DE3884204T2

DE3884204T2 - Schalter mit Ueberstromschutz.

Info

Publication number: DE3884204T2
Application number: DE19883884204
Authority: DE
Inventors: Kazuhiro C O Mitsubishi Ishii
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1988-11-21
Filing date: 1988-11-21
Publication date: 1994-04-28
Anticipated expiration: 2008-11-22
Also published as: DE3884204D1

Description

Die Erfindung betrifft einen Schaltkreisunterbrecher mit einer Schaltvorrichtung für den Übersprungschutz.
Ein Beispiel eines solchen Schaltkreisunterbrechers ist in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 32211/1985 und in der EP-A-0 133 968 gezeigt. Er umfaßt einen Stromwandler zum Erfassen eines Fehlerstroms in einer Leitung. Der Ausgangsstrom des Stromwandlers wird in ein Gleichstromsignal über einen Vollwellengleichrichter umgewandelt und dann einem Shunt-Kreis zugeführt. Die Wellenform der in dem Shunt-Kreis induzierten Signalspannung ist die allgemein bekannte Absolutwertwellenform. Das Ausgangssignal des Shunt-Kreises wird in ein Signal entsprechend seinem Effektivwert oder Mittelwert in einem Signalwandlungskreis umgewandelt.
Das Ausgangssignal des Signalwandlungskreises wird einem Fehlerverarbeitungskreis zugeführt, und wenn der Fehlerstrom eine vorbestimmte Schwelle überschreitet, wird ein Pegelerfassungssignal einem Zeitverzögerungskreis zugeführt, der eine bestimmte Zeitverzögerung durchführt und das Gate eines Thyristors triggert, um eine Überstromschaltspule des Typs des Lösens zu erregen und einen Leitungskontakt zu öffnen und den Strom in der Leitung zu unterbrechen.
In diesem Fall ist ein Spannungsversorgungskreis für den Fehlerverarbeitungskreis parallel zu dem Shunt- Kreis geschaltet.
In der oben beschriebenen Anordnung fließt ein Teil des Sekundärstroms des Stromwandlers, der zur Erfassung eines Stroms verwendet wird, durch den Spannungsversorgungskreis. Als Ergebnis entspricht der durch den Shunt-Kreis fließende Strom nicht demjenigen, der durch die Wechselstromleitung fließt, und ein Fehler tritt im Erfassungspegel des Fehlerstroms auf. Da der durch die Spannungsversorgung fließende Strom nicht festgelegt ist, ist eine Korrektur des Fehlers in der Fehlerstrom-Pegelerfassung schwierig.
Eine Maßnahme zur Verbesserung der Genauigkeit der Pegelerfassung des Fehlerstroms ist in der japanischen Gebrauchsmuster-Veröffentlichung Nr. 29931/1980 offenbart. In der Vorrichtung ist allerdings der einen Kondensator bildende Teil des Zeitverzögerungskreises einem Leckstrom zugeordnet. Im Falle eines Kurzzeit-Verzögerungskreises ist der Leck- oder Verluststrom sehr klein im Vergleich mit dem Fehlerstrom und die Leckzeit beträgt etwa 10 msec, so daß das Problem nicht schwerwiegend ist. Im Falle eines Langzeitverzögerungs-Schaltkreises ist selbst, wenn der Verluststrom so gering wie 0,5 uA ist, der Verluststrom und der Ladungsstrom gleich, wenn der Strom 1 uA beträgt und die Zeitverzögerungsoperation ist doppelt zu der des Nennwertes. Somit weicht er von dem Nennwert ab.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, die oben beschriebenen Probleme zu lösen.
Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, einen Schaltkreisunterbrecher mit einer verbesserten Genauigkeit in der Pegelerfassung des Fehlerstroms und einer verbesserten Zeitverzögerungsoperation zur Verfügung zu stellen.
Die EP-A-289 011 offenbart eine Schaltkreis-Unterbrechervorrichtung mit einem Leitungskontakt, der in eine Wechselstromleitung eingefügt ist;
einem Stromwandler zum Erfassen des durch den Leitungskontakt fließenden Stroms;
einem Gleichrichterkreis, der mit der Sekundärwicklung des Stromwandlers verbunden ist, um den Sekundärwechselstrom in einen Gleichstrom umzuwandeln;
einem Gleichstrom-Konstant-Spannungsversorgungskreis, der zwischen die Ausgangsklemmen des Gleichrichterkreises geschaltet ist und der positive, negative und Zwischenausgangsklemmen zum Erzeugen eines positiven, negativen und eines Zwischenpotentials aufweist;
einem Stromerfassungswiderstand, der in Reihe mit dem Spannungsversorgungskreis geschaltet ist;
einem Differenzverstärkerkreis, der von dem Ausgangssignal des Spannungsversorgungskreises versorgt wird und den Spannungsabfall über den Stromerfassungswiderstand, der proportional zu dem gleichgerichteten Strom ist, in ein Ausgangssignal umwandelt, das ein zwischen dem positiven und dem negativen Potential liegendes und das Zwischenpotential als Referenzpotential nehmendes Potential aufweist;
einem Zeitverzögerungskreis, der von dem Spannungsversorgungskreis versorgt wird und das zu dem gleichgerichteten Strom proportionale Ausgangssignal des Differenzverstärkers empfängt und eine bestimmte Zeitverzögerung in bezug auf eine vorbestimmte Größe des gleichgerichteten Stroms erzeugt;
einem Schalterkreis, der in Übereinstimmung mit dem Ausgangssignal von dem Verzögerungskreis von einem geöffneten Zustand in einen geschlossenen Zustand gebracht wird;
einer elektromagnetischen Schaltspule, die in Reihe mit dem Schalterkreis geschaltet ist, wobei die Reihenschaltung zwischen elektromagnetischer Schaltspule und Schalterkreis von dem Ausgangssignal des Gleichrichterkreises versorgt wird; und
einem Schaltmechanismus, der erregt wird, wenn die elektromagnetische Schaltspule stromführend ist, wobei der Zeitverzögerungskreis einen Langzeitverzögerungs-Schaltkreis umfaßt.
US-A-3803455 entsprechend der DE-A-2400084 offenbart einen Mehrphasen-Schaltkreisunterbrecher mit unterschiedlichen Zeitkreisen, die jeweils übliche Widerstands-Kondensatorkombinationen umfassen.
Im Gegensatz zu dem Stand der Technik und in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung umfaßt der Langzeitverzögerungs-Schaltkreis einen Kondensator, der von einem einem Fehlerstrom entsprechenden Strom aufgeladen wird und einen Stromkompensationskreis aufweist, der eine Konstantstromquelle umfaßt, die dem Kondensator einen Strom gleich einem maximalen Verluststrom des Kondensators liefert, um den Verluststrom zu kompensieren.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Fig. 1 ist ein Schaltbild, das eine Schaltkreis- Unterbrechervorrichtung nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 2 ist ein Schaltbild, das ein Beispiel eines Langzeit-Verzögerungskreises zeigt.
Fig. 3 ist eine Kennlinie, die die Betriebseigenschaften der Schaltkreis-Unterbrechervorrichtung nach der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 4 ist ein Schaltbild eines Beispieles des in der Schaltkreis-Unterbrechervorrichtung nach der vorliegenden Erfindung eingeschlossenen Spannungsversorgungskreises.
Fig. 5 ist ein Schaltbild eines Beispieles eines Kurzzeitverzögerungs-Schaltkreies.

Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Der Schaltkreisunterbrecher nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung entsprechend Fig. 1 ist einer Leitung 11 eines elektrischen Spannungsversorgungssystems oder einem Schaltkreis zugeordnet, die geschützt werden sollen. Das elektrische System kann jeder beliebigen Art sein, wie ein Einphasensystem oder ein Mehrphasensystem. In Fig. 1 ist nur eine einzige Leitung zum Zwecke der Vereinfachung dargestellt.
Ein Schaltkreisunterbrecher umfaßt einen Schaltkreisunterbrecher-Mechanismus 100, und ein Leitungskontakt 201 ist für die Isolierung oder Trennung der unterschiedlichen Bereiche des elektrischen Systems unter bestimmten anomalen oder fehlerhaften Bedingungen, wie eine Überstrombedingung, vorgesehen. Der Schaltkreisunterbrecher-Mechanismus 100 kann eine elektromagnetische Schaltspule 80 umfassen, die, wenn sie erregt wird, während der Leitungskontakt 201 geschlossen ist, ein Schalten oder Öffnen des Leitungskontaktes 201 bewirkt.
Um einen Ausgangsstrom zu erhalten, der im wesentlichen proportional zu dem Leitungsstrom in der Leitung 11 ist, ist ein Stromwandler 21 vorgesehen, wie in Fig. 1 gezeigt wird. Der Stromwandler 21 wird in Übereinstimmung mit dem Leitungsstrom der Leitung 11 erregt.
Der Stromwandler 21 weist eine sekundäre Ausgangswicklung auf, die mit den Wechselstromanschlüssen eines Brückenvollweg-Gleichrichterkreises 30 verbunden ist, der den sekundärseitigen Ausgangsstrom des Stromwandlers 21 gleichrichtet. Der Gleichrichterkreis 30 umfaßt eine Reihenschaltung von Dioden 31 und 32 und eine andere Reihenschaltung von Dioden 33, 34.
Ein Spannungsversorgungskreis 500 ist vorgesehen, um das Ausgangssignal des Gleichrichterkreises 30 zu empfangen. Genauer gesagt, ist ein erster Eingangsanschluß 5b des Spannungsversorgungskreises 500 mit dem positiven Gleichstromausgangsanschluß des Gleichrichterkreises 30 verbunden. Der Spannungsversorgungskreis 500 weist einen positiven Ausgangsanschluß 5a, einen negativen Ausgangsanschluß 5d und einen Zwischenanschluß 5c auf. Der Zwischenanschluß 5c ist geerdet. Das Potential an dem positiven Ausgangsanschluß 5a ist positiv in bezug auf den und 12 V höher als der Zwischenanschluß 5c. Das Potential an dem negativen Anschluß 5d ist negativ in bezug auf den und ungefähr 3 V niedriger (negativer) als der Zwischenanschluß 5d. Der negative Ausgangsanschluß 5d ist über einen Stromerfassungswiderstand 400 an einen negativen Gleichstromausgangsanschluß des Gleichrichterkreises 30 angeschlossen. Somit fließt ein vollwellengleichgerichteter Strom entsprechend dem Leitungsstrom in der Leitung 11 durch den Erfassungswiderstand 40.
Ein Beispiel des Spannungsversorgungskreises 500 ist in Fig. 4 dargestellt. Wie gezeigt ist, umfaßt er eine Reihenverbindung eines Widerstandes 500a und einer Zehner-Diode 500b, die zwischen die Anschlüsse 5b und 5c geschaltet sind. Die Zehner-Diode 500b weist eine Zehnerspannung von ungefähr 12 V auf. Der Spannungsversorgungskreis 500 umfaßt weiterhin eine Reihenschaltung von drei Dioden 500c, an denen ein Vorwärtsspannungsabfall auftritt, der ungefähr 2 V beträgt und die zwischen die Anschlüsse 5d und 5c geschaltet sind, weiterhin eine Diode 500e, deren Anode mit dem Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 500a und der Zehner-Diode 500b verbunden ist und deren Kathode an den Anschluß 5a angeschlossen ist, und einen Kondensator 500d, der zwischen die Anschlüsse 5a und 5c geschaltet ist, und einen anderen Kondensator 500f, der zwischen den Anschlüssen 5c und 5d liegt. Die Kondensatoren 500d und 500f stabilisieren die Spannung über die Anschlüsse 5a, 5c und 5d. Die Diode 500e verhindert eine Entladung der Kondensatoren 500d und 500f.
Eine Differenzverstärkerkreis 60 verstärkt den Spannungsabfall über den Stromerfassungswiderstand 40, und zur gleichen Zeit verschiebt er den Pegel des Potentials, das unter dem Erdpotential liegt, in ein Signal mit dem Zwischenpotential V&sub0; des Spannungsversorgungskreises 500 als Referenz. Anders gesagt, erzeugt der Differenzverstärkerkreis 60 über eine Ausgangssignalleitung und eine Erdleitung ein Ausgangssignal Vout, das in seiner Größe dem Spannungsabfall über den Stromerfassungswiderstand entspricht. Der Differenzverstärkerkreis 60 umfaßt einen Operationsverstärker 63 und vier Widerstände 64, 65, 66 und 67. Die Versorgung für den Differenzverstärkerkreis 60 wird von dem Spannungsversorgungskreis 500 geliefert. Die Eingangsanschlüsse des Differenzverstärkerkreises 60 sind mit beiden Enden des Stromerfassungswiderstandes 40 verbunden.
Die Verstärkung A des Differenzverstärkerkreises 60 ist:
A = Vout/Vin = Rout/Rin,
wobei Rin = R64 = R66
und Rout = R65 = R67
ist. Hier sind R64, R65, R66 und R67 Widerstandswerte der Widerstände 64, 65, 66 und 67.
Damit der Differenzverstärkerkreis 60 richtig arbeitet, sollten die Eingangspotentiale V&sub1; und V&sub2; zwischen dem positiven und dem negativen Potential liegen, die seinem positiven und negativen Spannungsversorgungsanschluß zugeführt werden.
Ein Zeitverzögerungskreis 70 umfaßt einen Sofortschaltkreis 230, einen Kurzzeitverzögerungs-Schaltkreis 220 und einen Langzeitverzögerungs-Schaltkreis 170. Die Ausgangsanschlüsse des Langzeitverzögerungs- Schaltkreises 170, des Kurzzeitverzögerungs-Schaltkreises 220 und des Sofortschaltkreises 230 sind parallel zueinander geschaltet und haben einen Ausgangsanschluß 70a.
Der Sofortschaltkreis 230 ist mit dem Eingangsanschluß des Differenzverstärkerkreises 60 verbunden. Parallel zu dem Sofortschaltkreis 230 liegen eine Reihenschaltung eines Spitzenwert-Wandlerkreises 210 und des Kurzzeitverzögerungs-Schaltkreises 220 und eine andere Reihenschaltung eines Spitzenwert-Wandlerkreises 211 und des Sofortschaltkreises 170. Die jeweiligen Spitzenwert-Wandlerkreise 210 und 211 wandeln das Eingangssignal der vollwellengleichgerichteten Wellenform in ein kontinuierliches Gleichstromsignal um, das ein Größenproportional zu dem Spitzenwert des Eingangssignals aufweist.
Die elektromagnetische Schaltspule 80 ist über einen Schalter 120 mit dem positiven und dem negativen Gleichstromanschluß des Gleichrichterkreises 30 verbunden. Ein nicht dargestellter Anker, der durch die elektromagnetische Schaltspule 80 angetrieben wird, ist mechanisch über den Schaltkreisunterbrecher-Mechanismus 100 mit dem Leitungskontakt 201 gekoppelt. Wenn der Schalter 120 von seinem offenen Zustand in seinen geschlossenen Zustand übergeht, ist der Leitungskontakt 201 geöffnet.
Ein unterspannungsbetrieb-Sperrkreis 50 ist zwischen den positiven und den negativen Ausgangsanschluß 5a und 5b des Spannungsversorgungskreises 500 geschaltet. Ein Schalter 55 wird von dem Unterspannungsbetrieb-Sperrkreis 50 gesteuert.
Fig. 2 zeigt ein Beispiel des Langzeitverzögerungs- Schaltkreises 170. Wie dargestellt, umfaßt er einen Komparator 35, der an einem Eingangsanschluß ein Ausgangssignal e des Spitzenwertwandlerkreises 211 erhält. Ein Langzeitverzögerungsschaltstrom-Referenzspannungsvorgabekreis 37 ist mit dem anderen Eingangsanschluß des Komparators 35 verbunden, um einen Nennstromwert als Referenz vorzugeben. Ein Schalter 36 wird durch den Komparator 35 gesteuert, der normalerweise geschlossen ist, aber im Falle eines Überstroms geöffnet wird.
Ein Langzeitverzögerungs-Schaltkondensator 38 und ein Entladungswiderstand 39 sind parallel zu dem Schalter 36 geschaltet. Der Entladungswiderstand 39 ist für die Entladung des Kondensators 38 mit einer vorbestimmten Zeitkonstante vorgesehen. Die Zeitkonstante des Widerstandes 39 und des Kondensators 38 ist so gewählt, daß sie der Zeitkonstanten der Hitzeverteilung der Leitung entspricht. Der Verbindungspunkt a, der den Kondensator 38 und den Widerstand 39 verbindet, ist mit dem Ausgang eines Spannungs/Stromwandlerkreises 44 verbunden. Der Eingang des Spannungs/- Stromwandlerkreises 44 ist so geschaltet, daß er das Ausgangssignal e des Spitzenwert-Wandlerkreises 211 empfängt. Das Ausgangssignal des Spannungs/Stromwandlerkreises 44 ist proportional zu dem Quadrat des Eingangssignals.
Der Ausgangsstrom I1 des Spannungs/Stromwandlerkreises 44 fließt in den Kondensator 38 für die Aufladung desselben.
Der Verbindungspunkt a ist gleichfalls mit dem Eingangsanschluß eines Komparators 41 verbunden. Ein Langzeit-Referenzspannungsvorgabekreis 42 ist mit dem anderen Eingangsanschluß des Komparators 41 verbunden, um ein Potential entsprechend der Langzeitverzögerungsoperation zu liefern, das zu der Referenz für den Komparator 41 wird.
Ein Stromkompensationskreis 43 ist zwischen den Verbindungspunkt a und den positiven Gleichstrom-Ausgangsanschluß 5a geschaltet. Der Stromkompensationskreis 43 dient zur Kompensation des Verluststroms des Kondensators 38. Der Verluststrom des Kondensators 38 wird als nicht größer als 0,5 uA angesehen, und der Stromkompensationskreis 43 umfaßt eine Konstantstromquelle, die 0,5 uA zum Kompensieren des maximalen Verluststroms liefert.
Ein Kurzzeitverzögerungs-Schaltkreis 220 ist in Fig. 5 dargestellt. Er ist ähnlich zu dem Langzeitverzögerungs-Schaltkreis 170. Wie dargestellt, umfaßt er einen Komparator 221, einen Schalter 222, einen Kurzzeitschaltstrom-Einstellkreis 223, einen Spannungs/- Stromwandlerkreis 224, einen Kondensator 225, einen Widerstand 226, einen Komparator 227 und einen Kurzzeitverzögerungszeit-Referenzspannungs-Einstellkreis 228, die ähnlich zu dem Komparator 35, dem Schalter 36, dem Spannungs/Stromwandlerkreis 44, dem Langzeitverzögerungs-Schaltstrom-Referenz spannungs-Einstellkreis 37, dem Kondensator 38, dem Widerstand 39, dem Komparator 41 und dem Langzeitverzögerungszeit-Referenzspannungs-Einstellkreis 42 sind. Allerdings ist das Ausgangssignal des Spannungs/Stromwandlers 224 proportional zu seinem Eingangssignal.
Die Betriebsweise der oben beschriebenen Anordnung wird im folgenden beschrieben.
Wenn ein Strom durch die Wechselstromleitung 11 fließt, fließt ein Sekundärstrom durch die Sekundärwicklung des Stromwandlers 21. Die Größe des Sekundärstroms wird durch das Wandlerverhältnis bestimmt. Der Sekundärstrom wird in einen gleichgerichteten Strom durch den Gleichrichterkreis 30 umgewandelt. Der Ausgangsstrom vom Gleichrichterkreis 30, der ein vollwellengleichgerichteter Strom entsprechend der Wechselstromleitung 11 ist, geht durch die Spannungsversorgung 500 und den Stromerfassungswiderstand 40.
Wenn ein vollwellengleichgerichteter Strom durch den Spannungsversorgungskreis 500 fließt, werden die Ausgangsanschlüsse 5a und 5d des Spannungsversorgungskreises 500 Potentiale +V (= ungefähr +12 V) und -V (= ungefähr -2V) erzeugen, bzw. wenn das Potential an dem Zwischenanschluß 5c als Referenz Vo (= 0V) gewählt wird.
Der Differenzverstärkerkreis 60 wird von dem Spannungsversorgungskreis 500 versorgt und das Eingangssignal des Differenzverstärkerkreises 60 wird über den Stromerfassungswiderstand 40 geliefert. Die Verstärkung A des Differenzverstärkerkreises 60 ist gegeben durch
A = Vout/Vin = Rout/Rin,
wie zuvor dargelegt wurde.
Wenn der Leitungsstrom, wie er durch das Ausgangssignal des Differenzverstärkerkreises 60 repräsentiert wird, den Bereich des Sofortschaltstroms, den Kurzzeitverzögerungs-Schaltbereich und den Langzeitverzögerungs-Schaltbereich überschreitet, wie in Fig. 3 gezeigt wird, d. h. wenn die Größe des Leitungsstroms, wie sie durch die Größe des Stroms des Differenzverstärkerkreises 60 repräsentiert wird, einen Überstromwert für eine Zeit längs der Kennlinie überschreitet oder kontinuierlich überschreitet, wird ein Ausgangssignal entsprechend dem jeweiligen Langzeitverzögerungs-Schaltkreis 170, Kurzzeitverzögerungs- Schaltkreis 220 oder Sofortschaltkreis 230 erzeugt.
Das Ausgangssignal des Spitzenwert-Wandlerkreises 211 wird dem Komparator 35 entsprechend Fig. 2 eingegeben, und wenn dieses Ausgangssignal das Ausgangssignal des Langzeitverzögerungs-Schaltstrom-Referenzvorgabekreises 37 überschreitet, wird der Schalter 36 von dem Komparator 35 von dem geschlossenen Zustand in den offenen Zustand gesteuert, wodurch die Aufladung des Kondensators 38 ermöglicht wird. Die Zeitverzögerungsoperation wird dadurch gestartet.
Der Spannungs/Stromwandlerkreis 44 wandelt die Eingangsspannung in ein Stromsignal um. Sein Ausgangsstrom I1 wird für die Aufladung des Kondensators 38 verwendet. Wenn die Spannung an dem Kondensator 38 aufgrund der Aufladung erhöht wird und die Ausgangsspannung des Langzeit-Verzögerungszeit-Referenzspannungseinstellkreises 42 überschreitet, wird ein Ausgangssignal von dem Langzeitverzögerungs-Schaltkreis 170 als Anzeige des Ablaufes einer Langverzögerungszeit geliefert. Mit höherer Eingangsspannung e ist die Operationszeit kürzer.
Allgemein soll der Langzeitverzögerungs-Schaltkreis 170 arbeiten, wenn der durch den Leitungskontakt 201 fließende Strom im Bereich von 125% des Nennstroms liegt.
Wenn der Strom I1 entsprechend dem Fehlerstrom in den Kondensator 38 fließt, dann fließt ein Verluststrom des Kondensators 38. Ein Kompensationsstrom I3 entsprechend dem Verluststrom wird von dem Stromkompensationskreis 43 hinzugefügt. Als Ergebnis wird der Kondensator 38 entsprechend der Größe des Fehlerstroms I1 aufgeladen mit der Wirkung, daß der Verluststrom entfernt wurde. Eine genaue Zeitverzögerungsoperation wird dadurch erzielt.
Das Ausgangssignal des Langzeitverzögerungs-Schaltkreises 170 geht durch den Schalter 55, der nun geschlossen ist, des unterspannungsbetrieb-Sperrkreises 50 und triggert den Schalter 120, wodurch der Schalter 120 von dem offenen Zustand in den geschlossenen Zustand übergeführt wird, wodurch wiederum die elektromagnetische Schaltspule 80 erregt wird. Die elektromagnetische Schaltspule 80 betätigt dann den Leitungskontakt 201 von dem geschlossenen Zustand in den offenen Zustand, wodurch der Fehlerstrom unterbrochen wird.
Wenn der durch den Leitungskontakt 201 fließende Strom geringer ist als 10 bis 20% des Nennstroms, ist die Ausgangsspannung des Spannungsversorgungskreises 500 unzureichend für die Operation des Zeitverzögerungskreises 70. In einem solchen Zustand kann der Zeitverzögerungskreis 70 ein fehlerhaftes Ausgangssignal erzeugen. Um ein derartiges fehlerhaftes Ausgangssignal zu verhindern, ist der Unterspannungsbetrieb-Sperrkreis 50 vorgesehen. Dieser Sperrkreis 50 öffnet den Schalter 55, wenn der Strom über den Leitungskontakt 201 klein und die Spannung über die Anschlüsse 5a und 5b niedrig ist.
In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist das elektrische System ein Einphasen-Wechselstromsystem. Die Erfindung ist aber auch anwendbar auf Mehrphasensysteme.
Wie entsprechend der Erfindung beschrieben wurde, fließt ein Gesamtstrom entsprechend dem Strom durch den Wechselstromleiter durch den Spannungsversorgungskreis und den Stromerfassungswiderstand, so daß die Genauigkeit der Stromerfassung verbessert wird.
Darüber hinaus ist ein Stromkompensationskreis in dem Langzeitverzögerungs-Schaltkreis vorgesehen, um den Verluststrom durch den Entladungswiderstand zu kompensieren. Ein Strom, der genau dem Fehlerstrom entspricht, fließt daher in den Kondensator für seine Aufladung, so daß die Zeitverzögerungsoperation genau ist.

Claims

1. Schaltkreisunterbrechervorrichtung mit:

einem Leitungskontakt (201), der in eine Wechselstromleitung (11) eingefügt ist;

einem Stromwandler (21) zum Erfassen des durch den Leitungskontakt (201) fließenden Stroms;

einem Gleichrichterkreis (30) der mit der Sekundärwicklung des Stromwandlers (21) verbunden ist, um den Wechselsekundärstrom in einen Gleichstrom gleicher Richtung umzuformen;

einem Gleichstrom-Konstantspannungsversorgungskreis (500), der zwischen die Ausgangsklemmen des Gleichrichterkreises (30) geschaltet ist und der positive, negative und Zwischenausgangsklemmen (5a,5d,5c) zum Erzeugen eines positiven, negativen und eines Zwischenpotentials aufweist;

einem Stromerfassungswiderstand (40), der in Reihe mit dem Spannungsversorgungskreis (500) geschaltet ist;

einem Differenzverstärkerkreis (60), der von dem Ausgangssignal des Spannungsversorgungskreises (500) versorgt wird und den Spannungsabfall über den Stromerfassungswiderstand (40), der proportional zu dem gleichgerichteten Strom ist, in ein Ausgangssignal (Vout) umwandelt, das ein zwischen dem positiven und dem negativen Potential liegendes und das Zwischenpotential als Referenzpotential nehmendes Potential aufweist;

einem Zeitverzögerungskreis (70), der von dem Spannungsversorgungskreis (500) versorgt wird und das zu dem gleichgerichteten Strom proportionale Ausgangssignal (Vout) des Differenzverstärkerkreises (60) empfängt und eine bestimmte Zeitverzögerung in bezug auf eine vorbestimmte Größe des gleichgerichteten Stroms erzeugt;

einem Schalterkreis (120), der in Übereinstimmung mit dem Ausgangssignal von dem Verzögerungskreis von einem geöffneten Zustand in einen geschlossenen Zustand gebracht wird;

einer elektromagnetischen Schaltspule (80), die in Reihe mit dem Schalterkreis geschaltet ist, wobei die Reihenschaltung zwischen elektromagnetischer Schaltspule (80) und Schalterkreis von dem Ausgangssignal des Gleichrichterkreises versorgt wird; und

einem Schaltmechanismus (100), der erregt wird, wenn die elektromagnetische Schaltspule stromführend ist, wobei der Zeitverzögerungskreis (70) einen Langzeitverzögerungskreis (170) umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß der Langzeitverzögerungskreis einen Kondensator (38), der von einem einem Fehlerstrom entsprechenden Strom aufgeladen wird und einen Stromkompensationskreis 43) aufweist, der eine Konstantstromquelle umfaßt, die dem Kondensator (38) einen Strom gleich einem maximalen Verluststrom des Kondensators liefert, um den Verluststrom zu kompensieren.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Reihenschaltung aus elektromagnetischer Schaltspule (80) und Schalterkreis (120) zwischen den Eingangsklemmen (5b,5d) des Spannungsversorgungskreises (500) liegt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der der Zeitverzögerungskreis (70) weiterhin einen Spitzenwertwandlerkreis (211) umfaßt, der den Spitzenwert des Ausgangssignals des Differenzverstärkerkreises (60) in ein Gleichstromsignal umwandelt, das eine Größe entsprechend dem Spitzenwert des Ausgangssignals des Differenzverstärkerkreises (60) aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der der Langzeitverzögerungskreis (170) weiterhin umfaßt:

einen ersten Komparator (35) zum Vergleichen des Ausgangssignals (e) des Spitzenwertwandlerkreises (211) mit einer vorbestimmten Nennstrom-Referenzspannung und zum Erzeugen eines Signals, wenn das erstere die letztere umschreitet; einen Schalter (36), der parallel zu dem Kondensator (38) geschaltet ist, wobei der Schalter normalerweise geschlossen ist und geöffnet wird, wenn der Komparator (35) das Signal erzeugt;

einen Spannungs/Stromwandler (44), der das Ausgangssignal des Spitzenwertwandlerkreises (211) in einen Strom proportional zu dem Quadrat des Ausgangssignals des Spitzenwertwandlerkreises (211) umwandelt und einen zweiten Komparator (41) für den Vergleich der Spannung am Kondensator (38) mit einer vorbestimmten Referenzspannung für den Zeitverzögerungsbetrieb, wobei das Ausgangssignal des Langzeitverzögerungskreises (170) bildet.