DE19525370A1

DE19525370A1 - Magnetisierverfahren für Fehlerstromschutzschalter

Info

Publication number: DE19525370A1
Application number: DE1995125370
Authority: DE
Inventors: Heinz Dr Ing Popa; Gerd Dipl Ing Schlag; Josef Dipl Ing Mueller
Original assignee: ABB Patent GmbH
Current assignee: ABB Patent GmbH
Priority date: 1995-07-12
Filing date: 1995-07-12
Publication date: 1997-01-16
Also published as: ITMI961326A0; IT1286921B1; ITMI961326A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Magnetisierverfahren nach dem Oberbegriff des An spruchs 1. Solche Verfahren finden in der Fertigung von Fehlerstromschutzschaltern mit Permanentmagnetauslösern Verwendung. Mit dem Magnetisierverfahren wird die Auslösecharakteristik der Fehlerstromschutzschalter eingestellt.

Fehlerstromschutzschalter mit magnetischen Auslöserelais sind beispielsweise in EP-A2-0590 545 beschrieben. Es ist dort dargelegt daß in Fehlerstromschutzschaltern Sperr- oder Haltemagnetauslöser eingesetzt sind, deren Anker von einem Permanent magneten entgegen der Kraft einer Feder an das Joch der Auslöserelaisspule gezogen wird. Im Auslösemoment wird gespeicherte Energie zur Erzeugung eines Stromflusses und damit eines Magnetflusses genutzt, der dem Permanentmagnetfluß entgegenge richtet ist und ein Abfallen des Ankers am Magnetausiöser bewirkt.

Die Abschaltcharakteristik des Auslösers ist durch ein Verfahren zur Magnetisierung des Permanentmagneten einstellbar.

Ein in der Fertigung seit längerer Zeit benutztes Magnetisierverfahren wird nachste hend anhand der Fig. 4 erläutert. Eine Vorveröffentlichung des Verfahrens ist nicht bekannt.

Fig. 4 zeigt in einem Flußdiagramm den Ablauf eines Auf- und Abmagnetisierungsver fahrens. Dabei wird einer Magnetisierungseinrichtung eine Aufmagnetisierungsspan nung von beispielsweise 1000 V vorgegeben, sowie eine Abmagnetisierungsspannung von beispielsweise 250 V. Danach wird eine Auf- und anschließend eine Abmagnetisie rung jeweils mit der vorgegebenen Spannung durchgeführt. Anschließend wird der Auslösestrom I_Δ des Fehlerstromschutzschalters gemessen. Im nächsten Schritt wird geprüft, ob der Meßwert I_Δ innerhalb eines zulässigen Bereichs liegt der durch einen unteren Grenzwert I_u und einen oberen Grenzwert I_o festgelegt wird.

Falls der Meßwert I_Δ größer als der obere Grenzwert I_o ist, ist eine erneute Aufmagne tisierung entbehrlich, es wird ein wiederholter Abmagnetisierungsschritt mit einer er höhten Abmagnetisierungsspannung durchgeführt.

Wenn der Meßwert I_Δ kleiner als der untere Grenzwert I_u ist, erfolgt eine erneute Auf magnetisierung mit ursprünglich benutzter Aufmagnetisierungsspannung und eine er neute Abmagnetisierung mit reduzierter Abmagnetisierungsspannung. Die Bestimmung der zu benutzenden Spannungen im jeweils weiteren Schritt (n+1) kann nach dem In tervallhalbierungsverfahren

U_n+1 = U_n (1 ± 2^-n)

oder nach einem anderen Teilungsverfahren

U_n+1 = U_n (1 ± 2^-kn)

erfolgen.

Das beschriebene Verfahren hat den Nachteil, daß die elektrische Scheinleistung des Auslösers beim Magnetisierungsvorgang nicht berücksichtigt werden kann. Schon bei einer geringen Streubreite des Magnetisierungsstroms streuen die Scheinleistungen und damit die Ansprechwerte so stark, daß es im Rahmen der Fertigung häufig erfor derlich ist, Auslöser nachzumagnetisieren.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Magnetisierverfahren anzugeben, das eine Einstellung des Auslösestroms in einem vergleichsweise engen Toleranzband ermöglicht.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.

Ein Vorteil des Verfahrens besteht darin, daß jeder beliebige Auslösestromwert inner halb der VDE-Grenzen mit einem sehr engen Toleranzband einstellbar ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß sehr hohe und sehr niedrige Scheinleistungen erkennbar sind und die zugehörigen Geräte aussortiert werden können. Außerdem hat sich ge zeigt daß im Vergleich zum bisherigen Verfahren weniger Abmagnetisierungszyklen erforderlich sind.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachstehend anhand der Zeichnungsfiguren erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 Auslösestrom-Kennlinien in Abhängigkeit von der Abmagnetisierungs spannung für unterschiedliche Geräte,

Fig. 2 Ablaufschritte des erfindungsgemäßen Magnetisierverfahrens,

Fig. 3 Scheinleistungs-Kennlinien in Abhängigkeit von der Abmagnetisie rungsspannung für unterschiedliche Geräte,

Fig. 4 Ablaufschritte des bisherigen Magnetisierverfahrens.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß durch Einstellung einer geeigneten Abmagnetisierungsspannung ein Auslösebereich in einem engen Strombereich erziel bar ist. Der Auslösestrom I_Δ eines Fehlerstromschutzschalters ist umgekehrt proportio nal der Abmagnetisierungsspannung. Je niedriger die Abmagnetisierungsspannung, desto höher der Auslösestrom.

In Fig. 1 ist der Zusammenhang zwischen Abmagnetisierungsspannung U_abm und Aus lösestrom I_Δ für mehrere unterschiedliche Geräte a bis d dargestellt. Man erkennt, daß im voll aufmagnetisierten Zustand des Auslösers (U_abm = 0) die Auslöseströme I_Δ in wei ten Grenzen streuen, nämlich bei den Geräten a bis c im Bereich von 35 bis 80 mA, bei Einbezug des Geräts d bis 1240 mA (in Fig. 1 nicht ablesbar).

Der Fig. 1 ist zu entnehmen, daß es möglich ist, durch gerätespezifische Wahl einer geeigneten Abmagnetisierungsspannung einen Auslösestrom in einem vorgeschriebe nen Auslösebereich A, beispielsweise zwischen 15 mA und 30 mA einzustellen. In der Regel wird ein einziger Abmagnetisierungsschritt genügen, um die gewünschte Einstel lung vorzunehmen.

Fig. 2 zeigt die Ablaufschritte des erfindungsgemaßen Magnetisierverfahrens. Nach dem Start wird der jeweilige Auslöser aufmagnetisiert und es wird anschließend der Auslösestrom I_Δ gemessen. In Abhängigkeit vom gemessenen Auslösestrom I_Δ und vom Gerätetyp wird eine Abmagnetisierungsspannung gewählt, und zwar mit Hilfe von in einem Mikrorechner gespeicherten Kennlinien der in Fig. 1 dargestellten Art. Der Aus löser wird mit ursprünglicher Aufmagnetisierspannung aufmagnetisiert, anschließend mit der ermittelten Abmagnetisierungsspannung abmagnetisiert und anschließend wird der Auslösestrom I_Δ gemessen. Es wird geprüft, ob die Bedingung I_u<I_Δ<I_o erfüllt ist. Wenn ja, ist an sich der Magnetisierungsvorgang beendet, es ist jedoch eine mehrmalige Wiederholung des Prüfschritts zur Kontrolle möglich. Sollte wider Erwarten die Prüfbedingung nicht erfüllt sein, wird mit geänderten Spannungen auf- und abma gnetisiert, wie bereits anhand der Fig. 4 erläutert wurde.

Zum Magnetisieren werden Impulse verwendet, wobei unterschiedliche Impulsformen (vorzugsweise reiner Sinus) und Impulsverläufe (bezüglich Amplituden und Anzahl der Impulse) möglich sind. Je Gerätetyp sollen aber gleichartige Impulsfolgen (mit in der Summe gleichem Energieinhalt der Impulse) verwendet werden.

Das Verfahren ermöglicht es, zu magnetisierende Geräte (Auslöser) zu Klassieren, d. h. in verschiedenen Klassen zu unterteilen. Dabei können z. B. Geräte entsprechend der Kennlinie d in Fig. 1 aussortiert werden, falls beispielsweise Abmagnetisierungsspan nungen über 100 V nicht gewünscht sind.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es außerdem, die Scheinleistung eines Auslösers durch Wahl der Abmagnetisierungsspannung einzustellen bzw. Geräte mit sehr hoher oder sehr niedriger Scheinleistung zu erkennen und auszusortieren.

Fig. 3 zeigt Kennlinien unterschiedlicher Geräte a bis d, wobei die Scheinleistung S in Abhängigkeit von der Abmagnetisierungsspannung U_abm aufgetragen ist.

Wenn in einem Mikrorechner zur Steuerung des Magnetisiervorgangs außer den Aus lösestrom-Kennlinien auch die Scheinleistungs-Kennlinien abgelegt sind, kann auf grund der jeweils benutzten Abmagnetisierungsspannung auf die Scheinleistung des jeweiligen Geräts geschlossen werden.

Claims

1. Verfahren zur Magnetisierung eines Fehlerstromschutzschalters mit Perma nentmagnetauslöser, gekennzeichnet durch nachstehende Schritte:

a) Aufmagnetisieren des Auslösers mit einer für den jeweiligen Auslösertyp und/oder Gerätetyp festgelegten Spannung;
b) Messen des Auslösestroms (I_Δ);
c) Bestimmen der Abmagnetisierungsspannung (U_abm) als Funktion des gemesse nen Auslösestroms (I_Δ) und des Gerätetyps;
d) Abmagnetisieren mit der im Schritt c) bestimmten Abmagnetisierungsspannung (U_abm);
e) Messen des Auslösestroms (I_Δ) und prüfen, ob der Auslösestrom (I_Δ) in einem als zulässig definierten Auslösestrombereich (A) liegt und
e1) falls ja, beenden der Magnetisierung, bzw.
e2) falls der Auslösestrom (I_Δ) größer als ein oberer Grenzwert (I_o) ist, mit erhöh tem Spannungswert erneut abmagnetisieren bzw.
e3) falls der Auslösestrom (I_Δ) kleiner als ein unterer Grenzwert (I_u) ist, mit unver änderter Spannung aufmagnetisieren und anschließend mit der im Schritt c) ermittelten Abmagnetisierungsspannung (U_abm) abmagnetisieren, und
e4) die Schritte e) und gegebenenfalls e2) und e3) solange wiederholen bis Schritt e1) erreicht ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Auf- und Abmagnetisieren eine Folge von sinusförmigen Spannungsimpulse benutzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Span nungen zum wiederholten Auf- und Abmagnetisieren nach einem Teilungsverfahren bestimmt werden.

4. Verfahren ach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß im Schritt c) die Bestimmung der Abmagnetisierungsspannung mit Hilfe eines Mikrorechners und darin gespeicherten Kennlinien (U_abm = f(I_Δ)) für unterschiedliche Auslösertypen und/oder Gerätetypen erfolgt.

5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß Auslösertyp-spezifische Scheinleistungs-Kennlinien (S = f (U_abm)) benutzt wer den, um auf der Grundlage des gemessenen Auslösestroms (I_Δ) auf die Scheinleistung (S) zu schließen und gegebenenfalls Auslöser aufgrund einer als unzulässig erkannten Scheinleistung auszusortieren.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem ersten Aufmagnetisieren definiert abmagnetisiert und dann gemäß den Schritten b) bis e4) weiter verfahren wird.