Uberstroraauslöseeinrichtung für Wechselstromkreise Beim Einschalten
von' Wechselstromkreisen mit Selbstinduktion entstehen je nach dem Schaltaugenblick
einseitige Stromkurven mit einem Gleichstromglied, das in Abhängigkeit von der Zeitkonstante#des
Stromkreises in längerer oder kürzerer Zeit abkliegt. Der höchste Scheitelwert des
Einschaltstromes kann etwa das 2,8fache des Effektivwertes des Dauerstromes betragen,
sofern keine Sättigungserscheinungen auftreten. Schaltet man dagegen Spulen ein,
die Eisenkerne umschließen, z.B. Transformatoren oder Motoren, so können weit höhere
Stromspitzen entstehen, weil die Spulen ihre strombegrenzende Wirkung bei Erreichen
der Sättigung fast ganz verlieren. Bei Verwendung von Selbstschaltern mit Überstromauslösern
besteht die Schwierigkeit, daß diese Einschaltstromstöfle den Schalter nicht zum
Auslösen bringen sollen, wogegen Überströme, deren Scheitelwerte niedriger sind
als die der Einschaltstromstöße, eine unverzögerte Abschaltung bewirken sollen.Overcurrent tripping device for alternating current circuits When switching on alternating current circuits with self-induction, one-sided current curves arise with a direct current element depending on the switching moment, which deviates in a longer or shorter time depending on the time constant # of the circuit. The highest peak value of the inrush current can be around 2.8 times the rms value of the continuous current, provided that no signs of saturation occur. On the other hand, if you switch on coils that enclose iron cores, for example transformers or motors, much higher current peaks can arise because the coils almost completely lose their current-limiting effect when they reach saturation. When using automatic switches with overcurrent releases, there is the problem that these inrush currents should not cause the switch to trip, whereas overcurrents whose peak values are lower than those of the inrush current surges should cause an instantaneous shutdown.
Es ist bekannt, den Einfluß des Gleichstromgliedes auf die Überstromauslösung
dadurch zu verhindern, daß durch das Gleichstrornglied ein Sperrelais betätigt wird,
welches den Überstrornauslöser mechanisch verriegelt und diese Verriegelung erst
freigibt, wenn das Gleichstromglied abgeklungen ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe
zugrunde, eine solche mechanische Sperre zu vermeiden und die zugrunde liegende
Aufgabe auf rein elektrischem Wege zu lösen. Erfindungsgemäß sind zu diesem Zwecke
für den zu kontrollierenden Strompfad zwei Auslöser bzw. Relais verwendet, von denen
der bzw. das eine nur die positiven und der bzw. das andere nur die negativen Stromwerte
kontrolliert und die nur dann eine Auslösung bewirken, wenn beide dieeingestellten
Stromwerte überschreiten. Dies kann in der Weise verwirklicht sein, daß in den zu
kontrollierenden Stromkreis, gegebenenfalls unter Verwendung eines Stromwandlers,
eine Stromweiche eingebaut ist, die vermittels Gleichrichtern die positiven und
negativen Stromhalbwellen trennt und in beiden Stromwegen Auslöser bzw. Relais aufweist.
Bei Verwendung zweier Relais können deren Kontakte in der Weise geschaltet sein,
daß sie im Falle der Arbeitsstromauslösung als Schließkontakte in Reihe oder im
Falle der Ruhestromauslösung als Öffnungskontakte parallel liegen, Die Erfindung
weist also einen neuen Weg, um das Ansprechen der überstromauslöser durch ein vorübergehendes
hohes Gleichstromglied unter Vermeidung der bekannten diffizilen mechanischen Mittel
zum Sperren der Überstromauslöser zu verhindern.It is known the influence of the direct current element on the overcurrent release
to prevent a blocking relay from being actuated by the direct current element,
which mechanically locks the overcurrent release and this lock only
releases when the DC link has decayed. The invention has the task
underlying to avoid such a mechanical lock and the underlying
To solve the task in a purely electrical way. According to the invention are for this purpose
two releases or relays are used for the current path to be controlled, of which
the one only the positive and the other only the negative current values
controlled and which only cause a trip if both the set
Exceed current values. This can be realized in such a way that in the to
controlling circuit, if necessary using a current transformer,
a current switch is built in, which by means of rectifiers the positive and
Negative current half-waves separates and has triggers or relays in both current paths.
When using two relays, their contacts can be switched in such a way that
that they in the case of the shunt trip as normally open contacts in series or in
Case of the quiescent current release as opening contacts are parallel, the invention
thus shows a new way of preventing the overcurrent release from responding by a temporary
high DC link while avoiding the known difficult mechanical means
to block the overcurrent release.
In der Abb. 1 ist ein Ausführungsbeispiel für eine solche Anordnung
dargestellt. Der zu kontrollierende Wechselstromkreis teilt sich in zwei Teile,
die positiven Halbwellen gehen über den Gleichrichter 1 durch die AuslÖsesPule
2, während die negativen Halbwellen über den Gleichrichter 3 und über die
Auslösespule 4 geleitet werden. Die Auslösung des hier nicht dargestellten Schalters
erfolgt nur, wenn beide Auslöser bzw. Relais 2 und 4 ansprechen.In Fig. 1 an embodiment of such an arrangement is shown. The alternating current circuit to be controlled is divided into two parts, the positive half-waves go via the rectifier 1 through the release coil 2, while the negative half-waves are passed via the rectifier 3 and the release coil 4. The switch (not shown here) is only triggered when both triggers or relays 2 and 4 respond.
An Hand der Abb. 2, deren Kurven 5 und 6 den Verlauf
d8s Einschaltstromes eines unbelastetenTransformators darstellen, ist die Wirkungsweise
erläutert. Der Kurvenzug 5 zeigt den Verlauf des Einschaltstromes während
der ersten drei Perioden, wenn gerade beim Nulldurchgang der Spannung zu positiven
Werten eingeschaltet wird. Diese Kurve mit starkem Gleichstromglied klingt nach
Beendigung des Einschwingvorganges auf die Kurve 6 ab, die den Magnetisierungsstrom
darstellt. Kurve 7 zeigt den Vollaststrom des Transformators, der durch einen
Überstromauslöser begrenzt wird, der auf den dreifachen Wert gemäß der Linie
8 eingestellt sein möge. Man erkennt, daß der Einschaltstrornstoß des unbelasteten
Transformators einen normalen Auslöser zum Ansprechen bringt, denn die Stromspitzen
der Kurve 5 liegen wesentlich höher als der Ansprechwert des Auslösers gemäß
der Linie 8. Ersetzt man aber den normalen Überstrotnauslöser erfindungsgenläß
durch zwei Auslöser oder Relais, von denen der bzw. das eine nur die positiven und
der bzw. das andere nur die negativen Stromwerte kontrolliert und die nur dann eine
Auslösung bewirken, wenn beide die eingestellten Stromwerte überschreiten, so kann
man den Transformator mit beliebig hohen einseitigen Stromspitzen einschalten, ohne
daß eine Auslösung erfolgt. Verwendet man statt der Auslöser zwei Relais, so kann
man besonders leicht erreichen, daß nur das Ansprechen beider Relais zum Ausschalten
führt, indem man bei
Arbeitsstromkreisen (Abb. 3) zwei in
Reihe liegende Schließkontakte verwendet, während bei Ruhestromkreisen (Abb. 4)
zwei parallel geschaltete Öffnungskontakte vorhanden sind.The mode of operation is explained on the basis of Fig. 2, the curves 5 and 6 of which show the course d8s inrush current of an unloaded transformer. The curve 5 shows the course of the inrush current during the first three periods when the voltage is switched on to positive values just when the voltage crosses zero. This curve with a strong direct current element decays after the end of the transient process to curve 6 , which represents the magnetizing current. Curve 7 shows the full load current of the transformer, which is limited by an overcurrent release, which may be set to three times the value according to line 8. It can be seen that the inrush current of the unloaded transformer causes a normal release to respond, because the current peaks of curve 5 are significantly higher than the response value of the release according to line 8 the one only controls the positive and the other only the negative current values and which only cause a trip if both exceed the set current values, the transformer can be switched on with any high current peaks on one side without tripping he follows. If two relays are used instead of the trip unit, it is particularly easy to ensure that only the response of both relays leads to switching off by using two normally open contacts in series for working circuits (Fig. 3) , while two for closed circuits (Fig. 4) opening contacts connected in parallel are present.