DE3020111A1

DE3020111A1 - Series connected circuit breaker discrimination - prevents complete tripping of all series connected switches on supply side of switch closest to fault

Info

Publication number: DE3020111A1
Application number: DE19803020111
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz 5309 Mechenheim-Merl Hild
Original assignee: Kloeckner Moeller Elektrizitaets GmbH
Current assignee: Eaton Industries GmbH
Priority date: 1980-05-27
Filing date: 1980-05-27
Publication date: 1981-12-03

Abstract

For a fault (K2) at the load (L1), the nearest switch (S3) contacts part in response to the instantaneous overcurrent release. After a set time a blocking signal is sent to the series connected switches (S2,S1) to prevent the main trips from operating. The closest switch (S3) continues its fault clearing action and the main trip operates. When the contacts are fully open the blocking signal is cancelled. There is a brief time delay between the onset of blocking and the main trip operation to prevent complete opening due to transient faults. The contacts of the series connected switches begin to open due to the high speed release action. The main trip action is however blocked, and on cancellation of the block, and clearing of the fault current by the close up switch (S3), their contacts again close.

Description

Anordnung von in Reihe liegenden strombegrenzenden Leistungs-Arrangement of current-limiting power

schaltern Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung von in Reihe liegenden strombegrenzenden Leistungsschaltern mit je einem Schnellstauslösesystem, das im Kurzschlußfalle unabhängig vom Schaltschloß schnell und damit strombegrenzend die Schaltstücke öffnet.switches The invention relates to an arrangement of in series horizontal current-limiting circuit breakers, each with a rapid release system, In the event of a short circuit, this is fast and therefore current-limiting, regardless of the key switch the contact piece opens.

Eine Anordung von in Reihe liegenden strombegrenzenden Schaltern ist bereits aus der AS 22 45 640 bekannt. Bei diesen Leistungsschaltern ist eine Verzögerungs-einrichtung zwischen dem Schnellstauslösesystem und dem Schaltschloß vorgesehen, die den Auslösebefehl zum Einspeisepunkt hin jeweils um die Dauer einer'Halbwelle verzögert.An arrangement of series current limiting switches is already known from AS 22 45 640. These circuit breakers have a delay device provided between the quick release system and the key switch, the release command towards the entry point each delayed by the duration of a half-wave.

In dieser Anordnung wirkt sich jedoch die Verzögerung fUr die näher zum Einspeisepunkt liegenden Leistungsschalter nachteilig aus, wenn ein Kurzschluß direkt hinter einem dieser Schalter auftritt. Da die Verzögerungszeit bei diesem Leistungsschalter die Dauer mehrerer Stromhalbwellen aufweist, kommt es zum mehrmaligen Uffnen und Schlieren der Schaltstücke mit entsprechend hoher Schaltarbeit.In this arrangement, however, the delay affects the closer circuit breaker located at the feed point is disadvantageous if a short circuit occurs occurs directly after one of these switches. Since the delay time in this Circuit breaker has the duration of several current half-waves, it comes to several times Opening and streaking of the contact pieces with a correspondingly high switching work.

Dieser Nachteil tritt auch bei den einspeiseseitig vorgeschalteten Leistungsschaltern auf, da sie aufgrund ihres Schnellstauslösesys temsan der Kurzschlu(3abs-chaltung beteiligt sind. Die dabei auftretenden Lichtbogen führen zu erhöhtem Schaltstückverschleiß und zu erhöhter Belastung des Schal traumes.This disadvantage also occurs with the upstream feed-side Circuit-breakers, because their rapid tripping system means that the short-circuit (3 involved. The arcs that occur lead to increased contact wear and to increased stress on the scarf dream.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anord-nung von in Reihe liegenden strombegrenzenden Leistungsschaltern zu finden, bei er die Vorteile der strombegrenzenden Abschaltung auch bei selektiver Staffelung, erhalten bleiben.The invention is based on the object of an arrangement of in series to find lying current-limiting circuit breakers, with he the advantages of current limiting Shutdown also with selective graduation received stay.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die vom Kurzschluß betroffenen Leistungsschalter ein Blockiersignal an das Schaltschoß die jeweils in Einspeiserichtung vorgeschalteten Lei-stungsschalters geben, und daß die Leistungsschalter:ein Fesselungssystem besitzen, das die Schaltstücke nach einem bestimmten Öffnungsweg kurzzeitig in der Offenstellung festhält, und wieder freigibt, wenn das Schaltschloß des Leistungsschalters ein Blockiersignal erhalten hat. Wenn das Blockiersignal ausbleibt, löst das Schaltschloß aus und überführt die Schaltstücke in die endgültige Ausschaltstellung, wodurch gleichzeitig die Fesselung aufgehoben wird.According to the invention the object is achieved in that the short circuit affected circuit breaker a blocking signal to the switch panel each in the feed direction upstream circuit breaker, and that the circuit breaker: on Have restraint system that the contact pieces after a certain opening path briefly holds in the open position, and releases again when the key switch the circuit breaker has received a blocking signal. When the blocking signal fails, the switch mechanism releases and transfers the contact pieces into the final Switch-off position, whereby the restraint is released at the same time.

Die Wirkdauer des Fesselungssystems wird duch ein Zeitglied bestimmt, mit dem die Fesselungszeit in bestimmten Grenzen wählbar ist.The duration of the restraint system is determined by a timer, with which the bondage time can be selected within certain limits.

Die Erfindung wird nachstehend näher erläutert.The invention is explained in more detail below.

Es zeigen: Fig. 1 ein Schaltbild von in Reihe liegenden strombegrenzenden Leistungsschaltern.The figures show: FIG. 1 a circuit diagram of series-connected current-limiting devices Circuit breakers.

Fig.2a ein Diagramm des Stromverlaufs im Kurzschlußfalle bei Schaltung im Stromnulldurchgang in einem Wechselstromnetz.2a shows a diagram of the current curve in the event of a short circuit during switching at zero current in an alternating current network.

Fig.2b den Bewegungsablauf der Schaltstücke eines Leistungsschalters bei einem Kurzschluß, wenn noch mindestens ein Leistungsschalter zwischen diesem und der Kurzschlußstelle liegt.2b shows the sequence of movements of the contact pieces of a circuit breaker in the event of a short circuit if there is still at least one circuit breaker between it and the short-circuit point lies.

Fig.2c den Bewegungsablauf der Schaltstücke bei einem direkt hinter dem Leistungsschalter auftretenden Kurzschluß.Fig.2c the sequence of movements of the contact pieces with a directly behind short circuit occurring in the circuit breaker.

Für das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel sind drei in Reihe geschaltete strombegrenzende Leistungsschalter S1, und S3 dargestellt. Ein weiterer Leistungsschalter S4 liegt zu Sl und S2 ebenfalls in Reihe, während er zu S3 parallel liegt. Zwischen den Leistungsschaltern besteht eine Steuerverbindung, die hier beispielhaft durch die Leitungen Bl, B2 und B3 hergestellt ist, und die ein Signal jeweils von einem Leistungsschalter zum Schaltschloß des einspeiseseitig vorgeschalteten Leistungsschalters uberträgt. Für dieses Ausführungsbeispiel werden mögliche Kurzschlüsse bei K1 bzw.For the embodiment shown in Fig. 1, there are three in series switched current-limiting circuit breakers S1, and S3 shown. Another Circuit breaker S4 is also in series with Sl and S2, while it is in parallel with S3 lies. There is a control connection between the circuit breakers, which is shown here as an example is made by the lines Bl, B2 and B3, and the one signal each from a circuit breaker to the switch mechanism of the circuit breaker connected upstream on the feed side transmits. For this exemplary embodiment, possible short circuits at K1 or

K2 angenommen. Die Schaltschlösser der Leistungsschalter S und S2 sind mit Ul und U2 bezeichnet. Tritt in dieser Reihenanordnung ein Kurzschluß beispielsweise bei K2 auf, so ergibt sich ein Bewegungsablauf der Schaltstücke des Leistungsschalters S3, wie in Fig. 2c dargestellt ist, Ober die Schnellstauslösevorrichtung werden die Schaltstücke getrennt und die beweglichen Schaltstücke legen des Weg sa in der Zeit ta zurück. Etwa im Punkt a werden sie von dem Fesselungssystem erfaßt und gehalten. Mit einer geringen Verzögerung erfogt nach einer Zeit tb die Auslösung des Schaltschosses, das die SchalWtstücke in die endgültige Trennstellung überführt, die etwa in c nach dem Weg 5c erreicht ist. Während des Abhebens der Schaltstücke des Leistungsschalters S3 wird nach der Zeit td ein Blockiersignal an das Schaltschloß des Schalters S2 gegeben, durch das die Auslösung dieses Schaltschlosses U2 verhindert wird, Der Bewegungsablauf der Schaltstücke des Leistungsschalters S2 ist in Fig. 2b dargestellt. Die Schaltstücke legen aufgrund des Kurzschlußstromes den Weg s : zurück, werden im Punkt a' von dem Fesselungssystem erfaßt und für die Zeit tf gehalten. Nach dieser Zeit löst sich das Fesselungssystem und gibt die Schaltstücke frei. Da die Auslösung des Schaltschlosses U2 des Lei.stungsschalters S2 aufgrund des Blockiersignals von S3 unterdrückt war, erfolgt keine Ausschaltung über das Schaltschloß U2. Die Schaltstücke schließen wieder.K2 accepted. The switch locks of the circuit breakers S and S2 are designated with Ul and U2. If a short circuit occurs in this series arrangement, for example at K2 on, the circuit breaker contacts move in a sequence of movements S3, as shown in Fig. 2c, be over the quick release device the contact pieces separated and the movable contact pieces lay the path sa in the Time ta back. At about point a they are captured and held by the restraint system. After a time tb, the triggering of the switching circuit takes place with a slight delay, that transfers the switching pieces into the final disconnected position, which is approximately in c the path 5c is reached. While the contact pieces of the circuit breaker are being lifted off After the time td, S3 is a blocking signal to the key lock of switch S2 given, by which the triggering of this switch lock U2 is prevented, The The sequence of movements of the contact pieces of the circuit breaker S2 is shown in FIG. 2b. Due to the short-circuit current, the contact pieces cover the distance s: will at point a 'detected by the restraint system and held for the time tf. After this Time the restraint system loosens and releases the contact pieces. Because tripping of the switching lock U2 of the power switch S2 due to the blocking signal from S3 was suppressed, there is no switch-off via the key switch U2. The contact pieces close again.

Der zur Einspeiseseite vorgeschaltete Leistungsschalter S verhält sich wie der Leistungsschalter S2 und wie in Fig.The circuit breaker S connected upstream on the feed side behaves like the circuit breaker S2 and as in Fig.

2b dargestellt. Die Schaltstücke öffnen aufgrund des Schnellstauslösesystems und werden von dem Fesselungssystem erfaßt und für die vorgegebene Zeit gehalten. Das Schaltschloß des Leistungsschalters S 1 erhält da-s Blockiersignal und lös-t daher nicht aus. Das Fessungssystem hält die Schaltstücke für die Zeit tf und gibt sie dann wieder frei, sodaß sie aufgrund der Wirkung der Kontaktdruckorgane wieder schließen. Für die Verbraucher L1 und L2 war damit die Stromversorgung nur für die Zeit t unterbrochen, die so kurz gehalten ist, g daß die angeschlossenen elektrischen Einrichtungen nicht darauf reagieren.2b shown. The contact pieces open due to the quick release system and are detected by the restraint system and held for the specified time. The switching mechanism of the circuit breaker S 1 receives the blocking signal and releases therefore not off. The fixing system holds the contact pieces for the time tf and gives they then free again, so that they are again due to the action of the contact pressure organs conclude. For consumers L1 and L2, the power supply was only for them Time t interrupted, which is kept so short that the connected electrical Institutions do not respond.

Tritt in der Reihenanordnung ein Kurzschluß an der Stelle Kl zwischen den Leistungsschaltern S2 und S3, S4 auf, so erfolgt die Abschaltung von dem Leistungsschalter S2 und dem zur Einspeiseseite vorgeschalteten Leistungsschalter S in der gle-ichen Weise wie oben beschrieben.If a short circuit occurs in the series arrangement at point Kl the circuit breakers S2 and S3, S4 on, the disconnection of the circuit breaker takes place S2 and the circuit breaker S connected upstream on the infeed side in the same way Way as described above.

Der Leistungsschater S2 übernimmt hierbei die endgültige Abschaltung. Die Leistungsschalter S3 und S4 werden von dem Kurzschluß nicht berührt-. Sie geben also auch kein Blockiersignal an das Schaltschloß des Leistungsschalters S2, sodaß nach dem Abheben der Schaltstücke aufgrund der Schnellstauslösevorrichtung das Schaltschloß U2 auslöst und die Schaltstücke in die endgültige Trennstellung überführt. Die Schaltstückedes zur Einspeiseseite vorgeschalteten Leistungsschalters heben ebenfalls ab, werden vom Fesselungssystem für die vor--gegebene Zeit geha-lten und schließen wieder, da das Schaltschloß U1 von dem Leistungsschalter 2 das Blockiersignal erhält.The power switch S2 takes over the final shutdown. The circuit breakers S3 and S4 are not affected by the short circuit. they give so no blocking signal to the switch mechanism of the circuit breaker S2, so that after lifting off the contact pieces due to the quick release device, the key switch U2 triggers and the contact pieces are moved into the final disconnected position. The contact pieces of the circuit breakers connected upstream to the infeed side also lift off held by the restraint system for the given time and close again, since the switch lock U1 receives the blocking signal from the circuit breaker 2.

Den Stromverlauf bei Abschaltungen im Stromnulldurchgang zeigt- Fig. 2a. Die Kurve ik zeigt den prospektiven Verlauf des Kurzschlußstromes ohne Beeinflussung durch den Leistungsschalter. Infolge der Schnellstauslösevorrichtung ergibt sich jedoch nur ein begrenzter Kurzschlußstrom, wie er durch die Kurve ig dargestellt ist, der maximal den D.urchlaßwert iD erreicht. Die Strombegrenzung führt zu einem früheren -Nulldurchgang, der ein Wiederschließen der Kontakte zur Folge hätte, wenn diese nicht durch das Fesselu.ngssystem in der Offenstellung gehalten würde. Damit wird ein Wiederzünden des Lichtbogens und erneuter Stromanstieg verhindert.The current curve during shutdowns in the current zero crossing is shown - Fig. 2a. The curve ik shows the prospective course of the short-circuit current without any influence through the circuit breaker. As a result of the quick release device results However only a limited short-circuit current, as shown by the curve ig, the the maximum permeability value iD is reached. The current limitation leads to an earlier one -Zero crossing, which would result in the contacts closing again if these would not be held in the open position by the restraint system. So that will prevents the arc from re-igniting and the current rise again.

Nach der andgültig-en Abschaltung des vom Kurzschluß direkt betroffenen Leistungsschalters,können die übrigen Leistungsschalter nach Lösung des Fesselungssystems wieder schließen und die Stromversorgung der res-tlichen Anlegeteile z.B. L2 wieder aufnehmen.After the final disconnection of the person directly affected by the short circuit Circuit breaker, the remaining circuit breakers can after solving the restraint system close again and the power supply of the remaining contact parts e.g. L2 again take up.

Die Fesselungszeit tf ist in bestimmten Grenzen einstellbar.The restraint time tf can be set within certain limits.

Dadurch ist eine optimale Anpassu-ng an verschieden große und verschieden schnelle Leistungsschalter in der Anlage möglich und die spannungslosen Pausen für die nicht betroffenen Anlageteile lassen sich so kurz wie möglich halten.This is an optimal adaptation to different sizes and different fast circuit breakers in the system possible and the dead breaks for the parts of the plant that are not affected can be kept as short as possible.

Die Dauer dieser spannungslosen Phase reicht von dem Stromnulldurchgang der Kurve iB aus Fig. 2a bis zum Wiederschließen der Schaltstücke wie in Fig. 2b dargestellt. Sie ist mit g bezeichnet.The duration of this voltage-free phase extends from the current zero crossing the curve iB from Fig. 2a to the reclosing of the contact pieces as in Fig. 2b shown. It is denoted by g.

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Claims

Claims 1.) Arrangement of series current limiting Circuit breakers each with a quick release system that is independent in the event of a short circuit from the switch lock quickly and thus current-limiting the contact pieces opens, thereby -Identified that the circuit breaker affected by the short circuit has a blocking signal to the switch mechanism of the circuit breaker connected upstream in the feed direction give, and that the circuit breakers have a fettering system that the switching pieces briefly holds in the open position after a certain opening path, and releases again when the switch mechanism of the circuit breaker receives a blocking signal has received, and that if the blocking signal fails to appear, the key switch triggers and the contact pieces transferred to the final switch-off position, thereby simultaneously the bondage is lifted.

2. Arrangement of current-limiting circuit breakers in series according to claim 1, characterized in that the duration of action of the restraint system is determined by a timer, with which the bondage time is within certain limits is selectable.