DE2431167C3 - Auf ein Überlastungssignal ansprechende, eine zu schützende Einrichtung sofort abschaltende Überwachungsschaltung - Google Patents
Auf ein Überlastungssignal ansprechende, eine zu schützende Einrichtung sofort abschaltende ÜberwachungsschaltungInfo
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- H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
- H02H3/02—Details
- H02H3/06—Details with automatic reconnection
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine auf ein Überlastungssignal ansprechende, eine zu schützende
Einrichtung sofort abschaltende I iberwachungsschaltune
mit zwei KC-Gliedern mit unterschiedlichen
Zeitkonstanten, die ein Kriterium für eine bei Fortbestehen der Überlastung mehrfache, zeitlich verzögerte
Wiedereinschaltung und nachfolgende erneute Abschaltung bewirken.
Eine derartige Schaltungsanordnung ist bereits bekannt (DE-AS 22 50 716). Die bekannte Schaltung
besteht im wesentlichen aus einer von einem Überlastungssignal gesteuerten monostabilen Kippstufe, die
periodisch über die Schaltstrecke eines Transistors einen Kondensator auflädt, dessen Spannung einen
Vorverstärker so lange sperrt, bis die Kondensatorspannung auf einen bestimmten Wert abgesunken ist Eine
Abschaltung der Versorgungsspannung wird mit dieser Schaltung nicht bewirkt
Sonstige bekannte geregelte Stromversorgungsgeräte begrenzen im Überlastfall den Ausgangsstrom
entsprechend einer vorgegebenen Kennlinie, so daß nach Rückgang des Stromes auf normale Werte die
Nennspannung sofort wieder zur Verfugung steht und der Betrieb fortgesetzt werden kann. Es ist auch eine
Schaltung bekannt, die Mittel zur Begrenzung und zur Abschaltung von Kurzschluß- und Überströmen aufweist
und bei der während der Dauer eines Überlastungsfalles unter Zuhilfenahme eines Taktgebers
periodisch zwischen Begrenzung und Abschaltung umgeschaltet wird (DE-PS 20 21 341).
Bei ungeregelten Stromversorgungsgeräten oder bei Stromversorgungsgeräten für hohe Spannungen und
große Leistungen kann ein Stellglied den Überlaststrom nicht mehr stetig begrenzen. Es sind daher Schaltmittel
zur schnellen Abschaltung der Versorgungsspannung erforderlich. Ist der Überstrom nur ein seltener
kurzzeitiger Vorgang, wie z. B. ein Röhrenüberschlag, so könnte nach einem Überschlag durch einen
Aufprüfvorgang die Beendigung des Überstromzustandes festgestellt und der Betrieb des Stromversorgungsgerätes sofort wieder aufgenommen werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Überwachungsschaltung der eingangs genannten Art
anzugeben, die neben einer guten Betriebssicherheit der Überlastschutzschaltung die durch Überlastung bedingten
Ausfallzeiten von Stromversorgungsgeräten auf ein Minimum zu reduzieren.
Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten Überwachungsschaltung gemäß der Erfindung dadurch
gelöst, daß ein von einer elektronischen Sicherung gesteuerter Schalter vorgesehen ist, der bei Überlastung
der zu schützenden Einrichtung die Abschaltung von deren Versorgungsspannung und die Einschaltung einer
Hilfsspannung für die Überwachungsschaltung bewirkt, daß die Überwachungsschaltung einen mit seiner
Kollektor-Emitter-Strecke parallel zum Schalter angeordneten Halbleiterschalter aufweist, in dessen
Kollektor-Emitterkreis das erste ftC-Glied, das eine
große Zeitkonstante aufweist, in Reihe mit einer für den Ladestrom durchlässigen Diode angeordnet ist, daß das
zweite RC-G\\ed, das eine kleine Zeitkonstante aufweist
und über einen Schaltkontakt im Basiskreis des Halbleiterschalters angeordnet ist, durch Schließen des
Schalters gleichzeitig mit dem ersten RC-G\'\ed an die Hilfsspannung gelegt ist, daß das Lade-Entladezeitverhältnis
des ersten /?C-Gliedes kleiner als 1 und das des zweiten flC-Gliedes größer als 1 bemessen ist und daß
ferner im Basiskreis des steuerbaren Halbleiterschalters zusätzlich eine Vergleichsanordnung vorhanden ist, die
den Halbleiterschalter dann bleibend aufsteuert, wenn die am Ladewiderstand des ersten /?C-Gliedes entstehende
Spannung die am Kondensator des zweiten
RC-Gliedes entstehende Spannung unterschreitet
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand der F i g. 1 bis 4 näher beschrieben.
In den F i g. 1 und 2 sind Grundschaltungen der erfindungsgemäßen Lösung dargestellt Die F i g. 3 und
4 zeigen Ausführungsbeispiele für beide Grundschaltungen.
In F i g. 1 ist eine Grundschaltung mit zwei RC-GMzdern R1, Ci, R 2, Cl ohne Schaltungseinzelheiten der
dazugehörigen Oberlastschutzschaltung einer Strom- ίο Versorgungseinrichtung dargestellt Lediglich ein Kontakt
0 eines Überwachuugsschalters der Überlastschutzschaltung, über den die Funktion der Überwachungsschaltung
eingeleitet wird, ist in der F i g. 1 dargestellt Der Kontakt 0, der nach jeder Abschaltung der zu
schützenden Einrichtung in seine Ausgangslage zurückfällt, ist in Reihe mit einem Relais A an die Klemmen
einer nicht dargestellten Hilfsspannungsquolle angeschlossen.
Die Schaltkontakte dieses Relais sind al, a 2,
von denen a 2 der Abschaltung der Versorgungsspannung von dem zu schützenden Stromversorgungsgerät
dienen soll.
Die wesentlichen Schaltungsteile der Überwachungsschaltung sind die ÄC-Glieder Al, Cl und R2, C2
sowie der Schalttransistor TsI, dessen Emitter-Kollektor-Strecke
dem Schaltkontakt ϋ parallel geschaltet ist. Parallel zum Relais A ist das ÄC-Glied Al, Cl
angeordnet das somit beim Schließen des Schaltkontaktes ü an die Hilfsspannung angeschlossen wird. Das
zweite RC-GIied R2, C2 liegt im Basis-Emitter-Kreis
des Schalttransistors Ts 1 und wird nach Erregung des Relais .4 1 über den Relaiskontakt a I an Spannung
gelegt. Im Steuerkreis des Schalttransistors Ts 1 ist außerdem ein Transistor Ts 2 vorgesehen, dessen
Basis-Emitter-Strecke an eine Reihenschaltung von Widerstand R1 und Kondensator C 2 angeschlossen ist
und dessen Kollektor über den Relaiskontakt a 1 an der Basis des Schalttransistors Ts 1 liegt.
Spricht die Überlastschutzschaltung an und schließt den Schaltkontakt ü, dann zieht das Relais A an. Der
Kontakt a 2 öffnet und unterbricht die Energieversorgung des zu schützenden Gerätes und der Kontakt a I
schließt, wodurch der Transistor Ts 1 niederohmig wird, öffnet der Kontakt ü nach aufgehobener Überlast, so
bleibt das Relais A weiter an Spannung. Der Schalttransistor 7s 1 erhält seinen Basisstrom allein
über das RC-Giied R2, C2 (Ladestrom), nicht aber —
wie nachstehend noch erläutert — über die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors Ts 2. Es kann also nur
während einer vorbestimmten Zeit ein zum Durch- so steuern ausreichender Basisstrom fließen. Danach
nimmt der Schalttransistor Spannung auf, das Relais A fällt ab, und das Gerät wird wieder eingescha'tet. Die
Schaltung prüft, ob der Überlastzustand weiterhin besteht. «
Solange der Kontakt ü geschlossen bzw. der Schalttransistor TsI niederohmig ist, liegt auch das
ÄC-Glied R 1, Cl an Spannung. Das RC-Giied Λ 1, Cl
ist so bemessen, daß es eine wesentlich größere Zeitkonstante aufweist als das WC-Glied R 2, C 2. Der w>
Kondensator Cl hat daher während der Durchschaltezeit des Schalttransistors Ti 1 nur eine Teilladung
aufnehmen können. Die Spannung am Widerstand R 1 und am Kondensator C2, deren Differenz als Steuerspannung
am Transistor Ts 2 liegt, verändern sich in tr>
entgegengesetzter Richtung. Solange der Transistor Ts 1 durchgesteuert ist, steigt die Spannung am
Kondensator C2, während der Spannnungsabfall am Widerstand R 1 der Aufladung des Kondensators Cl
entsprechend kleiner wird. Die schneller beendete Aufladung des Kondensators C2 führt zur Sperrung des
Schalttransistors TsI, und die Differenzspannung an ,der Basis-Emitter-Strecke des Transistors Ts 2 bleibt
während dieser gesamten Zeit eine sperrende, wenn nur das Potential am Verbindungspunkt zwischen R1 und
C1 unter dem am Verbindungspunkt zwischen R 2 und C2 bleibt
Ist der Überlastzustand der zu schützenden Einrichtung schon während der Leitzeit des Schalttransistors
TiI beendet dann stellt sich mit der Sperrung des Schalttransistors TsI der normale Betriebszustand
wieder ein. Dauert der Überlastungsfall an, dann schließt der Kontakt ü erneut und die Überwachungsschaltung
tritt wieder in Funktion.
Durch Einfügen einer Diode Gr 1 in Reihe mit dem ÄC-Glied Al, Cl und durch Verwendung eines sehr
hochohmigen Parallelwiderstandes A4 wird erreicht, daß die Ladung des Kondensators Cl während des
Aufpröfens nicht wesentlich kleiner werden kann. Der Kondensator C 2 wird dagegen sofort über den
Widerstand R1 und die Emitter-Basis-Strecke des
Transistors Ts 2 entladen. Infolgedessen kann die Spannung an Cl beim folgenden Überwachungsvorgang
weiter steigen. Der Spannungsabfall am Widerstand R1 verringert sich dementsprechend. Sperrt der
Schalttransistor TsI auch jetzt wieder, bevor der Transistor Ts 2 leitend wird, dann prüft die Überwachungsschaltung
erneut auf. Überschreitet schließlich bei einem weiteren Einschaltvorgang die Spannung am
Kondensator C 2 den Spannungsabfall am Widerstand R1, dann wird der Transistor Ts 2 erstmalig und auch
bleibend durchgesteuert und liefert über seine Emitter-Kollektor-Strecke den erforderlichen Basisstrom für
den Schalttransistor TsI. Das Relais A bleibt daher angezogen. Durch die Bemessung der ÄC-Glieder kann
die Zahl der Aufprüftakte und deren zeitlicher Abstand festgelegt werden.
Die in F i g. 2 dargestellte geänderte Grundschaltung arbeitet wie die in F i g. 1 beschriebene mit zwei
/?C-Gliedern unterschiedlicher Zeitkontakte. Alle gegenüber
der Schaltung nach F i g. 1 gleichgebliebenen Schaltungsteile sind hier mit den gleichen Bezugszeichen
versehen.
Anstelle des Transistors Ts 2 in F i g. 1 übernimmt hier ein Transistor Ts 3 und eine Diode Gr 2 den
Vergleich der Ladevorgänge in den beiden ÄC-Gliedern.
Die Aufladung des /?C-Gliedes R 2, C2 erfolgt
nicht mehr über die Basis-Emitterstrecke des Transistors Ts 1, wird aber wie vorher beim Schließen des
Relaiskontaktes a 1 eingeleitet. Der Transistor Ts 3 wird leitend, wenn der Kontakt a 1 schließt. Er verbleibt in
diesem Zustand, solange die Spannung am Ladewiderstand R 2 nicht unter die Zener-Spannung an einer in
der Emitterleitung von Transistor Ts 3 liegenden Zenerdiode ZD gesunken ist. Zusammen mit dem
Transistor Ts 3 wird auch ein zusätzlich vorgesehener Transistor Ts 4 und der Transistor TsI leitend. Sperrt
der Transistor Ts 3, dann fällt über Ts 4, Ts 1 das Relais A ab, und ein neuer Aufprüfvorgang beginnt. 1st der
Kondensator Cl nach mehrmaligem Aufprüfen so weit gelation, daß die Spannung am Kondensator C2 vor
dem Abschalten von Transistor Ts3 die Spannung am Widerstand R 1 einschließlich der Schleusenspannung
von Gr 2 erreicht bzw. überschreitet, so wird der Transistor Ts 3 über den Widerstand R 1 und die Diode
Gr 2 leitend gehalten, und es kann nicht mehr aufgeprüft
werden.
Grundsätzlich könnte der Transistor Ts 3 im leitenden Zustand das Relais A direkt versorgen. Damit die
Halbleiterbauteile Ts 3 und ZD jedoch thermisch nicht zu stark !-eansprucht werden und dem Relais A immer
genügend Spannung zur Verfügung steht, steuert der Tiansislor Ts 3 den Schalttransistor TsI über einen
weiteren Transistor Ts 4.
In F i g. 3 ist eine Schaltung zur Überwachung des Wendelstromes in einer Wanderfeldröhre nach der in
Fig. 1 dargestellten Grundschaltung wiedergegeben. Das Kriterium für einen Überstrom in der Wendel der
Wanderfeldröhre wird hier an einem vom Wendelstrom durchflossenen Meßwiderstand Rm gewonnen. Bei zu
großem Wendelstrom wird ein Überwachungstransisic r Tsü über eine Schaltung mit einem Strommeßtransistor
Ts,- leitend gesteuert. Der Überwachungstransistor Tsa
übernimmt die Funktion des Schaltkontaktes ü in der Grundschaltung nach Fig. 1. Das Relais A zieht an,
sobald der Überwachungstransistor niederohmig geworden ist, und es ergibt sich der oben zu F i g. 1
beschriebene Wirkungsablauf. Die übereinstimmenden Schaltungsteile sind wieder mit gleichen Bezugszeichen
versehen. Dem flC-Glied Al, Cl ist ein (kleiner)
Kondensator C3 parallel geschaltet, der zu Beginn eines Aufsprühversuchs ein Absinken der Spannung am
Widerstand Al verhindert. Wenn der Transistor TsI,
der mit einem weiteren Transistor Ts 5 in Verbund geschaltet ist, Spannung aufnimmt, würde die Spannung
am Widerstand R 1 bei fehlendem Kondensator C 3 zusammenbrechen. Das Relais A könnte nicht abfallen,
da der Transistor Ts 2 vorher bereits leitend und ein Auf prüf en verhindert würde. Die Diode Cr 3, welche die
Kollektoren der beiden Transistoren Tsü und Ts 1 verbindet, verhindert eine Aufladung des Kondensators
Cl, bevor das Relais A angesprochen hat. Die Diode Gr 2 in der Basisleitung des Transistors Ts 2 schützt die
Emilter-Basis-Strecke dieses Transistors vor Überspans
nung und verhindert eine Aufladung des Kondensators C2 über den Transistor Ts 2.
Bei der Bemessung der Schaltung ist zu beachten, daß der in der KoUektorleitung des Transistors Ts 2 liegende
Widerstand R 3 viel hochohmiger als der Widerstand
ίο R I sein muß. Mit R 5 ist ein niederohmiger Schutzwiderstand
bezeichnet.
Die Fig.4 zeigt eine von der Grundschalung nach
F i g. 2 ausgehende Überwachungsschaltung, bei der der Überwachungskoniaki ü der Grundscha'tung durch
•c einen Thyristor Thü ersetzt ist. Bei Überstrom,
Überspannung oder zu hoher Temperatur einer zu überwachenden Einrichtung wird ein Störungssignal St
gebildet, das über einen nicht dargestellten Thyristor die sielltransistoren einer Transistorstufe sperrt und
gleichzeitig den Thyristor Tha zündet. Damit bekommt
die Aufprüfschaltung Spannung, und das Relais A zieht an. Die der Transistorstufe vorgeschaltete Thyristorstufe
wird über den Relaiskontakt a 2 gesperrt. Weil im Störungsfall die Stelltransistoren schnell gesperrt und
2t dieser Vorgang gespeichert werden muß, ist die
Verwendung von Thyristoren erforderlich. Der Transistor Ts 3, dessen Kollektor-Emitter-Strecke dem Thyristor
Tha parallel geschaltet ist, muß beim Ansprechen
der Überwachung den Strom für das Relais führen und
jo dabei so niederohmig durchschalten, daß der Haltestrom
im Thyristor unterschritten wird und damit für den nächsten Aufprüfvorgang sperrt. Im übrigen ist die
Wirkungsweise der Schaltung bereits anhand der Grundschaltungen in F i g. 1 und 2 beschrieben.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Auf ein Überlastungssignal ansprechende, eine zu schützende Einrichtung sofort abschaltende s
Überwachungsschaltung mit zwei ÄC-Gliedern mit
unerschiedlichen Zeitkonstanten, die ein Kriterium für eine bei Fortbestehen der Überlastung mehrfache,
zeitlich verzögerte Wiedereinschaltung und nachfolgende erneute Abschaltung bewirken, dadurch
gekennzeichnet, daß ein von einer elektronischen Sicherung gesteuerter Schalter (Ü,
Tsa Tho) vorgesehen ist, der bei Überlastung der zu
schützenden Einrichtung die Abschaltung von deren Versorgungsspannung und die Einschaltung einer
Hilfsspannuvig für die Überwachungsschaltung bewirkt,
daß die Überwachungsschaltung einen mit seiner Kollektor-Emitter-Strecke parallel zum
Schalter (O, Tsa Tho) angeordneten Halbleiterschalter
(Ts 1) aufweist, in dessen Kollektor-Emitterkreis
das erste ÄC-Glied (C 1, R 1), das eine große
Zeitkonstante aufweist, in Reihe mit einer für den Ladestrom durchlässigen Diode (Gr i) angeordnet
ist, daß das zweite ÄC-Glied (C2, R 2), das eine
kleine Zeitkonstante aufweist und über einen Schaltkontakt (a 1) im Basiskreis des Halbleiterschalters
(Ts 1) angeordnet ist, durch Schließen des Schalters (Ü, Tsa Tho) gleichzeitig mit dem ersten
flC-Glied (CX, R 1) an die Hilfsspannung gelegt ist,
daß das Lade-Entladezeitverhältnis des ersten WC-Gliedes kleiner als 1 und das des zweiten
/?C-Gliedes größer als 1 bemessen ist und daß ferner im Basiskreis des steuerbaren Halbleiterschalters
(Ts 1) zusätzlich eine Vergleichsanordnung (R 1, R 3,
Ts 2, C2) vorhanden ist, die den Halbleiterschalter (Ts i) dann bleibend aufsteuert, wenn die am
Ladewiderstand (Ri) des ersten /?C-Gliedes (Ci,
R1) entstehende Spannung die am Kondensator (C2) des zweiten RC-Gliedes (C2, R 2) entstehende
Spannung unterschreitet.
2. Überwachungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem zweiten RC-G\\ta
(R 2, C 2) mit der kleinen Zeitkonstante die Emitter-Kollektorstrecke eines von der Differenz
der Spannungsabfälle am Ladewiderstand (R 1) des ersten /?C-Gliedes und am Kondensator (Cl) des
zweiten ftC-Gliedes gesteuerten Steuertransistors
(Ts 2) parallel geschaltet ist.
3. Überwachungsschaltung nach Anspruch 1 oder
2, dadurch gekennzeichnet, daß während der to
kurzzeitigen Wiedereinschaltung der Versorgungsspannung die Ladung des Kondensators (Ci) des
ersten flC-Gliedes (Ri, Ci) im wesentlichen
unverändert bleibt und der Kondensator (C2) des zweiten ÄC-Gliedes (R 2, C 2) entladen wird. «
4. Überwachungsschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß dem RC-G\\ed (Ri, Ci) mit der großen
Zeitkonstante ein Kondensator (C3) parallel geschaltet ist. m>
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19742431167 DE2431167C3 (de) | 1974-06-28 | 1974-06-28 | Auf ein Überlastungssignal ansprechende, eine zu schützende Einrichtung sofort abschaltende Überwachungsschaltung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19742431167 DE2431167C3 (de) | 1974-06-28 | 1974-06-28 | Auf ein Überlastungssignal ansprechende, eine zu schützende Einrichtung sofort abschaltende Überwachungsschaltung |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2431167A1 DE2431167A1 (de) | 1976-01-08 |
DE2431167B2 DE2431167B2 (de) | 1978-09-14 |
DE2431167C3 true DE2431167C3 (de) | 1979-05-03 |
Family
ID=5919237
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19742431167 Expired DE2431167C3 (de) | 1974-06-28 | 1974-06-28 | Auf ein Überlastungssignal ansprechende, eine zu schützende Einrichtung sofort abschaltende Überwachungsschaltung |
Country Status (1)
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DE (1) | DE2431167C3 (de) |
Families Citing this family (6)
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DK0552273T3 (da) * | 1990-10-12 | 1996-12-30 | Raychem Ltd | Kredsløbsbeskyttelsesarrangement |
TW214020B (de) | 1990-10-12 | 1993-10-01 | Raychem Ltd | |
GB9027111D0 (en) * | 1990-12-13 | 1991-02-06 | Raychem Ltd | Circuit protection device |
GB9100283D0 (en) * | 1991-01-07 | 1991-02-20 | Raychem Ltd | Overcurrent protection device |
-
1974
- 1974-06-28 DE DE19742431167 patent/DE2431167C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE2431167B2 (de) | 1978-09-14 |
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