CH393497A - Uberstromschutz - Google Patents

Description

      Überstromschutz       Es ist     bekanntgeworden,    zur Erfassung kurzzeiti  ger     kurzschlussartiger    Vorgänge, deren Dauer nur  Millisekunden oder     Bruchteile    davon     beträgt,    an  stelle mechanischer Schalter     Kaltkathodenröhren    als  Schaltmittel in     Schaltrelaiskreisen    zu verwenden.

    Hierzu werden diese     Kaltkathodenröhren    über Wider  stände und Gleichrichter von einem Stromwandler  gesteuert, der in dem zu überwachenden Stromkreis  liegt.     SolcheKaltkathodenröhren    arbeiten sehr schnell,  so dass es mit ihnen möglich ist, auch     wischerartige          Überstromspitzen        zu    erfassen und auszuwerten. Der  artige grosse     Ansprechgeschwindigkeiten    weisen aber  mechanische     Schaltmittel    in Form von Relais mit  kleinem Verbrauch und ausreichender     Ansprechge-          nauigkeit        nicht    auf.  



  Ein grosser Nachteil der     Kaltkathodenröhren    be  steht aber in der hohen     Zündspannung,    die über  100 V liegt, und ferner in der grossen Widerstands  änderung zwischen dem Sperrzustand und dem ge  zündeten Zustand, der sich praktisch von dem Wider  standswert unendlich bis auf wenige Ohm     vermindert.     Diese grosse Widerstandsänderung bedeutet nun in  Verbindung     mit    Stromwandlern, die ja     mit    einge  prägtem Strom arbeiten, eine entsprechend grosse  Spannungsänderung.

   Da die Sekundärspannung des  Stromwandlers bzw. der Spannungsabfall an einem  vom     stromwandlergespeisten    Widerstand zur Zündung  der Röhre benutzt ist, hat die Widerstandsvermin  derung bei Zünden der Röhre einen entsprechend  grossen Spannungsrückgang zur Folge, der an sich  die Röhre wieder in den stromsperrenden Zustand  bringen würde,     wenn    nicht besondere Mittel zur  Verhinderung dieses Nachteiles vorgesehen werden.  Diese     Mittel,    die zur Erfassung kurzzeitiger Strom  spitzen notwendig sind, bestehen einmal in der sehr  genauen Auslegung des     Stromwandlers,    ferner in    einer entsprechend genau abgepassten Bemessung  der Widerstände unter Einfügung von Dioden und  in der Notwendigkeit der Verwendung von Konden  satoren.

   Gerade die Verwendung von Kondensatoren  bedingt aber wiederum eine Zeitverzögerung, die die  Erfassung sehr kurzer überströme auf diese Weise  unmöglich macht.  



  Aufgabe der Erfindung ist es nun, mit einfachen       Mitteln        die    vorgenannten Nachteile zu vermeiden und  einen     überstromschutz        zu    schaffen, der     die    einwand  freie Erfassung auch kürzester     überstromspitzen    er  möglicht.

   Die Lösung der gestellten     Aufgabe    besteht  gemäss der     Erfindung    darin, dass der Spannungsab  fall eines     stromwandlergespeisten    Belastungswider  standes als pulsierende     Gleichspannung    über einen  Widerstand der Steuerstrecke eines     Vierschichthalb-          leiters    zugeführt ist, der als spannungsabhängiges  Schaltmittel in dem an eine pulsierende     Spannung     gelegten Relaiskreis dient.

   Durch eine     niederohmige          Dimensionierung    des Belastungswiderstandes ergibt  sich die Möglichkeit, einen entsprechend kleinen  Stromwandler zu     verwenden    und die Spannung am  Belastungswiderstand klein zu machen, da Vier  schichthalbleiter schon mit wenigen Volt Steuerspan  nung zum Zünden gebracht werden können.

   Dies       schliesst    jedoch die     Vorschaltung    eines     hochohmigen     Widerstandes im     Zündkreis    nicht aus, so dass sich  der bei Zündung des     Vierschichthalbleiters        ebenfalls          verringernde    Widerstandswert wegen des hohen     Vor-          Widerstandes    auf den Gesamtwiderstand des Steuer  kreises nur so wenig eingeht, dass eine     Sperrung    des  Schaltmittels nicht eintreten     kann.    Um eine entspre  chende Wirkungsweise der gesamten Anlage zu er  möglichen, ist es bei Verwendung von Vierschicht  halbleitern notwendig,

   dass der Relaiskreis von  Wechselspannung oder von einer pulsierenden Gleich-           spannung    betrieben     wird,    die nicht geglättet sein darf.  Auf diese Weise kehrt der     Vierschichthalbleiter    bei  Wegfall der     Zündspannung    wieder in den stromsper  renden Zustand zurück, sobald     die    - Speisespannung  Null wird. Ein in den Speisekreis eingeschaltetes  Schutzrelais hat dabei ausreichend Zeit zum Anspre  chen.  



  Die     vorbeschriebene    Wirkungsweise des Über  stromschutzes nach der Erfindung     setzt    nun voraus,  dass die der Steuerstrecke     zugeführte    pulsierende  Gleichspannung und die den Relaiskreis     beaufschla-          gende    Speisespannung gleiche Frequenz und etwa       übereinstimmende    Phasenlage haben.

   Wenn das     nicht          zutrifft,    d. h. wenn die Phasenlage beider Spannungen  sehr voneinander verschieden ist, dann kann dennoch  ein     einwandfreies    Arbeiten des Schutzes dadurch er  möglicht werden, dass durch Anordnung an sich  bekannter     Phasenverschiebungsmittel    wiederum eine       Phasenübereinstimmung    herbeigeführt     wird.     



  An Hand zweier     in    der     Zeichnung    dargestellter  Ausführungsbeispiele ist nachfolgend das Wesen der       Erfindung    noch näher dargelegt. Gleiche Bezugszei  chen sind hierbei in beiden Ausführungsfällen für  gleiche Schaltelemente benutzt.  



  Gemäss     Fig.    1 soll der Wechselstrom I in der  Leitung 1 überwacht werden. Hierzu ist im Strom  kreis 1 ein Stromwandler 2 angeordnet, der einen       Doppelweggleichrichter    3 speist. Die     nicht    geglättete  pulsierende Gleichspannung des Gleichrichters 3  wird einem     niederohmigen    Belastungswiderstand 4  zugeführt, dessen     Abgriff    über einen     hochohmigen     Widerstand 5 mit dem Steuerkreis eines Vierschicht  halbleiters 7 verbunden ist. Parallel zur Steuerstrecke  des Halbleiters ist ein Widerstand 6 angeordnet.

   Der  besagte     Vierschichthalbleiter    7 ist in Reihe mit einem  Schutzrelais 8 an einen     Doppelweggleichrichter    9 an  geschlossen, der von der     Wechselspannungsspeise-          quelle    versorgt wird. Sobald der Strom I in der  Leitung 1 einen solchen Wert     annimmt,    dass der       Spannungsabfall    am Belastungswiderstand 4 einen  zum     Zünden    des     Vierschichthalbleiters    7 ausreichen  den     Wert    erreicht,     wird    dieser     Vierschichthalbleiter     7 stromdurchlässig und lässt das Relais 8 ansprechen.

    Bei Nullwerden der Speisespannung und der Steuer  spannung wird dieser     Vierschichthalbleiter    wieder  stromsperrend und kann     dann    bei Vorliegen entspre  chender     Betriebsverhältnisse    erneut     gezündet    werden.  Für das einwandfreie Arbeiten der Anordnung ist  hierbei vorausgesetzt, dass die den Gleichrichter 9  speisende Wechselspannung und der Wechselstrom  in der Leitung 1     frequenz-    und phasengleich sind.  



  Wenn dies nicht der Fall ist, dann muss gemäss       Fig.    2 dafür gesorgt werden, dass der Spannungsab  fall am Belastungswiderstand, der vom Wechselstrom  herrührt, der Speisespannung des Relaiskreises pha-         sengleich    gemacht wird.     Hierzu    ist ein     niederohmiger     Belastungswiderstand 41 an den Stromwandler 2  angeschlossen und dem Belastungswiderstand ein       ohmisch        kapazitiver        Spannungsteiler    10, 11 parallel  gelegt.

   An den Spannungsteiler ist seinerseits dann  der Gleichrichter geschaltet, der über den     hochohmi-          gen    Widerstand 5 den Steuerkreis des Vierschicht  halbleiters     beeinflusst.    Durch entsprechende Bemes  sung des gegebenenfalls verstellbaren     Spannungsteilers     kann erreicht werden, dass die auf die Steuerstrecke  des     Vierschichthalbleiters    gegebene Steuerspannung  phasengleich der das Relais betreibenden Speisespan  nung wird.     Mit    der Anordnung nach der Erfindung  wird eine schnell und sicher arbeitende und aus ein  fachen und robusten Schaltelementen bestehende  Schutzschaltung gewonnen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH überstromschutz mit einem von einem Strom wandler über Gleichrichter und Widerstände gesteuer ten spannungsabhängigen Schaltmittel zum Schalten eines Relais, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungsabfall eines stromwandlergespeisten Bela stungswiderstandes (4, 41) als pulsierende Gleich spannung über einen Widerstand (5) der Steuerstrecke eines Vierschichthalbleiters (7) zugeführt ist, der als spannungsabhängiges Schaltmittel in dem an eine pulsierende Spannung gelegten Relaiskreis dient.

   UNTERANSPRÜCHE 1. überstromschutz nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Belastungswiderstand (4) von einer ungeglätteten pulsierenden Gleichspan nung gespeist ist, die aus der Wechselspannung des Stromwandlers (2) durch einen Doppelweggleichrich- ter (3) gewonnen ist.

   2. überstromschutz nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Belastungswiderstand (41) unmittelbar an den Stromwandler (2) ange schlossen und ihm ein ohmisch kapazitiver Span- nungsteiler (10, 11) parallelgeschaltet ist, der über einen Doppelweggleichrichter (3) und den Widerstand (5) an der Steuerstrecke des Vierschichthalbleiters (7) liegt. 3.

   überstromschutz nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Steuerstrecke des Vierschichthalbleiters (7) ein ohmscher Widerstand (6) parallelgeschaltet ist. 4. überstromschutz nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Relaiskreis an einen wechselspannungsgespeisten Doppelweggleichrichter (9) angeschlossen ist. 5. Überstromschutz nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Belastungswiderstand (4, 41) einstellbar ist.