CH677420A5 - - Google Patents

Description

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CH 677 420 A5 CH 677 420 A5

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Beschreibung description

Die Erfindung betrifft einen elektronischen Aus-(ösemelder zum Aufsetzen auf Sicherungen mit den im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen. The invention relates to an electronic trip (ösemelder for mounting on fuses with the features specified in the preamble of claim 1.

Das Auslösen einer Sicherung im Falle eines Über- oder Kurzschlußstromes im abgesicherten Stromkreis wird in der Reget durch den sogenannten Kennmelder an der Sicherung auf prinzipiell mechanische Weise angezeigt, im Falle eines NH-Si-cherungseinsatzes beispielsweise besteht dieser aus einem Federblech, das von einem elektrisch parallel zum Schmelzleiter des Sicherungseinsatzes geschalteten Kennmelderdraht unter mechanischer Spannung in der Kennmelderausnehmung gehalten und nach Auslösen der Sicherung freigegeben wird. The triggering of a fuse in the event of an overcurrent or short-circuit current in the protected circuit is generally indicated mechanically by the so-called indicator on the fuse, in the case of an NH-Si fuse insert, for example, this consists of a spring plate that is electrically operated by an The indicator wire connected in parallel to the fuse element of the fuse link is held under mechanical tension in the indicator recess and is released after the fuse has tripped.

Derartige bekannte Auslöseanzeigen sind oft unzuverlässig. Darüber hinaus ist bei einem Sicherungskasten mit einer Vielzahl von Sicherungen ein schnelles Auffinden des ausgelösten Sicherungseinsatzes oft nicht möglich. Such known trip indicators are often unreliable. In addition, with a fuse box with a large number of fuses, it is often not possible to quickly locate the triggered fuse link.

Ein besonderes Problem stellt die Fernüberwachung eines Sicherungssystems beispielsweise von einer Steuerzentrale aus dar. Die herkömmlichen Sicherungen, wie Schmelzsicherungen und NH-Siche-rungseinsätze bieten hier an sich keine Möglichkeiten. Aus dem Stand der Technik sind jedoch spezielle Bauformen für solche Sicherungen bzw. Zusatzgeräte zum Melden und zur Überwachung des Sicherungszustandes bekannt. Remote monitoring of a security system, for example from a control center, poses a particular problem. The conventional fuses, such as fuses and NH fuse links, do not offer any possibilities per se. However, special designs for such fuses or additional devices for reporting and for monitoring the fuse state are known from the prior art.

DE-OS 2 015 031 beispielsweise zeigt eine Sicherung insbesondere für den Kleinstspannungsbe-reich, bei der im Bereich des Schmelzleiters bzw. eines parallel zu diesem geschalteten Glühwiderstandes eine Fotozelle oder das eine Ende eines Lichtleiters angeordnet ist, an dessen anderem Ende sich wiederum eine Fotozelle befinden kann. Das beim Auslösen der Sicherung an dessen Schmelzleiter oder am Glühwiderstand auftretende Lichtsignal wird von der Fotozelle detektiert. Diese Information kann dann in einer entsprechenden Überwachungseinrichtung angezeigt, zu Steuerungszwecken oder anderweitig verarbeitet werden. DE-OS 2 015 031, for example, shows a fuse, in particular for the extra-low voltage range, in which a photocell or one end of a light guide is arranged in the area of the fusible conductor or a glow resistor connected in parallel with it, and at the other end there is again a photocell can be located. The light signal that occurs when the fuse is triggered on its fuse element or on the glow resistor is detected by the photocell. This information can then be displayed in a corresponding monitoring device, processed for control purposes or otherwise.

Nachteilig bei dieser Anordnung ist die Tatsache, dar hier eine spezielle Sicherung verwendet werden muß. Eine Nachrüstung herkömmlicher Sicherungen ist nicht möglich. Darüber hinaus muß die Überwachungselektronik auf die Fotodiode abgestimmt sein. Es können also nicht beliebige Überwachungssysteme verwendet werden. Weiterhin sind der Übertragung des Lichtsignales insbesondere bei einer direkten Anbindung des Lichtleiters an den Schmelzleiter Grenzen gesetzt. A disadvantage of this arrangement is the fact that a special fuse must be used here. Retrofitting conventional fuses is not possible. In addition, the monitoring electronics must be matched to the photodiode. It is therefore not possible to use any monitoring system. Furthermore, there are limits to the transmission of the light signal, particularly when the light guide is connected directly to the fusible link.

Eine andere Alternative ist in DE-OS 3 233 965 gezeigt Hier ist eine Vorrichtung zur Zustands-überwachung eines Sicherungseinsatzes beschrieben, bei der ein Signalmelder in Form einer weiteren Schmelzsrcherungspatrone parallel zu dem Sicherungseinsatz geschaltet ist. Diese Sicherungspatrone weist einen sogenannten Kraftkennmelder auf. Beim Auslösen der Sicherung schmilzt auch die zusätzliche Schmelzsicherungspatrone durch, wodurch der Kraftkennmelder freigesetzt wird. Letzterer betätigt einen Meldeschalter, der mit der zusätzlichen Sicherungspatrone in einem auf die Sicherung aufsteckbaren Gehäuse aus Isolierstoff untergebracht ist. Damit ist der Sicherungsbetreiber nicht mehr an Sonderausführungen von Sicherungseinsätzen oder Unterteilen, allgemein an besonders ausgestaltete Geräte gebunden. Ein Nachrüsten bestehender Anlagen mit dem Signalmelder ist ohne Sondermaßnahmen möglich. Dazu weist das Isoiiergehäuse an seiner Unterseite Hohlräume zur Aufnahme von mit den Konfaktkappen der zusätzlichen Schmelzpatrone verbundenen Kontakf-federn auf, die mit den Endkontakten des überwachten Sicherungseinsatzes mechanisch und elektrisch verbindbar sind. Der Meldeschalter selbst kann über entsprechende Signalleitungen mit einer externen Überwachungszentrale verbunden sein. Beim Auslösen des Schmelzsicherungseinsatzes ändert der Meldeschalter seinen Schaltzustand, eine Fernauslöseanzeige für die Sicherung ist also gegeben. Another alternative is shown in DE-OS 3 233 965. Here, a device for monitoring the condition of a fuse link is described, in which a signal detector in the form of a further fuse cartridge is connected in parallel to the fuse link. This fuse cartridge has a so-called force indicator. When the fuse is triggered, the additional fuse cartridge also melts, releasing the force indicator. The latter actuates a signaling switch, which is housed with the additional fuse cartridge in a housing made of insulating material that can be plugged onto the fuse. This means that the fuse operator is no longer bound to special versions of fuse links or lower parts, generally to specially designed devices. Retrofitting existing systems with the signal detector is possible without special measures. For this purpose, the insulation housing has cavities on its underside for receiving contact springs connected to the contact caps of the additional fuse cartridge, which can be mechanically and electrically connected to the end contacts of the monitored fuse link. The signaling switch itself can be connected to an external monitoring center via appropriate signal lines. When the fuse link is triggered, the signaling switch changes its switching status, so there is a remote trigger indicator for the fuse.

Nachteilig bei der beschriebenen Melde- und Überwachungsvorrichtung ist die Tatsache, daß die zusätzliche Schmelzsicherungspatrone neben dem eigentlichen Sicherungseinsatz ebenfalls erneuert werden muß. Damit ergibt sich ein zusätzliches Wegwerfteil und entsprechend höhere Betriebskosten. Darüber hinaus erfüllt das Überwachungsgerät seine Funktion dann nicht zuverlässig, wenn ein Auswechseln der zusätzlichen Schmelzsicherungspatrone in diesem Gerät vergessen worden ist oder der mechanische Kraftkennmelder sich beispielsweise in seiner Ausgangslage verklemmt. A disadvantage of the reporting and monitoring device described is the fact that the additional fuse cartridge must also be replaced in addition to the actual fuse insert. This results in an additional disposable part and correspondingly higher operating costs. In addition, the monitoring device does not reliably perform its function if a replacement of the additional fuse cartridge in this device has been forgotten or the mechanical force indicator jams, for example, in its initial position.

Ausgehend von den vorgenannten Nachteilen von Melde- und Überwachungsvorrichtungen nach dem Stande der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen elektronischen Auslösemel-der der eingangs genannten Art zu schaffen, der sicherheits- und funktionstechnisch besonders zuverlässig sowie einfach und insbesondere ohne Wegwerfteile anwendbar ist. On the basis of the aforementioned disadvantages of signaling and monitoring devices according to the prior art, the object of the invention is to create an electronic triggering signal of the type mentioned at the outset, which is particularly reliable and simple in terms of safety and functionality, and in particular can be used without disposable parts.

Die Lösung dieser Aufgabe ist in den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 angegeben. Der Kern der Erfindung liegt in der Anwendung eines bistabilen Relais mit zwei Spulenwicklungen, dessen Kontakte den Meldeausgang des Auslösemelders bilden. Dieser kann also in beliebige Steuerungen eingebaut oder z.B. zum Ansteuern von Meldesystemen verwendet werden. The solution to this problem is specified in the characterizing features of claim 1. The essence of the invention lies in the use of a bistable relay with two coil windings, the contacts of which form the signal output of the trip detector. This can be built into any control system or e.g. can be used to control signaling systems.

Die Betriebsspannung für die Meldeelektronik des Auslösemelders wird durch die Spannungsdifferenz zwischen den Sicherungsanschlüssen nach deren Auslösen bereitgestellt. Dabei ist darauf zu achten, daß der Lastabgang der Sicherung über einen Abieitwiderstand gegen den N- oder PE-Leiter des abgesicherten Netzes verbunden sein muß. Dies ist in der Regel durch die Last selbst oder durch Isolationswiderstände gegen den PE-Leiter gewährleistet. The operating voltage for the alarm electronics of the trip detector is provided by the voltage difference between the fuse connections after they have tripped. It is important to ensure that the load outlet of the fuse must be connected to the N or PE conductor of the protected network via a protective resistor. This is usually guaranteed by the load itself or by insulation resistance against the PE conductor.

Zur Beschaltung des Relais und entsprechend des Meldeausgangs des Auslösemelders sind die Spulenwicklungen jeweils in zwei elektrisch parallel zueinander geschalteten, gemeinsam in Serie mit den Anschlußkontakten der Meldeelektronik liegenden Stromzweigen angeordnet. Die Spulenwicklungen sind jeweils durch in Reihe zu sich geschaltete, To connect the relay and according to the signal output of the trip detector, the coil windings are each arranged in two current branches which are electrically connected in parallel with one another and are connected in series with the connection contacts of the signaling electronics. The coil windings are each connected in series with

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ansteuerbare Halbleiterschalter derart wechselweise mit Stromimpulsen beaufschlagbar, daß bei Auslösen der Sicherung und entsprechendem Spannungsanstieg an den Kontakten der Meldeelektronik der Meldeausgang in einen ersten logischen Schaitzustand übergeht. Dieses Signal kann von dem mit dem Meldeausgang verbundenen Überwa-chungs- oder Steuerungssystem als Steuerungssignal verwendet werden. Beim Trennen des Auslösemelders von der Betriebsspannung, also bei dessen Abnehmen von der Sicherung oder bei Ausschalten der Netzspannungsversorgung - und entsprechendem Spannungsabfall an den Anschlußkontakten -geht der Meldeausgang in einen zweiten logischen Schaltzustand über. Dies kann wiederum als Steuersignal für ein Überwachungs- und Steuersystem dienen, in erster Linie jedoch wird dadurch der Aus-Iösemelder in seinen Ausgangszustand zurückgesetzt. Nach dem Erneuern der ausgelösten Sicherung kann der erfindungsgemäße Auslösemelder also ohne weitere Maßnahmen auf diese aufgesetzt werden und ist ohne weitere Maßnahmen sofort wieder betriebsbereit. controllable semiconductor switches so alternately acted upon with current pulses that when the fuse is triggered and the voltage rises accordingly at the contacts of the signaling electronics, the signaling output changes to a first logical switching state. This signal can be used as a control signal by the monitoring or control system connected to the signaling output. When the trip detector is disconnected from the operating voltage, i.e. when it is removed from the fuse or when the mains voltage supply is switched off - and there is a corresponding voltage drop at the connection contacts - the signal output changes to a second logical switching state. This in turn can serve as a control signal for a monitoring and control system, but primarily it triggers the tripping detector back to its initial state. After the triggered fuse has been replaced, the trigger detector according to the invention can therefore be placed on it without further measures and is immediately ready for operation again without further measures.

Ein weiterer Kernpunkt der Erfindung leitet sich daraus ab, daß über die Meldeelektronik des Auslösemelders trotz ausgelöster Sicherung eine galvanische Verbindung zwischen deren Anschlüssen existiert. Nach VDE muß der Innenwiderstand einer ausgelösten Sicherung mindestens 100 kOhm betragen. Damit diese Bestimmung auch für die Kombination von Sicherung und Auslösemelder erfüllt wird, muß die Meldeelektronik einen entsprechend hohen Innenwiderstand aufweisen. Dies kann durch einen den Anschlußkontakten der Meldeelektronik nachgeschalteten Eingangswiderstand in Höhe von beispielsweise 800 kOhm realisiert werden. Damit nun zur Beschattung der Spulenwicklungen des bistabilen Relais genügend elektrische Energie vorhanden ist, sind parallel zu den Spulenwicklungen und den ihnen zugeordneten Halbleiterschaltern in den beiden Spulenzweigen Kondensatoren angeordnet, die bei Anliegen der Spannung an den Anschlußkontakten der Meldeelektronik aufladbar sind. Die Kondensatoren stellen Energiespeicher zur Erzeugung der Stromimpulse für das Relais dar. Insbesondere muß nach dem Trennen des Auslösemelders von der Betriebsspannung noch Energie zur Verfügung stehen, um den Meldeausgang in den besagten, zweiten logischen Schaltzustand überzuführen. Außerdem kann die an den Ladekondensatoren anliegende Spannung als Steuerspannung zur Ansteuerung der Halbleiterschalter für die Spulenwicklungen dienen. Another key point of the invention is derived from the fact that, despite the fuse being tripped, a galvanic connection exists between the connections thereof via the signaling electronics of the trip detector. According to VDE, the internal resistance of a blown fuse must be at least 100 kOhm. In order for this provision to be met for the combination of fuse and trip detector, the signaling electronics must have a correspondingly high internal resistance. This can be achieved by means of an input resistance of, for example, 800 kOhm connected downstream of the signaling electronics. So that enough electrical energy is now available for shading the coil windings of the bistable relay, capacitors are arranged in parallel to the coil windings and the semiconductor switches assigned to them in the two coil branches, which capacitors can be charged when the voltage is applied to the connection contacts of the signaling electronics. The capacitors represent energy stores for generating the current pulses for the relay. In particular, after the trigger detector has been disconnected from the operating voltage, energy must still be available in order to convert the signal output to the said second logical switching state. In addition, the voltage applied to the charging capacitors can serve as a control voltage for controlling the semiconductor switches for the coil windings.

Zusammenfassend ist bei dem erfindungsgemäßen Auslösemelder ein neuartiges Konzept zur Sicherungsüberwachung realisiert: Der Meldeausgang wird durch ein bistabiles Relais gesetzt, das jeweils durch Stromimpulse durch eine der beiden Spulenwicklungen des Relais in einer der beiden stabilen Schaltzustände übergeführt werden kann. Die Energie für die Schaltimpulse wird aus Ladekondensatoren bezogen, die über einen hohen Eingangswiderstand durch die Spannungsdifferenz zwischen den Anschlüssen der ausgelösten Sicherung geladen werden. Damit ist der erfindungsgemäße Auslösemelder verschleiß- und wartungsfrei, elektrisch äußerst sicher, vor Bedienungsfehlern geschützt und dabei schaltungstechnisch relativ einfach aufgebaut. Ein weiterer Vorteil ist die im wesentlichen freie Verwendbarkeit des Meldeausgangs bezüglich der damit verbundenen Überwachungs-, Steue-rungs- oder Anzeigevorrichtungen. In summary, a new concept for fuse monitoring is implemented in the trip detector according to the invention: the signal output is set by a bistable relay, which can be converted into one of the two stable switching states by current pulses through one of the two coil windings of the relay. The energy for the switching pulses is obtained from charging capacitors, which are charged via a high input resistance due to the voltage difference between the connections of the triggered fuse. The trigger detector according to the invention is thus wear and maintenance-free, extremely safe electrically, protected against operating errors and is relatively simple in terms of circuitry. Another advantage is the essentially free usability of the message output with regard to the associated monitoring, control or display devices.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen des Auslösemelders angegeben. So wird durch die symmetrische Aufteilung des Innenwiderstandes der Meldeelektronik auf zwei deren Anschlußkontakten seriell nachgeschaltete Eingangswiderstände bei Verwendung geeigneter Widerstandstypen eine hohe Stoßspannungsfestigkeit erzielt (Anspruch 2). Hier können Werte von 2500 Volt ohne weiteres erreicht werden. Solche Spannungen können bei ungünstigen Netzverhältnissen tatsächlich an der Sicherung auftreten. Advantageous further developments of the trigger detector are specified in the subclaims. For example, the symmetrical distribution of the internal resistance of the signaling electronics over two of its connecting contacts serially connected input resistors when using suitable types of resistance achieves a high surge voltage resistance (claim 2). Values of 2500 volts can be easily achieved here. Such voltages can actually occur on the fuse in unfavorable grid conditions.

Durch die im Kennzeichen des Anspruches 3 angegebene Gleichrichter- und insbesondere Brük-kenschaltung kann der Auslösemelder sowohl im Wechselstrom-, als auch im Gleichstrombetrieb mit beliebiger Polarität eingesetzt werden. Due to the rectifier and, in particular, bridge circuit specified in the characterizing part of claim 3, the trip detector can be used both in AC and in DC operation with any polarity.

Durch die den Stromzweigen mit den Spulenwicklungen nach Anspruch 4 vorgeschalteten Dioden gleicher Sperrichtung wird die Gesamtschaltung in zwei selbständige Teilschaltungen aufgespalten, wodurch sich die beiden parallelen Stromzweige gegenseitig nicht beeinflussen können. Due to the upstream of the current branches with the coil windings according to claim 4 diodes of the same blocking direction, the entire circuit is split into two independent sub-circuits, so that the two parallel current branches cannot influence each other.

Im Kennzeichen des Anspruches 5 ist eine vorteilhafte Schaltungsanordnung für einen der beiden Stromzweige zur Beschaltung der einen Spulenwicklung angegeben. Dieser Stromzweig wirkt dabei als Meldezweig und ist aus drei parallelen Schaltungszweigen gebildet. Meldezweig bedeutet dabei, daß nach dem Auslösen der durch den Auslösemelder überwachten Sicherung die Spulenwicklung in diesem Zweig mit Stromimpulsen beaufschlagt wird und somit den Meldeausgang der bistabilen Relais in den entsprechenden Schaltungszustand überführt. Zu den schaltungstechnischen Details und der Funktionsweise wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf das Ausführungsbeispiel verwiesen. Es ist lediglich hervorzuheben, daß zum einen der Kondensator im Kondensatorzweig als Energiespeicher zur Bereitstellung der Stromimpulse für die Spulenwicklung dient, zum anderen wird durch die an ihm anliegende Spannung über den parallelen Steuerzweig mit in Reihe einem DIAC und einem Spannungsteiler der Halbieiterschalter bzw. Thyristor im Spulenzweig gesteuert. Der im Meldezweig angeordnete Kondensator erfüllt also eine Doppelfunktion. In the characterizing part of claim 5, an advantageous circuit arrangement for one of the two current branches for connecting the one coil winding is specified. This current branch acts as a signal branch and is formed from three parallel circuit branches. Signaling branch means that after the fuse monitored by the triggering detector has been triggered, the coil winding in this branch is supplied with current pulses and thus transfers the signaling output of the bistable relays to the corresponding circuit state. With regard to the circuit details and the mode of operation, reference is made to the exemplary embodiment in order to avoid repetitions. It is only to be emphasized that, on the one hand, the capacitor in the capacitor branch serves as an energy store for providing the current pulses for the coil winding, and on the other hand, due to the voltage applied to it via the parallel control branch with a DIAC and a voltage divider in series, the semiconductor switch or thyristor in Controlled coil branch. The capacitor arranged in the signaling branch therefore fulfills a double function.

Durch die nach Anspruch 6 im Spulenzweig des Meldezweiges in Reihe zum Halbleiterschalter und der Spulenwicklung geschaltete Leuchtdiode ist gleichzeitig eine optische Anzeigevorrichtung geschaffen, die bei Auslösen der Sicherung mit einer Frequenz in der Größenordnung von 0,5-2 Hz (je nach Betriebsspannung) zu blinken beginnt. Damit ist insbesondere ein Auffinden der ausgelösten Sicherung beispielsweise in einem Sicherungskasten erheblich vereinfacht. Statt der Leuchtdiode können natürlich auch andersartige Lichtquellen verwendet werden. Due to the light-emitting diode connected in series to the semiconductor switch and the coil winding in the coil branch of the signaling branch, an optical display device is simultaneously created which, when the fuse is triggered, flashes at a frequency in the order of 0.5-2 Hz (depending on the operating voltage) begins. Locating the blown fuse, for example in a fuse box, is thus considerably simplified. Other types of light sources can of course also be used instead of the light emitting diode.

Anspruch 7 gibt eine vorteilhafte Schaltungsan- Claim 7 gives an advantageous circuit

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Ordnung für den zweiten Stromzweig an. Dieser bildet den sogenannten Rücksetzzweig, mittels dem das bistabile Relais durch Ansteuerung dessen zweiter Spulenwicklung wieder in seinen Ausgangszustand verbracht wird, wenn die Betriebsspannung art den Anschlußkontakten der Meldeelektronik nicht mehr ansteht. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn die Netzspannungsversorgung abgeschaltet oder der Auslösemelder von der ausgelösten Sicherung abgezogen wird. Der im Kondensa-torzweig des Rücksetzzweiges angeordnete Kondensator wirkt dabei ebenfalls als Energiespeicher, aus dem die elektrische Energie zur Beschattung der zweiten Spulenwicklung des bistabilen Relais bezogen wird. Hinsichtlich der Funktionsweise des Rücksetzzweiges wird ebenfalls wieder auf das Ausführungsbeispiel verwiesen. Order for the second current branch. This forms the so-called reset branch, by means of which the bistable relay is brought back into its initial state by actuating its second coil winding when the operating voltage is no longer applied to the connection contacts of the signaling electronics. This is the case, for example, when the mains voltage supply is switched off or the trip detector is removed from the blown fuse. The capacitor arranged in the capacitor branch of the reset branch also acts as an energy store from which the electrical energy for shading the second coil winding of the bistable relay is obtained. With regard to the functioning of the reset branch, reference is again made to the exemplary embodiment.

Durch den parallel zur Kollektor-Emitter-Strecke des Steuertransistors für den Rücksetzzweig geschalteten Kondensator (Anspruch 8) wird ein sicheres Sperren des als Halbleiterschalter für die zweite Spulenwicklung fungierenden Thyristors im Spulenzweig des Rücksetzzweiges während der Nulldurchgänge der Betriebsspannung gesorgt. The capacitor connected in parallel to the collector-emitter path of the control transistor for the reset branch ensures that the thyristor acting as a semiconductor switch for the second coil winding is reliably blocked in the coil branch of the reset branch during the zero crossings of the operating voltage.

Eine vorteilhafte Alternative und bei Steuerungssystemen oft verwendete Maßnahme ist die Schaltung der Kontakte des Meldeausganges des Auslösemelders als Wechsler (Anspruch 9). An advantageous alternative and often used in control systems is the switching of the contacts of the alarm output of the trip detector as a changeover contact (claim 9).

Die Erfindung wird anhand der beiliegenden Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Dargestellt ist das Schaltbild des Auslösemelders. The invention is explained in more detail with reference to the accompanying drawing in an embodiment. The circuit diagram of the trip detector is shown.

Strichliert bzw. lediglich schematisch angedeutet sind das Isoliergehäuse (10) des Auslösemelders sowie dessen Anschlußkontakte (A, B). Die gegenständliche Ausgestaltung dieser Bauteile ist in DE-GM 8 614 995 angegeben, wo ein elektronischer Sicherungswächter mit Blinkanzeige beschrieben ist. Statt der Blinkelektronik kommt beim vorliegenden Erfindungsgegenstand die Meldeelektronik (12) zum Einsatz. Der Auslösemelder wird, wie in der vorgenannten Gebrauchsmusterschrift beschrieben, mittels der beiden Anschlußkontakte (A, B) mechanisch und elektrisch mit den spannungsführenden Griffiaschen eines NH-Sicherungseinsatzes verbunden. The insulating housing (10) of the trip detector and its connection contacts (A, B) are shown in dashed lines or only schematically. The physical design of these components is specified in DE-GM 8 614 995, where an electronic fuse monitor with flashing indicator is described. Instead of the blink electronics, the reporting electronics (12) are used in the present subject matter of the invention. The trip detector, as described in the aforementioned utility model, is mechanically and electrically connected to the live grips of an NH fuse link by means of the two connection contacts (A, B).

Die Schaltung der Meldeelektronik (12) ist wie folgt aufgebaut: The circuitry of the signaling electronics (12) is structured as follows:

Den beiden Anschlußkontakten (A, B) sind die symmetrischen Eingangswiderstände (R1, R2) mit jeweils etwa 390 kOhm nachgeschaltet. Es schließt sich eine Brückenschaltung aus den Dioden (D1, D2, D3, 04) an, wodurch der Auslösemelder sowohl mit Wechselstrom, als auch mit Gleichstrom beliebiger Polarität betrieben werden kann. Zwischen die beiden Abgriffe (14, 16) dieser Brückenschaltung sind zwei elektrisch parallel liegende Schaltungszweige angeordnet. Es sind dies der sogenannte Meldezweig (18) und der Rücksetzzweig (20). Beide Zweige (18, 20) sind über die jeweils vorgeschalteten Dioden (D5 bzw. D6) gegeneinander entkoppelt. Das bedeutet, daß einerseits der Steuertransistor (T1) nach Abschalten der Betriebsspannung nicht weiterhin durch die Ladungen auf den Kondensatoren (02, 03) angesteuert wird, andererseits bewirkt (D5), daß der Kondensator (02) durch die Zündung des Thyristors (T3) nicht entladen wird. The two connection contacts (A, B) are followed by the symmetrical input resistors (R1, R2) each with about 390 kOhm. This is followed by a bridge circuit consisting of the diodes (D1, D2, D3, 04), which means that the trip detector can be operated with both alternating current and direct current of any polarity. Two electrically parallel circuit branches are arranged between the two taps (14, 16) of this bridge circuit. These are the so-called message branch (18) and the reset branch (20). Both branches (18, 20) are decoupled from one another via the upstream diodes (D5 and D6). This means that on the one hand the control transistor (T1) is no longer activated by the charges on the capacitors (02, 03) after the operating voltage has been switched off, on the other hand (D5) causes the capacitor (02) to ignite the thyristor (T3) is not unloaded.

Der Meldezweig (18) besteht aus drei parallelen Schaltungszweigen, nämlich dem Kondensatorzweig (22) mit dem Tantalkondensator (03), dem Steuerzweig (24) bestehend aus in Reihe geschaltet dem DIAC (D7) und dem Spannungsteiler (R5, R6) sowie dem Spulenzweig (26), der in Reihe die erste Spulenwicklung (28) (Spulenanschlüsse 3, 4) eines bistabilen Relais (REL1), die Leuchtdiode (D8) sowie den Thyristor (T3) aufweist. Dessen Steueranschluß (30) ist mit dem Mittenabgriff (32) des Spannungsteilers (R5, R6) verbunden. The signal branch (18) consists of three parallel circuit branches, namely the capacitor branch (22) with the tantalum capacitor (03), the control branch (24) consisting of the DIAC (D7) and the voltage divider (R5, R6) and the coil branch connected in series (26), which has in series the first coil winding (28) (coil connections 3, 4) of a bistable relay (REL1), the light-emitting diode (D8) and the thyristor (T3). Its control connection (30) is connected to the center tap (32) of the voltage divider (R5, R6).

Der Rücksetzzweig (20) ist wiederum aus drei Schaltungszweigen aufgebaut, nämlich dem Kondensatorzweig (34) mit dem Tantalkondensator (02), dem Steuerzweig (36) mit in Reihe geschaltet dem Widerstand (R4) und der Kollektor-Emitter-Strecke des Steuertransistors (T1) sowie dem Spulenzweig (38), der in Reihe die zweite Spulenwicklung (40) des bistabilen Relais (REL1) und den Thyristor (T2) aufweist. Dessen Steueranschluß (42) ist mit dem Kollektor des Steuertransistors (T1) verbunden. Dessen Basis wiederum ist über den Vorschaltwi-derstand (R3) mit dem positiven Abgriff (14) der Brückenschaltung (D1 bis D4) verbunden. Parallel zur Kollektor-Emitter-Strecke des Steuertransistors (T1) ist der Kondensator (01) geschaltet. The reset branch (20) is in turn made up of three circuit branches, namely the capacitor branch (34) with the tantalum capacitor (02), the control branch (36) with the resistor (R4) connected in series and the collector-emitter path of the control transistor (T1 ) and the coil branch (38), which has in series the second coil winding (40) of the bistable relay (REL1) and the thyristor (T2). Its control connection (42) is connected to the collector of the control transistor (T1). Its base in turn is connected to the positive tap (14) of the bridge circuit (D1 to D4) via the series resistor (R3). The capacitor (01) is connected in parallel to the collector-emitter path of the control transistor (T1).

Die Kontakte (5 bis 8) des bistabilen Relais (REL1) sind als Wechsler geschaltet. Der Meldeausgang (44) des Auslösemelders weist also in herkömmlicher Weise den gemeinsamen Eingang (0) sowie die Wechselausgänge (NO bzw. NC) auf. Diese Einbzw. Ausgänge C, NO, NC sind als herkömmliche Schraubklemmen gestaltet, die über Öffnungen im Isoliergehäuse (10) zugänglich sind. Die Belastbarkeit beträgt beispielsweise 4A-380V für AC/DC. The contacts (5 to 8) of the bistable relay (REL1) are switched as changeover contacts. The signal output (44) of the trip detector thus has the common input (0) and the changeover outputs (NO or NC) in a conventional manner. This inclusion. Outputs C, NO, NC are designed as conventional screw terminals, which are accessible through openings in the insulating housing (10). The load capacity is, for example, 4A-380V for AC / DC.

In der vorstehenden Beschreibung wurde auf eine Nennung der Größen und Typenbezeichnungen der einzelnen Schaltungsteile der Übersichtlichkeit halber verzichtet, da diese Angaben dem Schaltplan entnehmbar und somit Bestandteil dieser Beschreibung sind. In the above description, the sizes and type designations of the individual circuit parts have been omitted for the sake of clarity, since this information can be found in the circuit diagram and is therefore part of this description.

Die Meldeelektronik (12) zeigt folgendes Funktionsverhalten: The signaling electronics (12) show the following functional behavior:

Nach dem Auslösen der Sicherung steht die Betriebsspannung an den Anschlußkontakten (A, B) der Meldeelektronik (12) an. Diese wird über die Eingangswiderstände (R1, R2) in die Brückenschaltung (Dioden D1 bis D4) eingespeist. Mit jeder Halbwelle an den Abgriffen (14, 16) der Brückenschaltung werden die Tantalkondensatoren (02 und 03) im Rücksetz- (20) bzw. Meldezweig (18) über die Dioden (D5 bzw. D6) aufgeladen. Der Steuertransistor (T1) wird dabei über den Vorschaltwiderstand (R3) bei jeder Halbwelle ab 0,7 Volt angesteuert und legt den Steueranschluß des Thyristors (T2) auf Nullpotential. Letzterer sperrt daher, solange an den Anschlußkontakten (A, B) Spannung ansteht. After the fuse has tripped, the operating voltage is present at the connection contacts (A, B) of the signaling electronics (12). This is fed into the bridge circuit (diodes D1 to D4) via the input resistors (R1, R2). With each half wave at the taps (14, 16) of the bridge circuit, the tantalum capacitors (02 and 03) in the reset branch (20) or signaling branch (18) are charged via the diodes (D5 or D6). The control transistor (T1) is controlled via the ballast resistor (R3) at every half-wave from 0.7 volts and sets the control terminal of the thyristor (T2) to zero potential. The latter therefore blocks as long as voltage is present at the connection contacts (A, B).

Hat die Ladespannung des Kondensators (03) die Zündspannung des DIAG's (D7) erreicht, wird dieser schlagartig leitend und zündet den Thyristor (T3) im Spulenzweig (26) des Meidezweiges (18). Die Spulenwicklung (28) mit den Spulenanschlüssen (3, 4) des bistabilen Relais (REL1) wird mit einem ca. When the charging voltage of the capacitor (03) has reached the ignition voltage of the DIAG (D7), it suddenly becomes conductive and ignites the thyristor (T3) in the coil branch (26) of the avoiding branch (18). The coil winding (28) with the coil connections (3, 4) of the bistable relay (REL1) is

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7 7

CH677 420 A5 CH677 420 A5

8 8th

8 Millisekunden dauernden Entladestrom über die Leuchtdiode (D8) beaufschlagt. Das Relais (REL1) und damit der als Wechsler geschaltete Meldeausgang (44) mit den Kontakten (5 bis 8) wird geschaltet, wobei zusätzlich die Leuchtdiode (D8) kurz aufleuchtet. Der Entladestrom des Kondensators (C3) fließt so lange, bis der Haltestrom des Thyristors (T3) unterschritten wird und dieser wieder selbständig sperrt. Der im Steuerzweig (24) angeordnete Widerstand (R5) bewirkt, daß der Zündstrom des Thyristors (T3) den Kondensator (C3) nicht zu stark entlädt, während der Widerstand (R6) ein sicheres Sperren des Thyristors (T3) gewährleistet. Der Lade- und Entladevorgang am Kondensator (C3) mit Zünden und Sperren des Thyristors (T3) wiederholt sich mit ca. 2 Hz bei 220 Volt und mit ca. 0,5 Hz bei 110 Volt. An der Leuchtdiode (D8) wird also ein optisches Blinksignal erzeugt, wobei nach dem Auslösen der Sicherung die Arbeitslage des Relais (REL1) nicht mehr verändert wird. Durch die schaltungstechnische Auslegung ist der Auslösemelder darüber hinaus ohne weitere Maßnahmen in 220V- und 110V-Netzen verwendbar, da die minimale Ansprechspannung ca. 90V beträgt. 8 millisecond discharge current is applied via the LED (D8). The relay (REL1) and thus the signaling output (44) switched as a changeover contact with the contacts (5 to 8) is switched, with the LED (D8) also lighting up briefly. The discharge current of the capacitor (C3) flows until the holding current of the thyristor (T3) falls below and blocks it again independently. The resistor (R5) arranged in the control branch (24) has the effect that the ignition current of the thyristor (T3) does not discharge the capacitor (C3) too strongly, while the resistor (R6) ensures safe blocking of the thyristor (T3). The charging and discharging process on the capacitor (C3) with ignition and blocking of the thyristor (T3) is repeated at approx. 2 Hz at 220 volts and at approx. 0.5 Hz at 110 volts. An optical flashing signal is thus generated on the light-emitting diode (D8), the working position of the relay (REL1) no longer being changed after the fuse has been triggered. Due to the circuit design, the trip detector can also be used in 220V and 110V networks without further measures, since the minimum response voltage is approx. 90V.

Wird der Auslösemelder von der Sicherung abgezogen, so steuert der Steuertransistor (T1) nicht mehr durch, da die Ladungen von den Kondensatoren (C2 und C3) durch die Dioden (D5 und D6) abgeblockt werden. Der Thyristor (T2) wird daraufhin über den Widerstand (R4) gezündet, womit die Spulenwicklung (40) mit ihren Spulenanschlüssen (1, 2) des Relais (REL1 ) mit dem Entladestrom des Kondensators (C2) beaufschlagt wird. Das Relais und entsprechend dessen Meldeausgang (44) schaltet in die Ruhelage zurück. Nach Unterschreiten des Haltestromes sperrt der Thyristor (T2) selbständig. Der Auslösemelder ist mittels des Rücksetzzweiges (20) also selbsttätig in seine Ausgangslage zurückgesetzt. If the trigger signal is removed from the fuse, the control transistor (T1) no longer switches through, since the charges from the capacitors (C2 and C3) are blocked by the diodes (D5 and D6). The thyristor (T2) is then ignited via the resistor (R4), so that the coil winding (40) with its coil connections (1, 2) of the relay (REL1) is charged with the discharge current of the capacitor (C2). The relay and its signal output (44) switch back to the rest position. After falling below the holding current, the thyristor (T2) blocks automatically. The trip detector is thus automatically reset to its starting position by means of the reset branch (20).

Es ist noch darauf hinzuweisen, daß durch die Auswahl des Relais (REL1) und den speziellen Aufbau der Leiterplatte nach VDE 0110 eine Isolationsfestigkeit von 4000 Volt zwischen den Anschlußkontakten (A, B) der Meldeelektronik (12) und den Schraubklemmen (Kontakte 5 bis 8) des Meldeausgangs (44) erreicht ist. It should also be pointed out that the selection of the relay (REL1) and the special structure of the printed circuit board according to VDE 0110 provide an insulation resistance of 4000 volts between the connection contacts (A, B) of the signaling electronics (12) and the screw terminals (contacts 5 to 8 ) of the message output (44) is reached.

Claims (1)

Patentansprüche Claims 1. Elektronischer Auslösemelder zum Aufsetzen auf Überstrom- und/oder Kurzschlußstrom-auslö-sende Sicherungen, wie Schmelzsicherungen oder NH-Sicherungseinsätze, mit -einem Isoiiergehäuse (10),1.Electronic trip detector for mounting on overcurrent and / or short-circuit current-triggering fuses, such as fuses or NH fuse-links, with an insulation housing (10), - einer darin angeordneten, ein Auslösen der Sicherung durch zumindest elektrische Signale anzeigenden Meldeelektronik (12),a signaling electronics (12) arranged therein and indicating that the fuse has been triggered by at least electrical signals, - deren beide Anschlußkontakte (A, B) mit den Anschlüssen der Sicherung elektrisch verbindbar sind und- The two connection contacts (A, B) are electrically connectable to the connections of the fuse and - die einen galvanisch getrennten, extern bestrom-baren Meldeausgang (44) aufweist, dessen jeweiliger elektrischer Schaltzustand dem Sicherungszustand logisch zugeordnet ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:- Which has a galvanically isolated, externally energizable signal output (44), the respective electrical switching state of which is logically assigned to the fuse state, characterized by the following features: - Die Meldeelektronik (12) weist einen hohen Innenwiderstand auf;- The signaling electronics (12) have a high internal resistance; - der Meldeausgang (44) ist von den Kontakten (5 bis 8) eines bistabilen Relais (REL1) mit zwei Spulenwicklungen (28,40) gebildet,- The signaling output (44) is formed by the contacts (5 to 8) of a bistable relay (REL1) with two coil windings (28, 40), - die jeweils in zwei elektrisch parallel zueinander geschalteten, gemeinsam in Serie mit den Anschlußkontakten (A, B) der Meldeelektronik (12) liegenden Stromzweigen angeordnet sind,- The current branches are each arranged in two electrically parallel to one another, together in series with the connection contacts (A, B) of the signaling electronics (12), - die jeweils durch in Reihe zu sich geschaltete, ansteuerbare Halbleiterschalter derart wechselweise mit Stromimpulsen beaufschlagbar sind, daß- Each of which can be acted upon alternately with current pulses by series-connected, controllable semiconductor switches in such a way that - bei Auslösen der Sicherung und entsprechendem Spannungsanstieg an den Anschlußkontakten (A, B) der Meldeelektronik (12) der Meldeausgang (44) in einen ersten logischen Schaltzustand und- When the fuse is triggered and the voltage rises accordingly at the connection contacts (A, B) of the signaling electronics (12), the signaling output (44) is in a first logical switching state and - beim Trennen des Auslösemelders von der Betriebsspannung und entsprechendem Spannungsabfall an den Anschlußkontakten (A, B) der Meldeausgang (44) in einen zweiten logischen Schaltzustand übergeht;- When the trigger detector is disconnected from the operating voltage and there is a corresponding voltage drop at the connection contacts (A, B), the signal output (44) changes into a second logic switching state; - in den beiden Stromzweigen mit den Spulenwicklungen (28,40) des bistabilen Relais (REL1) sind jeweils elektrisch parallel zu den Spulenwicklungen (28, 40) und den Halbleiterschaltern liegend Kondensatoren (C2, C3) geschaltet, die- In the two current branches with the coil windings (28, 40) of the bistable relay (REL1), capacitors (C2, C3) are connected electrically in parallel with the coil windings (28, 40) and the semiconductor switches - bei anliegender Spannung an den Anschlußkontakten (A, B) der Meldeelektronik (12) aufladbar sind und- When voltage is present at the connection contacts (A, B) of the signaling electronics (12) and can be charged - jeweils Energiespeicher zur Erzeugung der Stromimpulse zur Bestromung des bistabilen Relais (REL1) sind.- Are each energy storage for generating the current pulses for energizing the bistable relay (REL1). 2. Auslösemelder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der hohe Innenwiderstand der Meldeelektronik (12) im wesentlichen durch zwei symmetrische, jeweils den Anschlußkontakten (A, B) seriell nachgeschaltete Eingangswiderstände (R1, R2) gebildet ist.2. Tripping detector according to claim 1, characterized in that the high internal resistance of the signaling electronics (12) is essentially formed by two symmetrical, in each case the connecting contacts (A, B) serially connected input resistors (R1, R2). 3. Auslösemelder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Meldeelektronik (12) zwischen den Anschlußkontakten (A, B) und den Stromzweigen mit den Spulenwicklungen (28, 40) eine Gleichrichterschaltung, insbesondere eine Brückenschaitung (Dioden D1, D2, D3, D4) angeordnet ist.3. Trip detector according to claim 1 or 2, characterized in that in the signaling electronics (12) between the connection contacts (A, B) and the current branches with the coil windings (28, 40) a rectifier circuit, in particular a bridge circuit (diodes D1, D2, D3, D4) is arranged. 4. Auslösemelder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß den Stromzweigen mit den Spulenwicklungen (28, 40) jeweils Dioden (D5, D6) mit gleicher Sperrichtung vorgeschaltet sind.4. Trip detector according to claim 3, characterized in that the current branches with the coil windings (28, 40) each have diodes (D5, D6) connected upstream with the same blocking direction. 5. Auslösemelder nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Stromzweige mit einer (28) der Spulenwicklungen (28, 40) als Meldezweig (18) aus drei parallelen Schaltungszweigen gebildet ist, nämlich aus5. Trip detector according to one of the preceding claims, characterized in that one of the current branches with one (28) of the coil windings (28, 40) as a signal branch (18) is formed from three parallel circuit branches, namely from - dem Kondensatorzweig (22) mit dem Kondensator (C3),- the capacitor branch (22) with the capacitor (C3), - dem Steuerzweig (24) für den als Halbleiterschalter für die eine Spulenwicklung fungierenden Thyristor (T3), welcher Steuerzweig (24) aus in Reihe geschaltet einen DIAC (D7) und einen Spannungsteiler (R5, R6) besteht, sowie- The control branch (24) for the thyristor (T3) acting as a semiconductor switch for the coil winding, which control branch (24) consists of a DIAC (D7) and a voltage divider (R5, R6) connected in series, and - dem Spulenzweig (26) mit in Reihe der Spulenwicklung (28) und dem Thyristor (T3), wobei dessen Steueranschluß (30) mit dem Mittenabgriff (32) des Spannungsteilers (R5, R6) verbunden ist.- The coil branch (26) in series with the coil winding (28) and the thyristor (T3), the control terminal (30) of which is connected to the center tap (32) of the voltage divider (R5, R6). 55 1010th 1515 2020th 2525th 3030th 3535 4040 4545 5050 5555 6060 6565 55 99 CH 677 420 A5CH 677 420 A5 6. Auslösemelder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Spulenzweig (26) des Meldezweiges (18) in Reihe eine Leuchtdiode (D8) angeordnet ist.6. Trip detector according to claim 5, characterized in that in the coil branch (26) of the signaling branch (18) a light-emitting diode (D8) is arranged in series. 7. Auslösemelder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Stromzweig mit Spulenwicklung (40) als Rücksetzzweig (20) aus drei parallelen Schaltungszweigen gebildet ist, nämlich aus7. Trip detector according to claim 3, characterized in that the second current branch with coil winding (40) as a reset branch (20) is formed from three parallel circuit branches, namely from — dem Kondensatorzweig (34) mit dem Kondensator (C2),- the capacitor branch (34) with the capacitor (C2), — dem Steuerzweig (36) für den als Halbleiterschalter für die zweite Spulenwicklung (40) fungierenden Thyristor (T2), welcher Steuerzweig (36) aus in Reihe geschaltet einem Widerstand (R4) und der Kol-lektor-Emitter-Strecke eines Steuertransistors (T1) besteht, sowie- The control branch (36) for the thyristor (T2) functioning as a semiconductor switch for the second coil winding (40), which control branch (36) is connected in series from a resistor (R4) and the collector-emitter path of a control transistor (T1 ) exists, as well — dem Spulenzweig (38) mit in Reihe der zweiten Spulenwicklung (40) und dem Thyristor (T2), wobei- The coil branch (38) with in series the second coil winding (40) and the thyristor (T2), wherein — dessen Steueranschluß (42) mit dem Kollektoranschluß des Steuertransistors (T1 ) verbunden ist und- The control terminal (42) is connected to the collector terminal of the control transistor (T1) and — der Basisanschluß des Steuertransistors (T1) über einen Basiswiderstand (R3) mit dem positiven Abgriff der Brückenschaltung (Dioden D1 bis D4) verbunden ist.- The base connection of the control transistor (T1) is connected via a base resistor (R3) to the positive tap of the bridge circuit (diodes D1 to D4). 8. Auslösemelder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur Koliektor-Emitter-Strecke des Steuertransistors (T1) ein weiterer Kondensator (G1) geschaltet ist,8. trip detector according to claim 7, characterized in that a further capacitor (G1) is connected in parallel to the coliector-emitter path of the control transistor (T1), 9. Auslösemelder nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte (5 bis 8) des Meldeausgangs (44) als Wechsler geschaltet sind.9. Trip detector according to one of the preceding claims, characterized in that the contacts (5 to 8) of the signaling output (44) are connected as change-over contacts. 55 1010th 1515 2020th 2525th 3030th 3535 4040 4545 5050 5555 6060 6565 66