladningstilstand for energilagringskretsen 30, som i det følgende er betegnet med bør-ladetilstand, gir denne terskelverdibryter 40 en styrepuls til det etter-anordnede koplingselement 50, hvilket i den videre rekkefølge fører til fråkopling av FI-bryteren.

For denne såkalte normalutløsning av FI-bryteren er det for den på energilagringskretsen 30 anliggende spenning forutbestemt en bør-ladetilstand som er avstemt til den nominelle feilstrøm IAn og til toleransetiden.

Terskelverdibryteren 40 er fortrinnsvis dannet av en zenerdiode som oppviser en meget nøyaktig definert gjennombruddsspenning.

Den av terskelverdibryteren 40 avgitte styrepuls tjener til styring av koplingselementet 50.

Dette fungerer som lastbryter og frembringer en utløsnings-spenningspuls for utløsningselementet 60. I tilfelle av en nettspenningsuavhengig FI-bryter benytter koplingselementet 50 eksempelvis den i energilagringskretsen 30 lagrede energi for generering av utløsningsspenningspulsen.

Koplingselementet 50 dannes i alminnelighet av en elektronisk bryter. Denne elektroniske bryter er fortrinnsvis et selvforsterkende koplingselement, for eksempel en tyristor. Ved siden av tyristorer kan imidlertid også andre byggeelementer, så som transistorer eller elektroniske releer, komme til anvendelse.

Tyristorer tenner selvstendig ved en typisk tennspenning. For normalutløsningen av FI-bryteren benyttes imidlertid ikke tyristorens selvtenning, men det fra den første terskelverdibryter 40 utgående styresignal som fører til gjennomtenning av koplingselementet 50.

Den av koplingselementet 50 genererte utløsnings-spenningspuls ledes til et utløsningselement 60 som fraskiller forbrukeren fra nettet.

Utløsningselementet 60 kan være utformet som permanentmagnetutløser (PMA). Derved beveges et anker via en spole, idet ankeret via en holdesperre og et kontaktapparat fullfører fraskillelsen av forbrukeren fra forsyningsnettet 12.

I tilfellet med normalutløsning fremkommer således følgende bilde. En feilstrøm som i det minste oppviser styrken til den nominelle feilstrøm og flyter over en større varighet enn toleransetiden, bevirker oppladningen av energilagringskretsen 30 opp til bør-ladetilstanden. Ved oppnåelse av bør-ladetilstanden påvirker terskelverdibryteren 40 koplingselementet 50 med en styrepuls som bringer dette til tenning hhv. til gjennomkopling. Den derved genererte utløsningsspenningspuls videreledes til utløsnings-elementet 60 som fraskiller forbrukeren fra nettet.

Koplingsanordningen ifølge oppfinnelsen kan anvendes både for nettspenningsuavhengige og for nettspenningsavhengige FI-brytere. Ved nettspenningsuavhengige FI-brytere må imidlertid den i energilagirngskretsen 30 lagrede energi være tilstrekkelig til å muliggjøre sikker fraskillelse fra nettet ved hjelp av utløsningselementet 60. Energilageret 30 og terskelverdibryteren 40 må således avstemmes både til den nominelle feilstrøm og til utløsningselementet 60.

Den på fig. 1 skisserte anordning oppviser den ulempe at visse uunngåelige spenningsspisser under tennspenningen fra forsyningsnettet riktignok ikke fører til opplading av energilagringskretsen 30 til bør-ladetilstanden, men imidlertid kan føre til tenning av koplingselementet 50 hhv. tyristoren (såkalt overhodetenning). Forstyrrelsene kan komme fra nettet, fra den egne, dvs. den ved en normalutløsning induserte feilstrøm, eller fra den andre side, fra utløsningselementet 60 hhv. fra PMA-elementet.

Den ikke tilsiktede tenning av koplingselementet 50 fører i alminnelighet til fraskillelse av forbrukeren fra nettet ved hjelp av utløsningselementet 60. Denne feilutløsning av FI-bryteren er ikke tilsiktet.

Det er også mulig at koplingselementet 50 genererer en utløsnings-spenningspuls, hvor denne imidlertid ikke er tilstrekkelig til å fullføre fraskillelsen fra nettet ved hjelp av utløsningselementet 60. Dette er mulig særlig ved nettspenningsuavhengige FI-brytere. FI-bryteren løser således ikke ut. Samtidig hindres imidlertid en ytterligere opplading av energilagringskretsen 30, da det på grunn av åpningen av koplingselementet 50 flyter en konstant strøm fra energilagringskretsen 30 via utløsningselementet 60. Det er således mulig at FI-bryteren som en ytterligere konsekvens heller ikke utløser ved en feilstrøm over den nominelle feilstrøm. Denne ikke-utløsning kan føre til fare for mennesker.

Kjernen i oppfinnelsen består i å sørge for foranstaltninger som hindrer at støypåvirkninger under en forutbestemt terskel kan føre til utløsning av koplingselementet 50. Dette oppnås ved å anordne en andre terskelverdibryter 40'.

Fig. 2 viser den modulære oppbygning av en kjent FI-bryter i form av et blokkskjema som tydeliggjør forskjellen i forhold til kjente FI-brytere.

Ifølge oppfinnelsen er det i den på fig. 2 viste utførelsesform foran koplingselementet 50 innkoplet en andre terskelverdibryter 40'. Den andre terskelverdibryter 40' blokkerer hhv. sperrer koplingselementet 50 og frigir dette først etter oppnåelse av en bestemt, i det følgende med minste-ladetilstand betegnet ladningstilstand av energilagringskretsen 30.

For dette formål må koplingselementet 50 oppvise en andre styreinngang over hvilken koplingselementet 50 kan styres på en slik måte at en gjennomkopling hindres. Denne kan eksempelvis være den andre styreinngang til en tyristortetrode.

Med koplingsanordningen ifølge oppfinnelsen er det mulig å legge terskelen hhv. minste-ladetilstanden slik at flertallet av forekommende feilutløsninger undertrykkes. Dermed oppnås en forbedret støyfasthet. For å oppnå en maksimal støyfastighet, kan minste-ladetilstanden dimensjoneres alt etter anvendelsen av FI-bryteren.

Minste-ladetilstanden får derved selvsagt ikke velges høyere enn bør-ladetilstanden, da normalutløsningen ellers ville bli hindret.

Som terskel hhv. bør-ladetilstand kan man eksempelvis velge halvparten av den bør-ladetilstand som svarer til en feilstrøm på høyde med den nominelle feilstrøm. Med denne forinnstilling kan mer enn halvparten av typiske feil eller støypåvirkninger på FI-bryteren i forsyningsnett undertrykkes.

Minste-ladetilstanden må fortrinnsvis velges slik at den i energilagringskretsen 30 lagrede energi ved forekomst av nettopp denne minste-ladetilstand på energilagringskretsens 30 utgang er tilstrekkelig til å muliggjøre fraskillelsen fira nettet for utløsningselementet 60. Derved kan det ovenfor beskrevne tilfelle med ikke-utløsning unngås på sikker måte.

Fig. 3 viser elementene i koplingsanordningen i en FI-bryter ifølge oppfinnelsen. Modulene 10, 20, 30, 40, 50 og 60 i koplingsanordningen svarer til en kjent, forsinket FI-bryter.

En summerings- eller sumtransformator i forsyningsnettet 12 er betegnet med Txl. Sumtransformatoren Txl danner registreringsanordningen 10 i oppfinnelsens betydning. Feilstrømmen registreres over sumtransformatoren Txl, men imidlertid når også andre støypåvirkninger frem til koplingsanordningen.

Behandlingskretsen 20 er anordnet etter sumtransformatorens sekundærvikling. Behandlingskretsen 20 omfatter for det første en motstand RI som tjener til dempning av ringbåndkjerner med for høy sekundærspenning.

Kondensatoren Cl tjener til tilpasning til sekundærinduktiviteten. Dermed er det mulig å oppnå en resonansavstemning av behandlingskretsen 20 til 50 Hz hhv. til nettfrekvensen.

Behandlingskretsen 20 omfatter videre en likeretting med spenningsfordobling. Likeretterbrokoplingen med Delonkopling dannes av diodene Dl og D2 og kondensatorene C2 og C3.

Etter likeretterbrokoplingen er en Z-diode D3 anordnet som spenningsreferanse-element. Med denne Z-diode D3 begrenses spenningen til behandlingskretsen 20. Dette hindrer en altfor rask oppladning av den etter-innkoplede lagringskondensator C4 ved høyere feilstrømmer (fra 5xIAn).

Etter behandlingskretsen 20 er det anordnet en energilagringskrets 30.1 den viste utførelse omfatter denne en konstantstrømkilde som er dannet av sperresjiktet FET Jl og motstanden R2. Motstanden R2 tjener til innstilling av den ønskede konstantstrøm. FET-elementet drives i avsnøringsområdet. Konstantstrømkilden lar det flyte en strøm som bare i liten grad avhenger av den påtrykte spenning. Derved opplades lagringskondensatoren bare litt etter litt, og man oppnår en tidsforsinkelse i utløsningsoppførselen. Anordningen av en konstantstrømkilde er imidlertid ikke tvingende nødvendig.

Kjernen i energilagringskretsen 30 består av lagringskondensatoren C4 som opplades ved opptreden av en feilstrøm.

Lagringskondensatoren C4 utlades tilsiktet over motstanden R3. Derved fører korte feilstrømmer, hvis varighet ligger under FI-bryterens toleransetid, ikke til kontinuerlig opplading av energilagringskretsen 30.

Den første terskelverdibryter 40, som på kjent måte overvåker spenningen på utgangen av energilagringskretsen 30, er dannet av en i sperreretningen koplet Z-diode D4. Dersom den på Z-dioden D4 påtrykte spenning oppnår dennes gjennombruddsspenning, forbindes den første styreinngang GK til koplingselementet 50 via Z-dioden D4 med utgangen av energilagringskretsen 30.

Den med Z-dioden D4 seriekoplede motstand R8 tjener til innstilling av den på Z-dioden D4 anliggende spenning, og således til innstilling av bør-ladetilstanden.

Fra den ved hjelp Z-diodens D4 gjennombruddsspenning og motstanden R8 innstillbare bør-ladetilstand til energilagringskretsen 30 forbindes punktene P3 og P4 via motstanden R5. Ved hjelp av terskelverdibryteren 40 frembringes således en styrepuls på den første styreinngang GK til koplingselementet 50.

Koplingselementet 50 hhv. den elektroniske bryter dannes i den viste utførelsesform ved hjelp av en tyristor-erstatningskopling med en anodetilkopling A og en katodetilkopling K, så vel som en tilkopling GA på anodesiden og en grindtilkopling GK på katodesiden. Tyristor-erstatningskoplingen inneholder en pnp-transistor Ql og en npn-transistor Q2 hvis kollektorer og basiser er forbundet med hverandre, så vel som en motstand R6.

Anodetilkoplingen A hhv. pnp-transistorens Ql emitter ligger her på potensialet på energilagringskretsens 30 utgang. Katodetilkoplingen K er forbundet med utløsningselementet 60.

Tyristor-erstatningskoplingen tjener som elektronisk bryter. Ved normal drift av nettet, dvs. ved uteblivelse av en feilstrøm, er tyristoren sperret, dvs. det kan ikke flyte noen strøm mellom anodetilkoplingen A og katodetilkoplingen K og videre over utløsningselementet 60.

Ved oppnåelse av bør-ladetilstanden påvirkes grindtilkoplingen GK på katodesiden via den gjennomtennende Z-diode D4 med en styrepuls som fører til gjennomtenning av tyristor-erstatningskoplingen.

Grindtilkoplingen GK på katodesiden fastlegger emitter-basis-spenningen til npn-transistoren Q2 via motstanden R5. En positiv spenning på grindtilkoplingen GK på katodesiden fører således til styring av npn-transistoren Q2. Dette bevirker at transistorene Ql og Q2 påstyrer hverandre gjensidig og gjennomstyres fullstendig på grunn av den gjensidige påvirkning innenfor et meget kort tidsintervall.

Tyristor-erstatningskoplingen forblir ledende også etter styrepulsen.

Koplingselementet 50 kan i stedet for av to bipolare transistorer selvsagt også bestå av en tyristortetrode med en anodeside- og en katodeside-grind, hvilke er utført som et eget byggeelement. Dette kan tilkoples eller frakoples via styretilkoplingene.

Kondensatoren C7 er et byggeelement som ikke er ubetinget nødvendig for koplingselementet 50. Den danner imidlertid en ekstra beskyttelseskapasitet mot feilutløsninger, på grunn av at forstyrrelser som utgår fira utløsningselementet 60 hhv. fra PMA-elementet, dempes. Særlig ved en minste-ladetilstand som ligger betraktelig under bør-ladetilstanden, er anordningen av kondensatoren C7 fordelaktig. Den andre terskelverdibryter 40' sperrer riktignok koplingselementet 50 inntil oppnåelsen av minste-ladetilstanden for energilagringskretsen 30, slik at det ikke består noen fare for ikke-utløsning av FI-bryteren på grunn av feiltenning av koplingselementet 50. Det kan imidlertid fremdeles opptre feilutløsninger av FI-bryteren ved verdier over minste-ladetilstanden og under bør-ladetilstanden. Disse feilutløsninger undertrykkes i vidtgående grad ved hjelp av kondensatoren Cl.

Ifølge oppfinnelsen er koplingselementets 50 andre styretilkopling GA forbundet med en andre terskelverdibryter 40'. Den andre terskelverdibryter 40' er i den på fig. 3 viste kopling dannet av en felteffekttransistor J4 med grindtilkopling G, drentilkopling D og kildetilkopling S.

Som felteffekttransistor J4 benyttes en selvledende n-kanals sperresjikt-Fet (n-JFet). Denne er ledende uten påtrykning av en styrespenning UGs- Forbindelsen mellom drentilkoplingen D og kildetilkoplingen S blir høyohmig ved påtrykning av en negativ styrespenning UGssom er større enn den produsentavhengige terskelspenning (Uth). En typisk verdi av terskelspenningen ligger på 5 volt.

I den foreliggende kopling er felteffekttransistorens J4 drentilkopling D lagt på pnp-transistorens Ql basis. Felteffekttransistorens J4 grindtilkopling G er forbundet med nullpotensialet 0 og kildetilkoplingen S med utgangen av energilagringskretsen 30. Den på utgangen av energilagringskretsen 30 liggende spenning tjener således som styrespenning UGs-

I denne anordning er felteffekttransistoren J4 ledende inntil oppnåelsen av terskelspenningen Uthpå utgangen av energilagringskretsen 30. Derved er felteffekttransistorens J4 kilde S og dren D og således pnp-transistorens Ql basis og emitter kortsluttet. Således er pnp-transistoren Ql blokkert og dermed også hele tyristor-erstatningskoplingen. En feiltenning av koplingselementet 50 er således hindret på pålitelig måte.

Når energilagringskretsens 30 ladningstilstand og således potensialet på kildetilkoplingen stiger - hvilket er tilfelle ved opptreden av en feilstrøm som skal frakoples -, oppnår man en styring av felteffekttransistoren J4 med negativ grindspenning i forhold til kilden. Ved oppnåelse av terskelspenningen blir felteffekttransistoren J4 høyohmig. Derved er pnp-transistorens Ql basis og emitter ikke lenger kortsluttet, og transistorene Ql, Q2 er frigitt for gjennomkopling av utløsnings-spenningspulsen på utløsningselementet 60.

Med de angitte verdier fører altså i koplingsanordningen innmatede spenningspulser, som på felteffekttransistorens J4 grindtilkopling G forblir under terskelspenningen Uth, ikke til tenning av tyristoren hhv. koplingselementet 50. Ved endring av de halvlederfysikalske størrelser for felteffekttransistoren J4 kan denne verdi varieres innenfor bestemte grenser, slik at støyspenningsterskelen i relasjon til den nominelle feilstrøm er nesten vilkårlig innstillbar med koplingsanordningen.

I stedet for den selvledende n-kanals sperresjikt-Fet (n-JFet) J4 er også andre transistorer mulige, så som eksempelvis en p-kanals sperresjikt-Fet (p-JFet), og selvledende n- eller p-Mosfet-transistorer. Disse må imidlertid styres eller innkoples med annen polaritet. Fordelen ved disse byggeelementer er at Mosfet- og sperresjikt-Fet-transistorer prinsipielt er symmetriske, dvs. dren og kilde kan ombyttes.

For fremstilling av koplingsanordninger som er så små som mulig, er felteffekttransistoren sammen med de andre halvlederbyggeelementer fortrinnsvis integrert på en brikke.

Som alternativer til felteffekttransistoren J4 kan det selvsagt også - på fig. 4 fremstilt ved blokken 42' - benyttes en bipolar transistor, en tyristor, en spenningsstyrt motstand eller et relé, hvilke kan styres fra en spenningsdeler, differanseforsterker eller komparator, symbolisert ved blokken 41'.

Det er her vesentlig at den på energilagringskretsen 30 anliggende spenning overvåkes ved hjelp av den andre terskelverdibryter 40' og frigis ved oppnåelse av koplingselementets 50 minste-ladetilstand.

Claims (4)

1. Koplingsanordning for en feilstrømsbeskyttelsesbryter, omfattende - en registreringsanordning (10) for en feilstrøm i et forsyningsnett (12), etter hvilken det fortrinnsvis er innkoplet en behandlingskrets (20) for feilstrømmen, - en energilagringskrets (30) som opplades i avhengighet av den registrerte feilstrøm, - en terskelverdibryter (40) som overvåker energilagringskretsens (30) ladningstilstand, og - et koplingselement (50) for generering av en utløsningsspenningspuls for et utløsningselement (60) for en skillebryter til minst én forbruker som mates fra forsyningsnettet (12), idet terskelverdibryteren (40) ved oppnåelse av en forutbestemt ladningstilstand for energilagringskretsen (30) forårsaker at koplingselementet (50) genererer en utløsningsspenningspuls for utløsningselementet (60), og hvor det er anbrakt en andre terskelverdibryter (40'),karakterisert vedat den andre terskelverdibryteren (40') sperrer koplingselementet (50) frem til oppnåelsen av en ytterligere forutbestemt ladningstilstand eller minste ladningstilstand for energilagringskretsen (30).

2. Koplingsanordning ifølge krav 1,karakterisert vedat den ytterligere forutbestemte ladningstilstand eller minste ladningstilstand for energilagringskretsen (30) ligger over den for funksjonering av utløsningselementet (60) nødvendige ladningstilstand.

3. Koplingsanordning ifølge krav 1 og 2,karakterisert vedat den andre terskelverdibryter (40') er dannet av en selvledende N-kanals sjikt-felteffekttransistor (J4) av utarmingstype.

4. Koplingsanordning ifølge krav 1, 2 og 3,karakterisert vedat felteffekttransistoren (J4) sammen med de andre halvlederbyggeelementer er integrert på en brikke.