DD143843A1

DD143843A1 - Schwellwertschalter mit konstanter verzoegerungszeit

Info

Publication number: DD143843A1
Application number: DD21304379A
Authority: DD
Inventors: Heinz Kasten
Original assignee: Heinz Kasten
Priority date: 1979-05-22
Filing date: 1979-05-22
Publication date: 1980-09-10
Also published as: DD143843B1

Abstract

Schwellwertschalter fuer Gleichspannungen, fuer Wechselspannungen oder pulsierende Gleichspannungen. Die Erfindung hat das Ziel dass fuer Schwellwertschalter eine konstante Zeitverzoegerung eingeschaltet wird, unabhaengig davon, ob innerhalb der Verzoegerungszeit ein voruebergehender Rueckgang der Messspannung erfolgt. Hierdurch werden dynamische Vorgaenge bei Kurzschlussstroemen und Einfluss auf die Wandlersaettigung beruecksichtigt. Aufgabe ist, mit einfachen Mitteln eine Ergaenzung an sich bekannter Schwellwertschalter derart, dass ueber die Verzoegerungszeit die Sicherung des eingenommenen Zustandes erfolgt. Das Wesen der Erfindung besteht in einem sofort rueckstellbaren Zeitglied, das einen ueber Emitterfolger und Diode kurzfristig aufladbaren und ueber zeitbestimmende Widerstaende entladbare Kondensator enthaelt, und in einer zustandsabhaenigen Rueckkopplung auf den Eingang eines Operationsverstaerkers zur Realisierung der Speicherung des eingenommenen Zustandes ueber die Blockierungszeit. Anwendungsgebiete sind hauptsaechlich die Netzschutztechnik und der Motorschutz. Fig. 1

Description

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; Schwellwertschalter mit konstanter Verzögerungszeit

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft Schwellwertschalter mit .konstanter Verzögerungszeit für Überwachungseinrichtungen. Sie ist vorzugsweise geeignet für den Hetzschutz und den Maschinenschutz, bei denen die zu über- : wachende Meßgröße (vorzugsweise Strom) nach sprunghafter Veränderung ; Ausgleichsvorgängen unterliegen.und die schließlich in den zu über-

ί wachenden Zustand übergehen.Sie betrifft insbesondere Überwachungseinrichtungen, die dreipolig ausgeführt sind und für die Phasenselekj; tion nicht erforderlich ist (z. B. Hochstroinanregungen des unabhängi-

]. gen Überstromzeitschutzes),Bei Anwendung von Stromwandlern kann zu-

\ dem, in Verbindung mit Zeitkonstanten des zu überwachenden Systems,

; infolge Sättigungsverhalten der Wandler, eine vorübergehende Redu-

; zierung des durch den Wandler abgebildeten Eingangsstromes auftreten.

Die Ausgleichsvorgänge können somit sowohl zu einer vorübergehenden.

j .. Erhöhung und folgender Reduzierung der abgebildeten Meßgröße führen.

Charakteristik dar bekannten technischen Lösungen

Bekannt sind Schwellwertschalter, die eine bestimmte Ansprechzeit aufweisen, welche durch ein besonderes Zeitglied gebildet wird. So wird zum Beispiel in der OS 2 453 933 ein elektronisches Meßrelais mit einem Zeitglied beschrieben, das mit der Netzfrequenz intermittierend beaufschlagt und so allmählich zurückgestellt wird. Bekannt ist insbesondere, daß das Zeitglied nach Ablauf der Ansprech- ; zeit (Zeitverzögerung) nur dann eine Durchschaltung vornimmt, wenn

die Anregung fortdauert; das wird durch eine UND-Verknüpfung des direkten und des verzögerten Signals erzielt. Derartige Zeitglieder v/erden durch einfache oder periodische Kondensatoraufladungen nach

Überschreiten der Ansprechschwelle gebildet. (AEG Katalog Meßrelais-Schutzrelais in Einschubtechnik) Die bekannten Lösungen berücksichtigen, daß dynamische Vorgänge in zu überwachenden Systemen nicht zu Abschaltungen führen, wenn die statische Meßgröße nicht den Schwellwert erreicht. Sie berücksichtigen jedoch nicht, daß hierbei in Wandlern Sättigungserscheinungen auftreten können, wodurch die Meßgröße nach einer ersten Überschreitung des Schwellwertes wieder zeitweise auf unkritische Vierte absinken kann. Erfolgt z. B. ein vorübergehender Rückgang der übertragenen Meßgröße, infolge V/andlersättigung, so wird durch die UKD-Verknüpfung eine Anregung vermieden; beim Wiedererscheinen der Meßgröße wird die Einrichtung neu beaufschlagt, d.h. das Zeitglied wird von neuem wirksam. Die Anregung wird also mindestenes insgesamt um die Verzögerung durch das Zeitglied und um die Dauer der WandlerSättigung verzögert. -

Nachteilig ist die Addition der Verzögerungs- und Sättigungszeiten, wodurch eine erforderliche Schnellabschaltung verzögert v/ird. Die Ansprechzeiten sind nicht konstant, sondern bei Wandlersättigungen unvorhersehbar verlängert.

Die nicht konstante Ansprechzeit ist außerdem für den Einsatz in Staffelzeiten für den Selektivschutz ungünstig, da hier konstante Ansprechzeiten Voraussetzung sind.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung hat das Ziel, eine konstante Zeitverzögerung einzuhalten, unabhängig davon, ob innerhalb der Verzögerungszeit ein Rückgang der Meßspannung durch Wandlersättigung erfolgt oder nicht sowie einen möglichst geringen Aufwand zu erzielen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schwellwertschalter mit konstanter Verzögorungszeit zu entwickeln, dessen durch ein Zeitglied erzeugte Verzögerungszeit nicht durch vorübergehenden Rückgang der Meßspannung innerhalb der Verzögerungszeit beeinflußt werden kann. Aufgabe ist weiterhin, daß als Meßspannungen Gleichspannungen, VJechselspannungen oder pulsierende Gleichspannung anwendbar sind. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß einem als unverzögerten Schwellwertschalter wirksamen Operationsverstärker ein

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Zeitglied und ein getriggerter Schaltverstärker mit einem negierenden und einem nicht negierenden Ausgang nachgeschaltet ist. Eine Meßspannung ist auf den invertierenden Eingang und eine Referenzspannung auf den nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers geführt. Weiterhin sind der Ausgang des Operationsverstärkers und ein bezüglich des Eingangs nicht negierter Ausgang des Schaltverstärkersmit den Eingängen eines ODER-Gliedes und dessen Ausgang sowie die Eef erenzspannungsquelle mit den Eingängen eines UHD-Gliedes verbunden. Der Ausgang dieses UKD-Gliedes ist mit dem nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers verknüpft. Das Zeitglied bewirkt nach einer bestimmten Verzögerungszeit ein Durchschalten des Schaltverstärkers und ist weiterhin so aufgebaut, daß mit dem Rückgang der Beaufschlagung durch den Operationsverstärker die sofortige Rückkehr in den Ausgangszustand vollzogen wird.

Die Aufgabe kann erfindungsgemäß auch dadurch gelöst werden, daß der Ausgang des Operationsverstärkers und der bezüglich des Eingangs nicht negierte Ausgang des Schaltverstärkers mit den Eingängen eines NOR-Gliedes verbunden sind und daß dessen Ausgang sowie die Meßspannungsquelle mit den Eingängen eines ODER-Gliedes verbunden sind. Dessen Ausgang ist mit dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers verbunden.

Diese logischen Rückkopplungen auf den Eingang des nicht invertierenden bzw. auf den Eingang des invertierenden Einganges des Operationsverstärkers bewirken nach einer ersten Überschreitung der Referenzspannung eine Selbsthaltung des eingenommenen Schaltzustandes des Operationsverstärkers bis zum Ablauf der Verzögerungszeit und eine Ausgabe der Ausgangssignale dann, wenn zu diesem Zeitpunkt die Referenzspannung weiterhin überschritten ist. Kit Rückgang der Meßspannung erfolgt eine Umkehrung der Ausgangssignale unmittelbar. Ist nach Ablauf der Verzögerungszeit die Referenzspannung unterschritten, so entsteht lediglich an den Ausgängen des .erfindungsgemäßen Schwellwertschalters ein Nadelirapuls, der durch geringfügige Dämpfungsmaßnahmen unwirksam gemacht werden kann. . . Gemäß einer Ausführungsvariante wird die Aufgabe mit geringstem Aufwand dadurch gelöst, daß der Ausgang eines Operationsverstärkers über einen Widerstand mit der Basis eines Transistors und dessen Kollektor mit dem positiven Pol einer Spannungsquelle verbunden ist. Der Emitter ist über eine·Diode in Flugrichtung und einen Kondensator

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mit dem negativen Pol der Spannungsquelle verbunden. Parallel zum Kondensator ist ein Spannungsteiler geschaltet, dessen Verbindungspunkt der beiden Widerstände einen an sich bekannten zweistufigen getriggerten Schaltverstärkej/ansteuert, Der Ausgang des Operationsverstärkers sowie der nicht negierte Ausgang des Schaltverstärkers ist mit der Reihenschaltung von zwei V/i der at and cn verbunden, dessen Verbindungspunkt über eine Diode in Flußrichtung mit dem nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers verbunden ist. Der Ausgang des Operationsverstärkers ist weiterhin über einen Schaltwiderstand, einen Lastwiderstand und einer Diode in Sperr-Sichtung mit dem nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers verbunden. Der Verbindungspunkt der beiden Widerstände ist über eine Diode in Sperr-Richtung mit einem Bezugspotential für Meß- und Referenzspannung verbunden. Der nicht invertierende Eingang des Operationsverstärkers ist weiterhin über eine Diode in Sperr—Richtung mit diesem Bezugspotential verbunden. Die Meßspannungsquelle ist mit dem invertierenden Eingang und die Referenzspannungsquelle ist über einen Vorwiderstand mit dem nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers verbunden. Der Innenwiderstand der Meßspannungsquelle ist vorzugsweise gleich dem Vorwiderstand.

Wird ein Arbeitswiderstand für den negierenden Ausgang des Schaltverstärkers durch ein Relais ersetzt, so ist erfindungsgemäß parallel zum Relais die Reihenschaltung eines Kondensators und einer Diode angeordnet. Parallel zum Kondensator ist ein Widerstand geschaltet. Die Flußrichtung der Diode entspricht hierbei der Flußrichtung des Relaisstromes. Schaltmaßnahmen zur Vermeidung der Induktionsspannungen sind allgemein bekannt und hier nicht dargestellt. Die Erfindung kann für O, L-Eingangssignale statt für MeLsignale erweitert werden. Derartigen Signalen sind an sich bekannte Einrichtungen, z. B, unverzögerte Schwellwertschalter mit einer Impulsverlängerungsstufe für Wechselspannungen oder pulsierende Gleichspannungen vorgeschaltet.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß einem ersten HOR-Gleid das bereits beschriebene Zeitglied nachgeschaltet ist, dessen Ausgang mit dem gex-riggerten Schaltverstärker verbunden ist. Die Ausgänge des ersten NOR-Gliedes und des nicht negierten Ausgangs des Schaltverstärkers sind mit den Eingängen eines zweiten NOR-Gliedes

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verbunden, dessen Ausgang seinerseits an einen Eingang des ersten NOR-Gliedes geführt ist und dessen zweiter Eingang ein Sensor für, O, L-Signale darstellt.

AusführuRgsbeispiel

Die Erfindung soll anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden:

Es bedeuten:

Fig. 1: Blockschema 1 der Erfindung

Fig. 2: Funktion des Zeitgliedes, Blockierungszeit t Fig. 3: Funktion des UND-Gliedes

Fig. 4: Blockscheraa 2 der Erfindung mit gleichartiger Wirkung

Fig. 5: Funktionsablauf für kurzfristige Überschreitung der Referenzspannung .........

Fig. 6: Funktionsablauf für langfristige Überschreitung der Referenzspannung

Fig. ?ϊ Stromlaufplan zum Blockscheraa 1

Fig. 8: SchaltmaBnahme für Relaisausgang

Fig. $i Blockschema 3 für O,L Eingangssignale Fig.10: Stromlaufplan zum Blockschema 3

Das Blockschema 1 der Erfindung (Fig. 1) enthält einen unverzögerten Schwellwertschalter 2, bestehend aus einem Operationsverstärker 19 mit Hystereseaufschaltung. Dessen Ausgang 13 ist über ein Zeitglied 3 mit einem Schaltverstärker 4, mit einem negierten Ausgang 12 und einem nicht negierten Ausgang 11, verbunden. Die Ausgänge 13 des Schwellwertschalters 2 und 11 des Schaltverstärkers 4 sind mit den Eingängen eines ODER-Gliedes 5 verbunden, dessen Ausgang und der einer fieferenzspannungsquelle 1 mit den Eingängen eines UND-Gliedes 6 verknüpft sind» Der Ausgang 15 dieses UND-Gliedes 6 ist mit dem nicht invertierenden Eingang 10 des Operationsverstärkers verbunden. Die Meßspannungsquel-Ie 14 ist Biit dein invertierenden Eingang 9 des Operationsverstärkers verbunden. . .. . .

Hinsichtlich der Rückgangszeit und des Aufwandes vorteilhafte hochbelastete Wandler werden nach anfänglich .richtiger Übertragung der ersten Amplitude^.bei durch iietzzeitkonstanten verlagerten Kurzschlußströmen vorübergehend gesättigt, wodurch eine Reduzierung eintritt.

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Die erfindungsgemäße Lösung benutzt diese erste Amplitude für den Start des Zeitgliedes, dessen Zeitablauf durch vorübergehende Reduzierungen nicht unterbrochen werden kann.

Fig. 2 zeigt die Funktion des Zeitgliedes 3.

Bei Rückgang des Ausgangssignals A 13 folgt nach einer Blockierungszeit t_D die Aktivierung des Ausgangssignals A 11 des Schaltverstärkers 4; steht das Ausgangssignal A 13 wieder an, so folgt gleichzeitig die Rückstellung des Zeitgliedes, d.h. Rückgang des Ausgangssignals A 11.

Fig. 3 zeigt die Funktion des UND-Gliedes 6. Liegt die UND-Bedingung nicht vor, so ist das Ausgangssignal A 15 negativ bezüglich eines Bezugspotentials M für Meß- und Referenzspannung; hierdurch v/ird mit Sicherheit auch bei fallender Heßspannung im Falle der fehlenden UND-Bedingung ein Ausgangssignal A 13 = O erzielt. Beim Vorliegen der UND-Bedingung ist das Ausgangssignal A 15 ölt der Referenzspannung R identisch.

Fig. 4 zeigt ein weiteres Blockschema 2 zur erfindungsgemäßen Lösung der Aufgabe. Statt eines UND-Gliedes, dessen Ausgang den nicht invertierenden Eingang 10 des Operationsverstärkers 19 beaufschlagt, tritt ein ODER-Glied 8. Dessen Ausgang ist mit dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 19 und dessen Eingänge mit der Meßspannungsquell© 14 sowie mit dem Ausgang eines NOR-Gliedes 7 verbunden, das anstelle eines ODER-Gliedes 5 tritt.

Fig. 5 zeigt den Funktionsablauf für den Fall, daß eine letzte Überschreitung der Referenzspannung innerhalb der Blockierungszeit des Zeitgliedes 3 stattfindet; t, ^ t im A 11, t-Diagramm. Das Diagramm

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R-E 14, t- äeigt die Schaltbedingungen für den Operationsverstärker 19, dessen Ausgangssignal A 13 das A 13, t-Diagramm zeigt. Das Ausgangssignal A 11 (Ausgangssignal der gesamten Einrichtung) tritt nach der Blockierungszeit t auf (A 11,t-Diagramm). Zunächst ist die CDER-Be-

dingung, durch Ausgang 12 und 11 gesteurt, nicht erfüllt und das Ausgangssignal A 5 schaltet das UND-Glied 6 gemäß Funktionsdiagramci Fig. auf ein negatives PotentialAi5· Das A 15-E 14, t-Diagraiam zeigt die v/eitere Schaltbedingung für den Operationsverstärker 19, wodurch das ursprüngliche R-E 14-Diagramm aufgehoben ist. Ersichtlich ist, daß"ein Rückgang der Mehspannung bis auf KuIl diesen Zustand der Selbsthaltung

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nicht beeinflussen kann. Innerhalb der Blockie&ungszeit t kann daher die Meßspannung E 14, etwa durch Sättigung eines Wandlers, nach einer ersten Überschreitung der Referenzspannung in beliebiger Weise bis zum Verschwinden zurückgehen, ohne den durch Selbsthaltung gekennzeichneten Schaltzustand zu verändern. Nach Ablauf der Blockierungszeit t„ er-

folgt die Ansteuerung des Schaltverstärkers 4, dessen Ausgangssignal A 11 aktiviert wird. Der Ausgang des ODER-Gliedes 5 (A 5_t t-Diagramm) bewirkt, daß das Ausgangssignal A 15 wieder das Potential der Referenzspannung R annimmt (Funktion des UL'D-Gliedes 6, Fig. 3)« Das E 14-R t-Diagramm ist wieder gültig. Da jedoch inzwischen die Referenzspannung R wieder unterschritten ist, wird entsprechend dem R-E 14, t-Diagramra das Ausgangssignal A 13 aktiviert. Gemäß der Funktion des Zeitgliedes 3» Fig. 2, erfolgt der sofortige Rückgang des Signals A 11 des Schaltverstärkers 4. Die Anordnung ist in den Ausgangszustand zurückgekehrt. In Fig.- 5 ist der logische Ablauf der Schaltzustände zeitgleich stark gedehnt dargestellt; der über die Zeit A% entstehende Impuls des Ausgangssignals A ist <1 ms (Nadelimpuls) und kann für folgende Einrichtung durch geringfügige Dämpfungsmaßnahinen unwirksam gemacht v/erden.

Ist etwa ein Kurzschlußstrom infolge von Netzzeitkonstanten verlagert und wird lediglich hierdurch eine Überschreitung der Referenzspannung R bewirkt, so erfolgt keine Anregung, d.h. kein Ausgangssignal A 11.

Fig. 6 zeigt den Funktionsablauf für den Fall, daß eine letzte Überschreitung der Referenzspannung in beliebiger Zeit nach der Blockierungszeit t des Zeitgliedes 3 stattfindet; t > t im E 14, t-Diagramm,

Die Funktionen nach einer ersten Anregung zeigt Fig. 5· Nach Ablauf der Blockierungszeit t erfolgt die Aktivierung des Ausganges 11 des Schaltverstärkers 4. Über den Ausgang 5 erfolgt die Gleichsetzung von 15 mit R (wie Fig. 5)· Da hier jedoch die Schaltbedingung (R-14, t-Diagramrn) für den Operationsverstärker fortbesteht, ändert sich das Ausgangssignal 13 nicht und der bereits aktivierte Ausgang 11 des Schaltverstärkers 4 bleibt bestehen. Erfolgt nach t -*" t_B

ein jö

Rückgang von Signal E 14 (E 14,t-Diagramm), so bewirkt die Schaltbedingung (R-E 14, t-Diagramm) für den Operationsverstärker 19 die Aktivierung des Ausganges 13, wodurch zufolge des Funktionsdiagrammes für das Zeitglied 3, Fig. 2, die sofortige Rückstellung von Signal A 11

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η _ί

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erfolgt. Die Anregung erfolgte somit über die Zeit t — t„. Bewirkt

an ο

also nach Ablauf der Blockierungszeit der stationäre Wert des Kurzschlußstromes eine Überschreitung der Referenzspannung E, so erfolgt nach Ablauf der Blockierungszeit t eine Anregung. Das Blooksehema 2, Fig» 4, weist bezüglich der Ausgangssignale A 11 und 12 die gleichen Funktionen (Fig. 5» Fig. 6) wie die des Blockscheraas in Fig. 1 auf.

Fig. 7 zeigt den Stromlaufplan des ersten Blockschenias. Der Ausgang 13 eines Operationsverstärkers 19, der mit einer stabilisierten Spannung IL, betrieben wird, ist über einen Widerstand 25 mit einem Zeitglied 3 verbunden, dessen Eingang die Basis eines Transistors 26 ist. Dessen Kollektor ist mit einer Spannung + U_R beaufschlagt und der Emitter über eine Diode 27 und einen Kondensator 28 mit dem negativen Pol der Betriebsspannung - U„- verbunden. Parallel zum Kondensator ist die Reihenschaltung der Widerstände 29 und 30 angeordnet. Der Verbindungspunkt ist an die Basis des Transistors 31, gegebenenfalls über einen nicht dargestellten Emitterfolger, geführt. Dieser ist Bestandteil eines an sich bekannten getriggerten Schaltverstärkers mit einem Koppelwiderstand 33 und den Arbeitswiderständen 32 und 36, einem Basiswiderstand 34 sowie einem Transistor 35» Die Heßspannungsquelle und die Referenzspannungsquelle 1 beziehen sich auf ein Bezugspotential M; den Unterschied zum Potential - IL, erzeugt derWiderstand 41 oder andere Bauelemente. Der unverzögerte Schwellwertschalter 2 entsteht durch eine Hysterseaufschaltung auf den nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 19» Der Ausgang 13 ist über einen Schaltwiderstand 21, einen Arbeitswiderstand 22 und einer Diode 24 in Sperr-Richtung mit dem Eingang 10 des Operationsverstärkers I9 verbunden.

Eine Kompensationsdiode 23 ist zwischen dem Verbindungspunkt der Widerstände 21 und 22 und dem Bezugspotential M.in Sperr-Richtung geschaltet. Das ODER-Glied 5 und das UND-Glied 6 (Fig. 1) werden durch die Verbindung des Ausganges 13 des Operationsverstärkers und des Kollektors des Transistors 31 mit der Reihenschaltung der Widerstände und 38, dessen Verbindungspunkt über eine Diode 39 in Sperr-Richtung mit dem nicht invertierenden Eingang 10 des Operationsverstärkers verbunden ist und durch eine Diode 40, die in Flußrichtung das Bezugspotential M mit dem Eingang 10 verbindet, dargestellt. Die Referenzspannungsquelle 1 ist über einen Vorwiderstand 20 mit dem nicht

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invertierenden Eingang 10 des Operationsverstärkers verbunden. Der Kondensator 28 ist normalerweise über den Emitterfolger 26 mit einer stabilisierten Spannung IL verknüpft, da der Eingang 10 das höhere Potential aufweist, überschreitet das Eingangssignal E 14 die Referenzspannung R, so weist der Ausgang 13 das Potential von - U_ß auf und der Kondensator 28 entlädt sich über die Widerstände 29 und 30 sowie über die Basis-Emitterstrecke des Transistors 31· Nach Ablauf der durch TL und durch die Parameter der genannten Elemente bestimmten Blockierungszeit, wird der bis dahin durchgeschaltete Transistor 31 stromlos und der Schaltverstärker 4 schaltet infolge der Triggerung (Widerstand 33) plötzlich um.

Kim-uit der Ausgang 13 das Potential IL an, so wird über den Emitter folia

ger 26 der Kondensator durch die niederohmige Betriebsspannungsquslle Ü_R momentan aufgeladen.

Es kann^ilso nur dann der Schaltverstärker 4 betätigt werden, wenn zu diesem Zeitpunkt noch die Bedingung E 14>R besteht; anderenfalls wird das Zeitglied vorher zurückgestellt und die Beaufschlagung des Schaltverstärkers 4 unterbleibt. Die Funktion des Zeitgliedes, Fig. 2, ist erfüllt. Normalerweise sperren die Dioden 39 und 40, d.h. im A 15 t-Diagramm (Fig. 5) ist das Ausgangssignal A 15 = R· Überschreiten nun die Heizspannungen 14 die Referenzspannung R, so nehmen, die Ausgangssignale A 13 und A 11 das Potential der negativen Betriebsspannung - IL. an. Dadurch v/erden die Dioden 39 und 40 leitend.

Das Potential des nicht invertierenden Einganges 10 des Operationsverstärkers 19 sinkt somit um die Flu£spannung der Diode 40 unter dessen Bezugspotential M₁ wodurch das Ausgangssignal A 15 das Potential -^A (A 15i t-Diagramn, Fig. 5) annimmt. Jetzt kann auch das Melispannungssignal E 14 = 0 die eingeleitete Blockierung nicht aufheben (A 13-3 14, t-Diagramm). Die Funktion des UND-Gliedes 6 ist erfüllt.

Fig. 8 zeigt eine Schaltmaßnahme für ein Ausgangsrelais 42 anstelle des Arbeitswiderstandes 36, um Nadelimpulse bezüglich der magnetischen Durchflutung zu dämpfen. Parallel zur Wicklung des Relais 42 ist die Reihenschaltung eines Kondensators 45 und einer Diode 44 in Flußrichtung angeordnet. Parallel zum Kondensator 45 ist ein Widerstand43 geschaltet. Ein Eadelimpuls führt zunächst zur Aufladung des Kondensators 45, ohne daß infolge der Induktivität der Relaisspule 42 ein Magnetfeld aufgebaut wird. Die Diode 44verhindert eine nachträgliche

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Wirkung des Kondensators auf die Relaisspule; die Ableitung erfolgt dann über den Widerstand 43.

Fig. 9 zeigt ein Blockscheraa 3 für 0, L-Eingangssignale, Ausgangspunkt ist das Blockschema 2, Fig. 4, das insbesondere zur Lösung der Aufgabe geeignet ist, da .hier die Referenzspannungsquelle nicht beeinflußt ist. Für 0, L-Eingangssignale entfällt die Referenzspannungsquelle 1 und der Schaltverstärker 2 wird durch ein KGR-Glied 46 ersetzt.

Fig. 10 zeigt einen Stromlaufplan zum Blockscheraa 3.

Ein erstes NOR-Glied 46 ist durch Diodeneingänge 47, Transistor 49 und Arbeitswiderstand 48 dargestellt. Die Ansteuerung des Zeitgliedes 3 und Schwellwertschalters 2, analog zu Fig. 7, erfolgt über einen Widerstand 25· Das zweite IiOR-GIied 7 ist durch Diodeneingänge 51 mit Widerständen 50» Transistor 52 und Arbeitswiderstand 53 dargestellt. Ein Eingang ist mit dein Arbeitswiderstand 32 des nicht negierten Ausganges 11 des Schaltverstärkers 4 (Fig. 9) und der zweite Eingang ist mit dem Arbeitswiderstand 48 des ersten NOR-Gliedes 46 verbunden. Ein Eingang dieses NOR-Gliedes 46 ist mit dem Arbeitswiderstand 53 des zweiten NOR-Gliedes 7 verbunden. Der weitere Eingang des ersten NOR-Gliedes 46 ist Sensor für 0, L-Meßsignale E 14. Der Arbeitswiderstand 36 kann durch eine Relaisspule ersetzt v/erden.

Die Erfindung/gestattet den Einsatz magnetisch hochbelasteter Gerätewandler in Stromanregungen des Überstromzeitschutzes für den selektiven Netzschutz in Staffelzeiisystemen.

Hochbelastete Wandler erhöhen die Rückgangszeit nach Anregeströmen auf kleinste Einstellwerte nicht, wenn Anregeströme z. B. thermische G^ensströme sind«, Kleine Rückgangszeiten gestatten entsprechend kleine Staffelzeiten für kurzfristige Betätigung der Lastschalter. Hochbelastete Wandler haben weiter den Vorteil des geringen Aufwandes. Geringbelastete Gerätev/andler erfordern weit höheren Aufwand und übertragen verlagerte Kurzschlußströse vollständig, so daß Anregeverzögerungen zur Vermeidung von Fehlaregungen erforderlich sind.

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Claims

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Erfindungsanspruch

1. Schwellwertschalter mit konstanter Zeitverzögerung bestehend aus einem unverzögerten Schwellwertschalter, einem Zeitglied und einem Schaltverstärker, gekennzeichnet dadurch, daß der Ausgang (13) eines unverzögerten Schwellwertschalters (2), eines Operationsverstärkers (19) mit Hystereseaufschaltung.mit einem rückstollbaren Zeitglied (3) sowie mit einem ersten Eingang eines ODER-Gliedes (5) und daß der Ausgang des ZeitgÜedes (3) mit einem getriggerten Schaltverstärker (4) verbunden ist, dessen nicht negierter Ausgang (11) mit einem zweiten Eingang des ODER-Gliedes (5) verknüpft ist, daß der Ausgang des ODER-Gliedes (5) mit einem ersten Eingang eines UND-Gliedes (6), dessen Ausgang (15) mit dem nicht invertierenden Eingang (10) des Operationsverstärkers (19) verbunden ist und der- zweite Eingang an eine Referenzspannungsquelle (1) geführt ist und daß der invertierende Eingang (9) des Operationsverstärkers (19) mit einer Meßspannungsquelle (14) verbunden ist.
2. Schwellwertschalter mit konstanter Zeitverzögerung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Referenzspannungsquelle (1) direkt mit dem nicht invertierenden Eingang (10) des Operationsverstärkers (19), die Meßspannungsquelle (14) mit einem ersten Eingang eines ODER-Gliedes (8) und dessen Ausgang mit dem invertierenden Eingang (9) des Operationsverstärkers (19) verknüpft ist, daß der Ausgang (13) des unverzögerten Schwellv/ertschalters (2) direkt mit einem ersten Eingang eines NOR-Gliedes (7) und über das Zeitglied (3) direkt mit dem getriggerten Schaltverstärker (4) verbunden ist, dessen nicht negierter Ausgang (11) an einen zweiten Eingang des NOR-Gliedes (7) geführt ist ur<d daß der Ausgang des NOR-Gliedes (7) ciit einem zweiten Eingang des ODER-Gliedes (8) verbunden ist,
3. Schwellwertschalter mit konstanter Zeitverzögerung für Meßspannungen, die als Wechselspannung oder pulsierende Gleichspannung durch unverzögerte Schwellwertschalter mit Impulsveriängerungsstufen in O, L-Signale gewandelt sind, gekennzeichnet dadurch, daß der Ausgang (13) eines NOR-Gliedes (46) mit einem Eeitglied (3) und einem ersten Eingang des NOR-Gliedes (7) und der zweite Eingang mit dem nicht negierenden Ausgang (11) des Schalverstärkers (4) verbunden ist, daß

der Ausgang des ODER-Gliedes (7) mit einem ersten Eingang des NOR-Gliedes (46) verbunden ist, dessen zweiter Eingang (1A) Sensor für O, L-Meßsignale ist und daß der. Ausgang des Zeitgliedes (3) mit dem Eingang des Schaltverstärkers (4) verbunden ist.
4. Schwellwertschalter mit konstanter Zeitverzögerung nach Funkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang (13) eines Operationsverstärkers (19) über einen Widerstand (25) mit der Basis eines Transistor (26) verbunden ist, dessen Emitter über eine Diode (2?) in Flußrichtung und einen Kondensator (28) mit dem negativen Pol der Betriebsspannung (-U_n) verbunden ist und daß der Operationsverstärker mit einer stabilisierten Spannung (U ) betrieben v/ird, daß parallel zum Kondensator (28) eine Reihenschaltung der Widerstände (29), (30) geschaltet ist, dessen Verbindungspunkt mit der Basis eines Transistors (31)»· eines an sich bekannten getriggerten Schaltverstärkers (4) mit einem Ausgang (12) und einem negierten Ausgang (11) verbunden ist, daß zwischen dem Ausgang (13) des Operationsverstärkers (19) und dem nicht negierten Ausgang eine Reihenschaltung der Widerstände (37), (38) geschaltet ist, dessen Verbindungspunkt über eine Diode (39) in Sperr-Richtung mit dem nicht invertierenden Eingang (10) des Operationsverstärkers (19) verbunden ist, daß eine Diode (40) in Sperr-Richtung den Eingang (10) mit einem Bezugspotential (M) verbindet, auf das sich die Meßspannung (E 14) und die Referenzspannung (R) bezieht, daß zwischen dem Ausgang der Referenzspannungsquelle (1) und dem Eingang (10) ein Widerstand (20) geschaltet ist und daß die zu überwachende Meßspannung (E 14) mit dem invertierenden Eingang (9) des Operationsverstärkers (19) verbunden ist«
5. Schwellwertschalter nach Punkt 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Arbeitswiderstand eine Relaisspule (42) angeordnet ist und parallel zur Relaisspule (42) die Reihenschaltung eines Kondensators (45) und einer Diode (44) in Flußrichtung und daß parallel zum Kondensator (45) ein Widerstand (43) geschaltet ist.

Hierzu JsLSeiten Zeichnungen