DE1089863B - UEberstromausloeser mit Stromwandler - Google Patents

Description

In der Hauptpatentanmeldung sind Überstromauslöser mit temperaturabhängigen Bauelementen beschrieben und Lösungen gezeigt, die es ermöglichen, solche Überstromauslöser ganz ohne Verwendung mechanisch aufeinander einwirkender Teile zu bauen. Es kommen dabei fast ausschließlich ruhende elektronische Bauteile zum Einsatz, nur das Auftrennen des Zugspulenstromkreises erfolgt beim Eintreten des Störungsfalls zweckmäßigerweise durch ein einfaches Hilfsrelais. Durch den Fortfall der bisher erforderlichen mechanischen bewegten Teile hoher Präzision wird die Fertigung und Jus tage von Überstromauslösern gemäß der Erfindung wesentlich vereinfacht und verbilligt. Im Betrieb sind .solche Auslöser unempfindlich gegen Erschütterungen.

Gemäß der Lehre der Hauptpatentanmeldung werden diese Vorteile dadurch erreicht, daß bei Überstromauslösern für ein oder mehrphasige Magnetschalter und Schütze mit in den zur Überwachung vorgesehenen Stromkreisen eingeschalteten Widerständen mit diesen Widerständen temperaturabhängige Bauelemente wärmemäßig derart gekoppelt sind, daß bei steigendem Strom eine Überheizung dieser temperaturabhängigen Bauelemente erfolgt, wobei die temperaturabhängigen Bauelemente zusammen mit nicht temperaturabhängigen Widerständen vorzugsweise in Form einer Brückenschaltung miteinander verbunden sind, und daß Transistoren an den Brückenausgang geschaltet sind, welche bei Verstimmung der Brücke unmittelbar oder mittelbar eine Abschaltung des oder der zu überwachenden Stromkreise bewirken. Von den Transistoren wird eventuell unter Zwischenschaltung eines weiteren zur Verstärkung dienenden Transistors ein Hilfsrelais ausgesteuert, dessen Kontakt bei Auftreten einer Überlastung den Zugspulenstromkreis unterbricht.

Die Erfindung bezweckt eine weitere vorteilhafte Ausbildung des Gegenstandes der Hauptpatentanmeldung, wobei wiederum gemäß der Lehre der Hauptpatentanmeldung fast ausschließlich ruhende elektronische Bauelemente zum Einsatz kommen und lediglich das Auftrennen des Schützspulenstromkreises im Störungsfall durch ein einfaches Hilfsrelais erfolgt, an welches keine besonderen Anforderungen gestellt werden.

Die erfindungsgemäßen Vorteile werden dadurch erreicht, daß in die zu überwachenden Stromkreise Stromwandler etwa in der Form kleiner Transformatoren gelegt werden, deren Primärwicklung von dem zu überwachenden Strom durchflossen wird. Die in der Sekundärwicklung auftretende Wechselspannung wird gleichgerichtet und einem Widerstand zugeführt, der den einen Zweig einer Brückenschaltung bildet. Die am Brückenausgang auftretende Spannung steuert

überstromauslöser mit Stromwandler

Zusatz zur Patentanmeldung K 36395 VIIIb/21c
(Auslegeschxift 1 085 601)

Anmelder:

Kupfer-Asbest-Co. Gustav Bach,

Heilbronn/Neckar-Sontheim,

Kreuzäckerstr. 6

Richard Heinrich, Heilbronn/Neckar,

und Hermann Sturm, Horkheim. über Heilbronn/Neckar, sind als Erfinder genannt worden

einen oder mehrere hintereinandergeschaltete Transistoren aus, derart, daß z. B. der Transistor vom Sperrzustand in den leitenden Zustand versetzt wird, wo- durch ein Hilfsrelais anzieht und das Schütz durch Unterbrechen des Zugspulenstromkreises zum Abfallen gebracht wird.

Damit im Ansprechbereich solcher Überstromauslöser eine erhöhte Genauigkeit erzielt wird, sind in den Steuerkreis der Transistoren nichtlineare Bauelemente etwa in Form von Zener-Dioden eingeschaltet, welche zunächst den bei normalem Betrieb vorhandenen Anteil der Steuerspannung unterdrücken, jedoch in der Nähe des Auslösestromes die Steuerspannung voll zur Wirkung kommen lassen.

Zur zusätzlichen Überwachung bezüglich kleiner, aber langandauernder Überschreitung des Auslösestrom-Sollwertes sind temperaturempfindliche Bauelemente eingesetzt, welche von Widerständen geheizt werden, die in dem zu überwachenden Stromkreis liegen. Mit zunehmender Erwärmung verändern diese temperaturempfindlichen Bauelemente ihre elektrischen Eigenschaften und bewirken zusätzlich eine Aussteuerung des bereits vorhandenen Steuerkreises.

In diesem Fall ist sowohl ein Schutz gegen plötzliche hohe Überlastungsströme als auch gegen langandauernde kleine Überlastungsströme bei geringem Aufwand an Schaltmitteln gegeben.

Erfindungsgemäß kann die Stromversorgung der Überstromauslöseeinrichtung auf einfache und billige Weise dadurch erfolgen, daß auf der Zugspule des Schützes eine Zweitwicklung angebracht ist, deren Spannung nach Gleichrichtung und Siebung als Speisespannung verwendet wird.

009 609/333

Erfindungsgemäß ist es auch möglich, bei Überstromauslösern mit mehrphasiger Stromüberwachung in vorteilhafter Weise nur ein gemeinsames, mit einem oder mehreren Transistoren sowie eventuell mit einem Hilfsrelais bestücktes Steuerteil einzusetzen.

Ein Ausführungsbeispiel eines Überstromauslösers gemäß der Erfindung ist in der Zeichnung durch Schaltbild dargestellt und nachstehend näher erläutert:

In den zu überwachenden Stromkreis 5-1-2-6 ist die Primärwicklung 21 des Stromwandlers geschaltet. Die Wechselspannung der Sekundärwicklung 22 gelangt über Gleichrichter 24 zum Kondensator 25. In der Zuleitung zum Widerstand 23 liegt eine Zener-Diode 26. Die Zener-Spannung der Zener-Diode 26 wird vorteilhaft so gewählt, daß sie knapp unterhalb des Spannungswertes liegt, der beim Nennstrom des Überstromauslösers am Kondensator 25 vorhanden ist. Widerstand 23 bildet einen Zweig einer Brückenschaltung, welche weiterhin aus den Widerständen 18, 19 und 20 besteht. Der Brückeneingang wird von einer Gleichspannung gespeist, welche im vorliegenden Falle durch Gleichrichtung einer Wechselspannung erzeugt wifd, die der Sekundärwicklung 14 der Zugspule 3 des Schützes entnommen wird. Am Brückenausgang liegt die Basis-Emitter-Strecke eines Transistors 8, dem zur Stromverstärkung ein weiterer Transistor 10 nachgeschaltet ist. Im Kollektorkreis des Transistors 10 ist die Spule 11 eines Hilfsrelais eingeschaltet, dessen Kontakt 12 im Zugspulenstromkreis des Schützes liegt. Der Abgleich der Brücke erfolgt durch Einstellung des Widerstandes 18 so, daß bei Nennstrom die Brückenausgangsspannung nahezu Null oder so ist, daß die Basis des Transistors 8 eine geringe positive Vorspannung gegenüber dem Emitteranschluß erhält. Dadurch ist die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 8 im Sperrzustand, der Basisanschluß des Transistors 10 liegt über Widerstand 9 auf negativem Potential. Dies bedeutet, daß die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 10 leitend ist, wodurch sich das Hilfsrelais 11 in angezogenem Zustand befindet und sein Kontakt 12 geschlossen ist. Bei Überschreiten des Nennstromes im Verbraucherkreis erhöht sich in gleichem Maße die Spannung an der Sekundärwicklung 22 des Stromwandlers. Dadurch erhöht sich auch die an Widerstand 23 anliegende Gleichspannung, wodurch das Potential des Basisanschlusses von Transistor 8 nunmehr negative Werte annimmt. Dies bewirkt, daß die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 8 in den leitenden Zustand versetzt wird, wodurch der Basisanschluß des Transistors 10 auf Emitterpotential gelegt und Transistor 10 in den Sperrzustand versetzt wird. Dadurch fällt Hilfsrelais 11 ab und öffnet seinen Kontakt 12. Kontakt 12 unterbricht den Stromkreis der Schützspule 3, wodurch das Schütz abschaltet und den Verbraucher vom Netz trennt.

Zusätzlich zur Aussteuerung des Transistors 8 durch die von der Sekundärwicklung 22 abgegebene Spannung erfolgt eine weitere Aussteuerung dadurch, daß der Widerstand 20 als temperaturabhängiger Widerstand ausgebildet ist. Da die Heizung des Widerstandes 20 durch einen vom zu überwachenden Strom durchflossenen Widerstand 37 erfolgt, ändert sich der Widerstands wert in Abhängigkeit von diesem Strom. Bei kurzzeitiger Überlastung wirkt sich infolge der Wärmeträgheit diese Aufheizung nicht aus, in diesem Fall erfolgt vielmehr die Aussteuerung des Transistors 8 und damit die Auslösung des Überstromauslösers durch den Stromwandler, dessen ansteigende Sekundärspannung eine unverzögerte Auslösung bewirkt. Bei langandauernden, jedoch kleinen Überlastungsströmen erwärmt sich Widerstand 20 in zunehmendem Maße und verändert damit seinen Widerstands wert. Die aus den Widerständen 18, 19,

ίο 20 und 23 bestehende Brücke wird dadurch aus ihrem abgestimmten Zustand verschoben, so daß sich eine zunehmende negative Spannung an ihrem Ausgang und somit am Basisanschluß des Transistors 8 ergibt. Dies bewirkt, wie bereits geschildert, ein Leitendwerden des Transistors 8 sowie die Sperrung von Transistor 10, was weiterhin den Abfall des Hilfsrelais 11 sowie den Abfall des Schützes zur Folge hat.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Überstromauslöser für ein- oder mehrphasige Magnetschalter und Schütze mit in den zur Überwachung vorgesehenen Stromkreisen eingeschalteten Widerständen, wobei mit diesen Widerständen temperaturabhängige elektrische Bauelemente wärmeniäßig derart gekoppelt sind, daß bei steigendem Strom eine Aufheizung dieser temperaturabhängigen Bauelemente erfolgt, wobei ferner die temperaturabhängigen Bauelemente zusammen mit nicht temperaturabhängigen Widerständen vorzugsweise in Form einer Brückenschaltung miteinander verbunden sind, und weiterhin Transistoren an den Brückenausgang geschaltet sind, welche bei Verstimmung der Brücke unmittelbar oder mittelbar eine Abschaltung des oder der zu überwachenden Stromkreise bewirken und wobei der Speisestrom für die Transistoren über den Brückenwiderstand geführt wird, nach Patentanmeldung K 36395 VIIIb/21c, dadurch gekennzeichnet, daß der zu überwachende Strom weiterhin über die Primärwicklung eines als Stromwandler dienenden Transformators geführt wird, dessen Sekundärspannung auf die Zweige der Brückenanordnung einwirkt.

2. Überstromauslöser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Steuerkreis des von der Sekundärspannung (22) des Stromwandlers ausgesteuerten Transistors (8) nichtlineare Bauelemente (26) geschaltet sind, welche im Auslösebereich ein verstärktes Ansteigen der Steuerspannung bewirken (Fig. 2).

3. Überstromauslöser nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehrphasigen Schützen ein gemeinsames Steuerteil vorhanden ist, welches von jedem der in den einzelnen Leitungszwejgen liegenden Stromwandler unabhängig voneinander ausgesteuert werden kann.

4. Überstromauslöser nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Speisespannung zum Betrieb der Auslöseeinrichtung einer Zusatzwicklung (14) der Schützspule (3) entnommen wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Der Elektromeister, 1956, S. 356 bis 358;
Elektronik, 1956, S. 260;

Elektroanzeiger, 1956, S. 89/90.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen