DIFFERENTIAL CURRENT PROTECTIVE INTERRUPTER

Abstract: 1. Differential current protective circuit breaker with a transductor circuit, the secondary winding (7) of which is connected with a precision impedance (9) in series connection to a squarewave generator (5), there being connected to a tap between secondary winding (7) and precision impedance (9) an evaluation circuit (10) which communicates with a tripping device (11) which acts by way of a swith latch (12) on switching contacts (14) in the lines (1 and 2) to be monitored, characterized in that the precision impedance (9) is a complex, predominantly capacitive impedance which, together with the secondary winding (7), forms an oscillating circuit.

Description: Differenzstromschutzschalter Die Erfindung betrifft einen Differenzstromschutz- schalter mit einer Transduktorschaltung, dessen Sekun därwicklung mit einem Messwiderstand in Serienschaltung an einen Rechteckgenerator angeschlossen ist, wobei an einem Abgriff zwischen Sekundärwicklung und Messwiderstand eine Auswerteschaltung angeschlossen ist, die mit einer Auslöseeinrichtung in Verbindung steht, die über ein Schaltschloss auf Schaltkontakte in den zu überwachenden Leitungen einwirkt. Derartige Transduktorschaltungen sind bekannt (Hartel/Dietz, Transduktorschaltungen, Springer Verlag 1966, Seite 62 ff). Dabei wird die Sekundärseite einer Transduktorschaltung durch eine angelegte, hochfrequente Wechselspannung bis nahe an die Sättigungsgrenze wechselmagnetisiert. In Serienschaltung mit der Sekun därwicklung ist ein Messwiderstand angeordnet, wo Signale für eine Auswerteschaltung abgegriffen werden können. Wenn durch die Primärwicklung ein Strom fliesst, wird in der Sekundarwicklung ein Strom induziert, der dort dem Wechselmagnetisierungsstrom überlagert wird. Dadurch wird die Sättigungsgrenze überschritten und der induktive Widerstand der Sekundärwicklung wird kleiner. Als Folge davon wird die Spannungsamplitude am Messwiderstand grober. In der Auswerteschaltung wird die Spannung am Messwiderstand mit einer zuvor eingestellten Schwellspannung verglichen und bei Uberschreiten der Schwellspannung die Auslöseeinrichtung aktiviert, die dann die zu überwachende Leitung unterbricht. Differenzstromschutzschalter benötigen eine in der Sekundärwicklung induzierte Spannung, die so gross ist, dass die Spannungsamplitude am Messwiderstand deutlich erhöht und sonach die Auslöseeinrichtung sicher ausgelöst wird. Deshalb muss in den Primärwicklungen ein entsprechendes Magnetfeld erzeugt werden, was bei vorgegebener Stromstärke eine bestimmte Windungszahl der Primärwicklungen erforderlich macht. Wicklungen mit grosser Windungszahl erwärmen sich aber im Betrieb stärker als kleinere Wicklungen. Es sind daher für die Wärmeabfuhr besondere Massnahmen zu treffen. Darüber hinaus steigen die Herstellungskosten, wie auch der Platzbedarf im möglichst kleinen Gehäuse eines Differenzstromschutzschalters mit der Grösse der Wicklungen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Differenzstromschutzschalter zu entwickeln, der bei der Differenzstromerfassung mit einer Transduktorschaltung auskommt, die mit Primärwicklungen aus nur je einer Windung arbeiten kann. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Messwiderstand ein komplexer, überwiegend kapazitiver Widerstand ist, der zusammen mit der Sekundärwicklung einen Schwingkreis bildet. Durch den Schwingkreis wird die Spannungsamplitude im Sekundärkreis erhöht. Sonach ist ein sicheres Auslösen des Differenzstromschutzschalters auch dann gewahrleistet, wenn in der Sekundärwicklung nur eine Spannung mit kleiner Amplitude induziert wird. Im Vergleich mit einer üblichen Transduktorschaltung ohne Schwingkreis ermöglicht der Einsatz eines Schwingkreises nach der Erfindung eine vorteilhafte Verkleinerung der magnetischen Feldstärke in der Sekundärwicklung. Die felderzeugenden Primärwicklungen kommen sonach mit einer so kleinen Windungszahl aus, dass die Wärmeabfuhr problemlos ist und Kosten sowie Platzbedarf der Primärwicklungen gering sind. Der komplexe Widerstand, der zusammen mit der Sekundärwicklung den Schwingkreis bildet, kann beispielsweise ein Kondensator sein. Nach einer Ausgestaltung kann diesem Kondensator eine Serienschaltung aus einem zweiten, kleineren Kondensator mit einem ohmschen Wider sand parallelgeschaltet sein. Nach einer anderen Weiterbildung ist in den Schwingkreis ein ohmscher Dämpfungswiderstand eingeschaltet. Die Sekundärwicklung, der Messwiderstand, die Schwellspannung sowie die Generatorfrequenz sind aufeinander abgestimmt. Wenn die Verluste des Eisenkerns der Sekundärwicklung möglichst kleingehalten werden sollen, damit dessen Hystereseschleife möglichst rechteckig bleibt, dann benötigt die Transduktorschaltung eine niedrige Generatorfrequenz. Um die Abhängigkeit des Auslösestromes von der Phasenverschiebung zwischen Spannungsversorgung und Differenzstrom zu begrenzen, benötigt die Transduktorschaltung eine hohe Generatorfrequenz. Die optimale Generatorfrequenz unterscheidet sich von der Resonanzfrequenz des Schwingkreises. Rückkopplungsschwingungen werden durch den Dämpfungswiderstand verhindert, der sonach eine zuverlässige Funktion der Auswerteschaltung sichert. Er ermöglicht, dass der Differenzstromschutzschalter bei Wechseldifferenzstrom, Einwegdifferenzstrom oder Gleichdifferenzstrom arbeiten kann. Die Erfindung soll anhand eines in der Zeichnung grob schematisch wiedergegebenen Ausführungsbei spiels näher erläutert werden: Die Zeichnung zeigt einen Diaferenzstromschutzschalter mit einer Transduktorschaltung. Der Differenzstromschutzschalter nach der Zeichnung überwacht einen Phasenleiter 1 und einen Nulleiter 2, die Primärwicklungen 3 und 4 des Steuerkreises einer Transduktorschaltung enthalt. Die Primärwicklungen 3 und 4 können Durchführungen des Phasenleiters 1 und des Nulleiters 2 durch einen Summenstromwandler sein. Ein Rechteckgenerator 5 steht über einen Verstärker 6 mit der ersten Anschlussklemme einer Sekundärwicklung 7 der Transduktorschaltung in Verbindung. Die zweite Anschlussklemme der Sekundärwicklung 7 ist in Serienschaltung mit einem ohmschen Dämpfungswiderstand 8 und einem komplexen Widerstand 9 verbunden, dessen zweiter Anschluss an Nullpotential liegt. Mit einem Abgriff zwischen dem Dämpfungswiderstand 8 und dem komplexen Widerstand 9 ist eine Auswerteschaltung 10 verbunden, die mit einer Auslöseeinrichtung 11 in Verbindung steht. Diese Auslöseeinrichtung 11 steht mit einem Schaltschloss 12 in Eingriffverbindung 13, das auf Schaltkontakte 14 in den zu überwachenden Leitungen 1 und 2 wirkt. Der kompiexe Widerstand 9 ist ein überwiegend kapazitiver Widerstand, der durch einen Kondensator 91 gebildet ist. Bin weiterer Kondensator 92 und ein ohmscher Widerstand 93 in Serienschaltung sind im Ausführungsbeispiel parallel zum Kondensator 91 angeordnet, um insbesondere bei Gleichdifferenzstrom den ohmschen Dämpfungs widerstand 8 in seiner Funktion zu ergänzen. Der komplexe Widerstand 9 bildet zusammen mit der Sekun därwlcklung Q der Transduktorschaltung einen Schwingkreis, der die Spannungsamplitude am komplexen Widerstand 9 im Sekundärkreis erhöht. Deshalb kommt man bei den Primärwicklungen 3 und 4 für ein ausreichendes t; etfeld mit nur einer Windung aus. Durch den geschilderten Differenzstromschutzschalter können statt Phasenleiter 1 und Nulleiter 2 ebenso nur ein Primärleiter ouer mehr als zwei Primärleiter überwacht werden. 4 Patentansprüche 1 Figur

Claims: Patentansprüche 1. Differenzstromschutzschalter mit einer Transduktorschaltung, dessen Sekundärwicklung (7) mit einem Men- widerstand (9) in Serienschaltung an einen Rechteckgenerator (5) angeschlossen ist, wobei an einem Abgriff zwischen Sekundärwicklung (7) und Messwiderstand (9) eine Auswerteschaltung (10) angeschlossen ist, die mit einer Auslöseeinrichtung (11) in Verbindung steht, die über ein Schaltschloss (12) auf Schaltkontakte (14) in den zu überwachenden Leitungen (1 und 2) einwirkt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Messwiderstand (9) ein komplexer, überwiegend kapazitiver Widerstand ist, der zusammen mit der Sekundärwicklung (7) einen Schwingkreis bildet. 2. Differenzstromschutzschalter 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 der Messwiderstand (9) ein Kondensator (91) ist. 3. Differenzstromschutzscnalter nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n r. z e i c h n e t , dass parallel zum Kondensator (91) ein weiterer Kondensator (92) in Serienschaltung mit einem ohmschen Widerstand (93) angeordnet ist. 4. Differenzstromschutzschalter 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 zwischen der Sekundärwicklung (7) und dem komplexen Widerstand (9) ein ohmscher Dämfungswiderstand (8) in Serienschaltung angeordnet ist.

Inventors: HARR, DIETER
Applicants: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT BERLIN UND MUNCHEN
Application year: 1985
Main classification: H02H3
IPC codes: H02H3