FAULT-CURRENT PROTECTIVE SWITCH RESPONDING TO FAULT CURRENTS WITH DIRECT CURRENT COMPONENTS

Abstract: 1. Fault current protective switch (1) which responds to fault currents having d.c. components, where the magnetic core of the summing current transformer (2) possesses an induction of sufficient magnitude to induce in the secondary winding (4) a voltage necessary to actuate the release magnet by its release winding (5) when a pulsating d.c. fault current flows in its primary winding (3), and wherein a capacitor (9) is connected between the secondary winding (4) and the release winding (5) to form an oscillatory circuit tuned to the frequency of the voltage induced in the secondary winding (4) by a pulsating d.c. fault current flowing in the primary windings (3) of the summing current transformer (2), characterised in that the magnetic core (13) possesses a dynamic differential induction DELTA Bdyn between the maximum induction Bmax and the dynamic remanence induction Brdyn of : DELTA Bdyn >= 0.1 T and that the ratio of the static differential induction DELTA Bstat, between the maximum induction Bmax and the static remanence induction Brstat, to the dynamic differential induction DELTA Bdyn fulfils the equation : DELTA Bstat/DELTA Bdyn =< 1.3.

Description: Fehlerstromschutzschalter, der auf Fehlerströme mit Gleichstromkomponenten anspricht Die Erfindung bezieht sich auf einen Fehlerstromschutzschalter, der auf Fehlerströme mit Gleichstromkomponenten anspricht, dessen Magnetkern des Summenstromwandlers einen Induktionshub hat, der für einen in seiner Primärwicklung fliessenden pulsierenden Gleichstromfehlerstrom ausreichend gross ist, um in der Sekundärwicklung eine zum Betätigen des Auslösemagneten mittels seiner Auslösewicklung erforderliche Spannung zu induzieren. Ein solcher Fehlerstromschutzschalter ist bekannt (DE-AS 20 44 302). Hierbei ist sogenanntes F-Material eingesetzt. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass durch die Kombination mit einer anderen bekannten Massnahme, zwischen Sekundärwicklung und Auslösewicklung einen Kondensator einzuschalten, wobei der gebildete Schwingkreis auf die Frequenz der Spannung abgestimmt ist, die in der Sekundärwicklung von einem in den Primärwicklungen des Summenstromwandlers fliessenden pulsierenden Gleichstromfehlerstrom induziert wird (DE-PS 20 36 497), eine weitere wesentliche Steigerung der Empfindlichkeit gegen Gleichstromkomponenten erzielen lässt, wenn es gelingt, die Induktionsverluste zu verringern. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Fehlerstromschutzschalter zu entwickeln, dessen Ansprech empfindlichkeit gegen Fehlerströme mit Gleichstromkomponenten weiter gesteigert wird, als es durch die zusammengenommenen Massnahmen nach DE-PS 20 36 497 und DE-AS 20 44 302 erwartet werden kann. Die Lösung der geschilderten Aufgabe besteht bei dem eingangs geschilderten Fehlerstromschutzschalter in der Kombination der Merkmale: a) dass zwischen Sekundärwicklung und Auslösewicklung ein Kondensator eingeschaltet ist, wobei der dadurch ge bildete Schwingkreis auf die Frequenz der Spannung ab gestimmt ist, die in der Sekundärwicklung von einem in den Primärwicklungen des Summenstromwandlers fliessen den pulsierenden Gleichstromfehlerstrom induziert wird; b) und dass#der Magnetkern eine dynamische Differenzinduk tion, #Bdyn, zwischen der maximalen Induktion, Bmax, und der dynamischen Remanenzinduktion, Brdyn, von d Bdyn > ##0,1 T aufweist und dass das Verhältnis der statischen Diffe renzinduktion a Bstat, zwischen der maximalen Induk tion, Bmax, und der statischen Remanenzinduktion, Brstat, zur dynamischen Differenz induktion, A Bdyn, der Bezie hung genügt: EMI2.1 Der Erfindung liegt dabei weiter die Erkenntnis zugrunde, dass selbst bei Doppelweggleichrichtung der Fehlerstrom ein Einweggleichstrom ist, also immer eine Ruhepause aufweist. Während einer solchen Ruhepause geht der Arbeitspunkt im Kernmaterial auf die statische Hysteresisschleife über. Beim Fehlerstromschutzschalter nach der Erfindung werden die Induktionsverluste hinsichtlich des theoretischen Wer- tes, den man beim Durchlaufen der dynamischen Hysteresiskurve erzielen könnte, soweit vermindert, dass die Empfindlichkeit gegen Gleichstromkomponenten in Fehlerströmen über die Summe der Massnahmen, F-Material und Resonanzab stimmung mit einem Kondensator, hinaus gesteigert wird. Die Erfindung soll nun anhand eines in der Zeichnung grob schematisch wiedergegebenen Ausführungsbeispiels näher erläutert werden: In Fig. 1 ist der prinzipielle Aufbau des Fehlerstromschutz schalters wiedergegeben. In Fig. 2 ist ein Diagramm dargestellt; auf der Abszisse ist die Feldstärke und auf der Ordinate die magnetische Induktion des Materials des Kernes des Summenstromwandlers aufgetragen. Der Fehlerstromschutzschalter 1 nach Fig. 1 besteht im wesentlichen aus dem Summenstromwandler 2 mit den durchgeführten zu überwachenden Leitern, die die Primärwicklung 3 darstellen, und der Sekundärwicklung 4, die mit der Auslösewicklung 5 des Auslösers 6 verbunden ist. Der Auslöser 6 kann ein Haltemagnet sein. Der zu überwachende Verbraucher und das Versorgungsnetz ist wahlweise an den Klemmen 7 oder 8 angeschlossen vorzustellen. Das Versorgungsnetz wird an den Klemmen 8 angeschlossen. Zwischen der Sekundärwicklung 4 und der Auslösewicklung 5 ist ein Kondensator 9 eingeschaltet, der parallel oder in Reihe liegen kann. Der dadurch gebildete Schwingkreis ist auf die Frequenz der Spannung abgestimmt, die in der Sekundärwicklung 4 von einem in den Primärwicklungen 3 des Summenstromwandlers fliessenden pulsierenden Gleichstromfehlerstrom induziert wird. Der Auslöser 6, ein beispielsweise Haltemagnet, wirkt über ein mechanisches Verbindungsteil 10 auf das Schaltschloss 11 ein. Wenn das Schaltschloss 11 entklinkt wird, werden die Kontakte 12 ge öffnet und der zu überwachende Verbraucher vom Netz abgeschaltet. Wesentlich ist nun, dass das Material des Magnetkerns 13 des Summenstromwandlers 2 den Beziehungen genügt: 4 Bdyn 5 0,1 T; EMI4.1 In Fig. 2 sind die in der vorgenannten Beziehung enthaltenen Grössen im Prinzip dargestellt, der Anschaulichkeit wegen jedoch nicht der Beziehung selbst entsprechend. Mit T ist die magnetische Induktion in der Einheit Tesla in der Formelbeziehung bezeichnet. Die Abstimmung des Resonanzkreises kann in der Weise erfolgen, wie es in DE-PS 20 36 497 geschildert ist. Durch die besondere Ausbildung der Magnetkerne kann man auch ohne die geschilderte Resonanzabstimmung die Empfindlichkeit gegen Gleichstromkomponenten erhöhen, wenn auch nicht in einem Ausmass, wie es bei der Kombination der geschilderten Massnahmen der Fall ist. Im Diagramm nach Fig. 2 ist mit 20 die dynamische Hysteresisschleife und mit 21 die statische Hysteresisschleife bezeichnet. 1 Patentanspruch 2 Figuren

Claims: Patentanspruch Fehlerstromschutzschalter, der auf Fehlerströme mit Gleichstromkomponenten anspricht, dessen Magnetkern des Summen stromwandlers einen Induktionshub hat, der für einen in seiner Primärwicklung fliessenden pulsierenden Gleichstromfehlerstrom ausreichend gross ist, um in der Sekundärwicklung eine zum Betätigen des Auslösemagneten mittels seiner Auslösewicklung erforderliche Spannung zu induzieren, g e k e n n z e i c h n e t durch die Kombination der Merkmale: a) dass zwischen Sekundärwicklung (4) und Auslösewicklung (5) ein Kondensator (9) eingeschaltet ist, wobei der dadurch gebildete Schwingkreis auf die Frequenz der Spannung abgestimmt ist, die in der Sekundärwicklung (4) von einem in den Primärwicklungen (3) des Summen stromwandlers (2) fliessenden pulsierenden Gleichstrom fehlerstrom induziert wird; b) und dass der Magnetkern (13) eine dynamische Differenz induktion, eS Bdyn, zwischen der maximalen Induktion, Bmax, und der dynamischen Remanenzinduktion, Brdyn, von MS Bdyn )0,1 T aufweist und dass das Verhältnis der statischen Dif ferenzinduktion, d Bstat, zwischen der maximalen In duktion, Bmax, und der statischen Remanenzinduktion, Brstat, zur dynamischen Differenz induktion, ¯ Bdyn, der Beziehung genügt: EMI5.1

Inventors: ROSCH, HELMUT, SOLLEDER, REINHARD, STICH, HEINZ, Rösch, Helmut
Applicants: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1981
Main classification: H02H3
IPC codes: H01H83, H02H3