WO2008128871A1 - Schutzschalter und prüfeinrichtung für einen schutzschalter, insbesondere für einen niederspannungsleistungsschalter - Google Patents

Schutzschalter und prüfeinrichtung für einen schutzschalter, insbesondere für einen niederspannungsleistungsschalter Download PDF

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Michael Gerstner
Frank Jucht
Hermann Sehr
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Definitions

  • the invention relates to a circuit breaker and a test device for a circuit breaker, in particular a low voltage circuit breaker, according to the preambles of claims 1 and 7.
  • Circuit breakers in the form of low-voltage circuit breakers are known; they interrupt the flowing currents if they exceed a predetermined limit.
  • the circuit breakers are connected to current transformers, which are each arranged on the conductors to be monitored.
  • the circuit breaker includes an overcurrent release, which compares the RMS values of the currents detected by the current transformers with the specified limit and triggers the interruption if this limit is exceeded.
  • the circuit breakers are e.g. correspondingly high currents are impressed on the current transformers. If the overcurrent release is functioning correctly, it then triggers the circuit breaker, i. the circuit breaker opens.
  • the disadvantage is that the current transformer respects ⁇ Lich their accuracy in detecting the currents can not be tested themselves.
  • the object of the invention is to propose a circuit breaker and a test device for a circuit breaker, which allow a test of the protective function of the entire circuit breaker.
  • the solution is given based on the test device by the features of claim 1 and with respect to the circuit breaker by the features of claim 7; the Unteransprü ⁇ che correspond to advantageous embodiments.
  • the solution provides that the overcurrent release additionally has an interface at which the rms value of the current detected by the first current converter is output and via which a simulated rms value can be input, which then determines the rms value of the current from the first current transformer Current is replaced and compared in place with the limit, and that the conductor is arranged a second current transformer and connected to the test device, the RMS value of the current detected by the second current transformer with the at the
  • Interface output RMS value of the first Stromwand ⁇ lers compares, and when the two RMS values for testing the tripping function of the overcurrent release a simulated rms value over the interface enters the limit value.
  • Switch flows, so it is via an independent second current transformer, such as a commercial clamp meter, gemes ⁇ Sen, additionally detected in this way and then compared with that of the first current transformer. If both currents are equal, it is ensured that the overcurrent release from the current transformer to the interface works correctly.
  • a simulated current is input through this interface, which triggers the circuit breaker if it exceeds the specified limit. In this way, high currents can be simulated ⁇ who and the switch as a whole can be checked in this way.
  • the effective values are considered equal, and thus recognized as correct if they are within a predetermined To ⁇ leranzbandes.
  • the interface is designed as a digital interface.
  • the result of the comparison of the two RMS values is a "good” / "bad” display.
  • the solution provides with respect to the circuit breaker before that the overcurrent release has a port to which the effective value of the detected from the first current transformer current is outputted respectively and over which a simulated effective value can be entered, then the effective value of the detected from ers ⁇ th current transformer current replaced and compared in place with the limit value, a test device is provided, to which a second arranged on the conductor
  • the circuit breaker 1 is a low-voltage circuit breaker to which the three phases L1, L2, L3 of a three-phase system are connected. To protect subsequent consumers, the circuit breaker 1 is provided with switches 3, which are opened when an overcurrent occurs to interrupt the flow of current through the three Lei ⁇ ter 4.
  • the circuit breaker 1 on an overcurrent release 5 To determine an overcurrent, the circuit breaker 1 on an overcurrent release 5. As the figure further shows, a respective current transformer 6 is arranged on each conductor 4, which surrounds the respective conductor 4. The current transformers 6 wander the current II, 12, 13 flowing through the conductors 4, for example into an electrical voltage, which are transferred to the overcurrent release 5. For this purpose, the current transformers 6 are connected via connections 7 to the overcurrent release 5, which has corresponding inputs 8 for this purpose.
  • the analog voltages supplied by the current transformers 6 are digitized and output after forming the effective value of the respective current flowing II, 12, 13 on a digital interface interface 9 of the overcurrent release 5, ie to the test device 2 pass, which is schematically Darge ⁇ in the figure by means of an arrow 10 is.
  • the sketchf worn 2 is also connected via a connection 11 to a current transformer 12.
  • This current transformer 12 is arranged on the conductor 4 of the phase Ll, ie it comprises this conductor 4. The same applies to the conductors 4 of the two remaining phases L2, L3, whose current transformers 12 are indicated only by dashed lines.
  • the test device 2 calculates the effective value of the current II, 12, 13 detected by the current transformer 12 and compares this effective value with the effective value of the corresponding current transformer 6 transmitted via the interface 9, namely separately for all three phases L1, L2, L3. For equality of RMS values for the three phases L1, L2, L3, i. if they are within a given tolerance band, a simulated RMS value over the
  • This simulated effective value replaces the effective value detected by the respective current transformer 6 and is compared in its place with a predetermined limit value.
  • the overcurrent release 5 triggers the circuit breaker 1, ie the switches 3 of the circuit breaker 1 are opened.
  • the simulated is effectively selected for this purpose in each case greater than the threshold value ⁇ value at ⁇ play, by in each case one is added before ⁇ given value to the detected RMS value.
  • the comparison is made for all three phases L1, L2, L3; for a triggering of the circuit breaker, it is sufficient if ei ⁇ ner of the currents II, 12, 13 exceeds the predetermined limit.
  • test device 2 in the figure is designed as an external test device; just as well, the test device can also be integrated in the circuit breaker 1 itself.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Schutzschalter und eine Prüfeinrichtung für einen Schutzschalter, insbesondere einen Niederspannungsleistungsschalter, der den Strom (I1, I2, I3) bei überschreitung eines Grenzwerts unterbricht, mit einem ersten Stromwandler (6), welcher an einen überstromauslöser (5) angeschlossen ist, der jeweils den Effektivwert des vom ersten Stromwandler (6) erfassten Stroms (I1, I2, I3) mit einem vorgegebenen Grenzwert vergleicht. Um eine Gesamtprüfung der Schutzfunktion des Schutzschalters zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, dass der überstromauslöser (5) eine Schnittstelle (9) aufweist, an welcher der Effektivwert jeweils ausgegeben wird und über welche ein simulierter Effektivwert eingebbar ist, der dann den Effektivwert des ersten Stromwandlers (6) ersetzt und an dessen Stelle mit dem Grenzwert verglichen wird, eine Prüfeinrichtung (2) vorgesehen ist, an die ein zweiter Stromwandler (12) angeschlossen ist, wobei die Prüfeinrichtung (2) den Effektivwert des vom zweiten Stromwandler (12) erfassten Stroms mit dem an der Schnittstelle (9) ausgegebenen vergleicht, und die Prüfeinrichtung (2) bei übereinstimmung der beiden Effektivwerte zur Prüfung der Auslösefunktion einen den Grenzwert überschreitenden simulierten Effektivwert über die Schnittstelle (9) eingibt.

Description

Beschreibung
Schutzschalter und Prüfeinrichtung für einen Schutzschalter, insbesondere für einen Niederspannungsleistungsschalter
Die Erfindung betrifft einen Schutzschalter und eine Prüfeinrichtung für einen Schutzschalter, insbesondere einen Nieder- spannungsleistungsschalter, gemäß den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 7.
Schutzschalter in Form von Niederspannungsleistungsschaltern sind bekannt; sie unterbrechen die fließenden Ströme, wenn diese einen vorgegebenen Grenzwert überschreiten. Zur Stromerfassung sind die Schutzschalter mit Stromwandlern verbun- den, die jeweils an den zu überwachenden Leitern angeordnet sind. Zum Schutzschalter gehört ein Überstromauslöser, der die Effektivwerte der von den Stromwandlern erfassten Ströme jeweils mit dem vorgegebenen Grenzwert vergleicht und bei Feststellung einer Überschreitung dieses Grenzwerts die Un- terbrechung auslöst. Zum Test der Auslösefunktion werden den Schutzschaltern z.B. entsprechend hohe Ströme nach den Stromwandlern eingeprägt. Bei korrekter Funktion des Überstromaus- lösers löst dieser dann den Schutzschalter aus, d.h. der Schutzschalter wird geöffnet.
Nachteilig ist dabei, dass die Stromwandler selbst hinsicht¬ lich ihrer Genauigkeit beim Erfassen der Ströme nicht geprüft werden können.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen Schutzschalter und eine Prüfeinrichtung für einen Schutzschalter vorzuschlagen, die eine Prüfung der Schutzfunktion des gesamten Schutzschalters ermöglichen. Die Lösung ist bezogen auf die Prüfeinrichtung durch die Merkmale des Anspruchs 1 und bezogen auf den Schutzschalter durch die Merkmale des Anspruchs 7 gegeben; die Unteransprü¬ che entsprechen vorteilhaften Ausgestaltungen.
Die Lösung sieht bezogen auf die Prüfeinrichtung vor, dass der Überstromauslöser zusätzlich eine Schnittstelle aufweist, an welcher der Effektivwert des vom ersten Stromwandler er- fassten Stroms jeweils ausgegeben wird und über welche ein simulierter Effektivwert eingebbar ist, der dann den Effektivwert des vom ersten Stromwandler erfassten Stroms ersetzt und an dessen Stelle mit dem Grenzwert verglichen wird, und dass am Leiter ein zweiter Stromwandler angeordnet und an die Prüfeinrichtung angeschlossen ist, die den Effektivwert des vom zweiten Stromwandler erfassten Stroms mit dem an der
Schnittstelle ausgegebenen Effektivwert des ersten Stromwand¬ lers vergleicht, und bei Übereinstimmung der beiden Effektivwerte zur Prüfung der Auslösefunktion des Überstromauslösers einen den Grenzwert überschreitenden simulierten Effektivwert über die Schnittstelle eingibt. Der Strom, der durch den
Schalter fließt, wird also über einen unabhängigen zweiten Stromwandler, z.B. eine handelsübliche Strommesszange, gemes¬ sen, auf diese Weise zusätzlich erfasst und anschließend mit dem des ersten Stromwandlers verglichen. Sind beide Ströme gleich, so ist sichergestellt, dass der Überstromauslöser vom Stromwandler bis zur Schnittstelle korrekt arbeitet. Um den gesamten Schutzschalter zu prüfen, wird über diese Schnittstelle ein simulierter Strom eingegeben, der den Schutzschalter auslöst, wenn dieser über dem vorgegebenen Grenzwert liegt. Auf diese Weise können auch hohe Ströme simuliert wer¬ den und der Schalter als ganzes kann auf diese Weise geprüft werden. Als Hauptvorteil ist es möglich, den Schutzschalter komplett, d.h. angefangen beim Stromwandler bis zur Auslösung bei Überschreitung des Grenzwertes zu testen. Zum Test werden keine hochgenauen und leistungsstarken Stromquellen (mehr) benötigt .
Praktisch gelten die Effektivwerte als gleich und damit als korrekt erfasst, wenn diese innerhalb eines vorgegebenen To¬ leranzbandes liegen.
Bei einer technisch einfachen Ausführung ist die Schnittstelle als digitales Interface ausgebildet.
Eine technisch einfache Lösung sieht vor, dass die beiden Effektivwerte angezeigt werden, insbesondere mittels eines Dis¬ plays .
Im einfachsten Falle erfolgt als Ergebnis des Vergleichs der beiden Effektivwerte eine „Gut"-/„Schlecht"-Anzeige .
Um Strom-Zeit-Kennlinien des Schutzschalters aufnehmen zu können, wird vorgeschlagen, dass zur Simulation eines Über- Stromes unmittelbar hintereinander stetig zunehmende Über- stromeffektivwerte eingegeben werden.
Die Lösung sieht bezogen auf den Schutzschalter vor, dass der Überstromauslöser eine Schnittstelle aufweist, an welcher der Effektivwert des vom ersten Stromwandler erfassten Stroms jeweils ausgegeben wird und über welche ein simulierter Effektivwert eingebbar ist, der dann den Effektivwert des vom ers¬ ten Stromwandler erfassten Stroms ersetzt und an dessen Stelle mit dem Grenzwert verglichen wird, eine Prüfeinrichtung vorgesehen ist, an die ein zweiter am Leiter angeordneter
Stromwandler angeschlossen ist, wobei die Prüfeinrichtung den Effektivwert des vom zweiten Stromwandler erfassten Stroms mit dem an der Schnittstelle ausgegebenen Effektivwert ver¬ gleicht, und die Prüfeinrichtung bei Übereinstimmung der bei- den Effektivwerte zur Prüfung der Auslösefunktion einen den Grenzwert überschreitenden simulierten Effektivwert über die Schnittstelle eingibt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher beschrieben, deren einzige Figur eine schematische Darstel¬ lung eines Schutzschalters 1 mit einer hier externen Prüfeinrichtung 2 zeigt. Beim Schutzschalter 1 handelt es sich um einen Niederspannungsleistungsschalter, an den die drei Pha- sen Ll, L2, L3 eines Drehstromnetzes angeschlossen sind. Zum Schutz von nachfolgenden Verbrauchern ist der Schutzschalter 1 mit Schaltern 3 versehen, die bei auftreten eines Überstroms geöffnet werden, um den Stromfluss durch die drei Lei¬ ter 4 zu unterbrechen.
Zur Feststellung eines Überstromes weist der Schutzschalter 1 einen Überstromauslöser 5 auf. Wie die Figur weiter zeigt, ist dazu an jedem Leiter 4 je ein Stromwandler 6 angeordnet, der den jeweiligen Leiter 4 umgreift. Die Stromwandler 6 wan- dein den durch die Leiter 4 fließenden Strom II, 12, 13 beispielsweise in eine elektrische Spannung um, welche an den Überstromauslöser 5 übergeben werden. Dazu sind die Stromwandler 6 über Verbindungen 7 mit dem Überstromauslöser 5 verbunden, der hierzu über entsprechende Eingänge 8 verfügt. Mittels nicht gezeigten Analog-Digital-Wandlern werden die von den Stromwandlern 6 gelieferten analogen Spannungen digitalisiert und nach Bildung des Effektivwertes des jeweils fließenden Stromes II, 12, 13 an einer als digitales Interface ausgebildeten Schnittstelle 9 des Überstromauslösers 5 jeweils ausgegeben, d.h. an die Prüfeinrichtung 2 übergeben, was in der Figur mittels eines Pfeils 10 schematisch darge¬ stellt ist. Die Prüffeinrichtung 2 ist über eine Verbindung 11 ebenfalls an einen Stromwandler 12 angeschlossen. Dieser Stromwandler 12 ist am Leiter 4 der Phase Ll angeordnet, d.h. er umfasst diesen Leiter 4. Dasselbe gilt für die Leiter 4 der beiden übrigen Phasen L2, L3, deren Stromwandler 12 nur gestrichelt angedeutet sind.
Die Prüfeinrichtung 2 berechnet den Effektivwert des vom Stromwandler 12 erfassten Stroms II, 12, 13 und vergleicht diesen Effektivwert mit dem über die Schnittstelle 9 überge- benen Effektivwert des entsprechenden Stromwandlers 6, und zwar für alle drei Phasen Ll, L2, L3 getrennt voneinander. Bei Gleichheit der Effektivwerte für die drei Phasen Ll, L2, L3, d.h. wenn diese innerhalb eines vorgegebenen Toleranzban- des liegen, wird ein simulierter Effektivwert über die
Schnittstelle 9 an den Überstromauslöser 5 übergeben. Dies ist in der Figur durch einen Pfeil 13 schematisch dargestellt.
Dieser simulierte Effektivwert ersetzt den vom jeweiligen Stromwandler 6 erfassten Effektivwert und wird an dessen Stelle mit einem vorgegebenen Grenzwert verglichen. Bei Überschreitung des Grenzwertes löst der Überstromauslöser 5 jeweils den Schutzschalter 1 aus, d.h. die Schalter 3 des Schutzschalters 1 werden geöffnet. Der simulierte Effektiv¬ wert wird dazu jeweils größer als der Grenzwert gewählt, bei¬ spielsweise indem zum erfassten Effektivwert jeweils ein vor¬ gegebener Wert hinzuaddiert wird.
Der Vergleich erfolgt für alle drei Phasen Ll, L2, L3; für ein Auslösen des Schutzschalters ist es ausreichend, wenn ei¬ ner der Ströme II, 12, 13 den vorgegebenen Grenzwert überschreitet . Alternativ ist es auch möglich, die beiden Effektivwerte nebeneinander mittels eines Displays anzuzeigen und im Bedarfs¬ falle den Schutzschalter händisch auszulösen. Vereinfachend kann auch eine „Gut"-/„Schlecht"-Anzeige eingesetzt werden.
Auch lassen sich auf einfache Art und Weise Strom-Zeit- Kennlinien aufnehmen, indem stetig zunehmende Effektivwerte zur Simulation eines Überstroms an den Schutzschalter 1 übergeben werden.
Die Prüfeinrichtung 2 in der Figur ist als externe Prüfeinrichtung ausgebildet; genauso gut kann die Prüfeinrichtung auch in den Schutzschalter 1 selbst integriert sein.

Claims

Patentansprüche
1. Prüfeinrichtung (2) für einen Schutzschalter (1), insbesondere einen Niederspannungsleistungsschalter, der den durch einen Leiter (4) fließenden Strom (II, 12, 13) bei Überschreitung eines Grenzwerts unterbricht, wobei der Schutz¬ schalter (1) dazu einen am Leiter (4) angeordneten ersten Stromwandler (6) aufweist, welcher an einen Überstromauslöser (5) des Schutzschalters (1) angeschlossen ist, der jeweils den Effektivwert des vom ersten Stromwandler (6) erfassten Stroms (II, 12, 13) mit einem vorgegebenen Grenzwert ver¬ gleicht und die Unterbrechung bei Überschreitung des Grenzwerts auslöst, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Überstromauslöser (5) zusätzlich eine Schnittstelle (9) aufweist, an welcher der Effektivwert des vom ersten Stromwandler (6) erfassten Stroms (II, 12, 13) jeweils ausgegeben wird und über welche ein simulierter Effektivwert eingebbar ist, der dann den Effektivwert des vom ersten Stromwandler (6) erfassten Stroms (II, 12, 13) ersetzt und an dessen Stel¬ le mit dem Grenzwert verglichen wird, und am Leiter (4) ein zweiter Stromwandler (12) angeordnet und an die Prüfeinrichtung (2) angeschlossen ist, die den Effektivwert des vom zweiten Stromwandler (12) erfassten Stroms mit dem an der Schnittstelle (9) ausgegebenen Effektivwert des ersten Stromwandlers (6) vergleicht, und bei Übereinstimmung der beiden Effektivwerte zur Prüfung der Auslösefunktion des Überstromauslösers (5) einen den Grenzwert überschreitenden simulierten Effektivwert über die Schnittstelle (9) eingibt.
2. Prüf einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Effektivwerte als gleich und damit als korrekt erfasst angesehen werden, wenn diese innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbandes liegen.
3. Prüfeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Schnittstelle (9) als digitales Interface ausgebildet ist .
4. Prüfeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die beiden Effektivwerte, insbesondere mittels eines Dis¬ plays, angezeigt werden.
5. Prüfeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass als Ergebnis des Vergleichs der beiden Effektivwerte eine „Gut"-/„Schlecht"-Anzeige erfolgt .
6. Prüfeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zur Simulation eines Überstroms unmittelbar hintereinander stetig zunehmende Effektivwerte übergeben werden, um auf die¬ se Weise Strom-Zeit-Kennlinien des Schutzschalters (1) aufzu- nehmen.
7. Schutzschalter (1), insbesondere Niederspannungsleistungs- schalter, der den durch einen Leiter (4) fließenden Strom (II, 12, 13) bei Überschreitung eines Grenzwerts unterbricht, mit einem dazu am Leiter (4) angeordneten ersten Stromwandler (6), welcher an einen Überstromauslöser (5) angeschlossen ist, der jeweils den Effektivwert des vom ersten Stromwandler (6) erfassten Stroms (II, 12, 13) mit einem vorgegebenen Grenzwert vergleicht und die Unterbrechung bei Überschreitung des Grenzwerts auslöst, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Überstromauslöser (5) eine Schnittstelle (9) aufweist, an welcher der Effektivwert des vom ersten Stromwandler (6) er- fassten Stroms (II, 12, 13) jeweils ausgegeben wird und über welche ein simulierter Effektivwert eingebbar ist, der dann den Effektivwert des vom ersten Stromwandler (6) erfassten Stroms ersetzt und an dessen Stelle mit dem Grenzwert vergli- chen wird, eine Prüfeinrichtung (2) vorgesehen ist, an die ein zweiter am Leiter (4) angeordneter Stromwandler (12) angeschlossen ist, wobei die Prüfeinrichtung (2) den Effektivwert des vom zweiten Stromwandler (12) erfassten Stroms mit dem an der Schnittstelle (9) ausgegebenen Effektivwert vergleicht, und die Prüfeinrichtung (2) bei Übereinstimmung der beiden Effektivwerte zur Prüfung der Auslösefunktion einen den Grenzwert überschreitenden simulierten Effektivwert über die Schnittstelle (9) eingibt.
PCT/EP2008/054106 2007-04-20 2008-04-04 Schutzschalter und prüfeinrichtung für einen schutzschalter, insbesondere für einen niederspannungsleistungsschalter WO2008128871A1 (de)

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DE1588924A1 (de) Pruefeinrichtung fuer elektronische Schutz- und Steuerungsglieder

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