DE3900606A1 - Schutz von elektrischen leitungen vor zu hoher erwaermung - Google Patents
Schutz von elektrischen leitungen vor zu hoher erwaermungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schutz elektri
scher Leitungen vor zu hoher Erwärmung infolge Strom
durchfluß sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens, die ein elektrisches Schaltgerät mit einem
magnetischen Schnellauslöser, mit einem Schaltwerk sowie
mit einem Kontaktapparat aufweist.
Elektrische Leitungen, die in der Elektroinstallation
verwendet werden, sind je nach ihrem Verwendungszweck
mit Isolationen unterschiedlicher Güte versehen. Hierbei
ist zu beachten, daß die Isolation, die im allgemeinen
aus thermoplastischem Kunststoff besteht, eine bestimmte
Dauertemperatur im Betrieb verträgt, die nur kurzzeitig
überschritten werden darf, wenn sie nicht übermäßig al
tern (verspröden) soll.
Unter zu hoher Erwärmung wird demgemäß die längerfristi
ge Erwärmung auf eine solche Temperatur verstanden, bei
der der Alterungsprozeß des Isoliermaterials verstärkt
wird.
Zum Schutz von Leitungen vor zu hoher Erwärmung ist es
bekannt, Schutzschalter einzusetzen, die auf Überlast
ströme ansprechen und meist unter Benutzung von Thermo
bimetallen den Stromfluß nach einer bestimmten Strom/
Zeit-Charakteristik abschalten. Dieses weit verbreitete in
Leitungs- und Motorschutzschaltern zur Anwendung gelan
gende Überwachungsprinzip ist mit dem Nachteil behaftet,
daß nur der Strom überwacht wird, nicht aber die Tempe
ratur der Leiterisolation, deren Alterung hierdurch maß
geblich bestimmt ist.
Nachteilig ist auch, daß das Bimetall im Schutzschalter
zunächst eine Verlustleistung verursacht, die zu einer
bestimmten Temperaturerhöhung im Schaltgerät und damit
auch in der Verteilung, in der das Schaltgerät angeord
net ist, führt. Durch die gegenseitige Beeinflussung
wird die Stromtragfähigkeit der Schutzschalter beein
trächtigt, da durch den Wärmestau eine Temperaturerhö
hung vom Schutzschalter erfaßt wird, die nicht der tat
sächlichen Temperaturerhöhung in der zu schützenden Lei
tung entspricht. Zur Anpassung an die tatsächliche Lei
tertemperatur wäre demgemäß eine Temperaturkompensation
erforderlich.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß der Schutz
schalter nur auf den Strom und die vom Strom im Schalter
verursachte Erwärmung reagiert, nicht aber auf die Lei
tertemperatur, die von der Strombelastung der Art der
Verlegung, z. B. einzeln oder in Bündeln, und von der
Umgebungstemperatur abhängig ist. Aufgrund dieser Unzu
länglichkeit wird bei dem derzeitigen Überlastschutz die
zulässige Leitertemperatur häufig überschritten, wodurch
sich die Lebensdauer der Leitung verringert.
Ausgehend vom vorstehend genannten Stand der Technik ist
es daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren sowie eine
Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, mit
welchem auf einfache Weise die tatsächliche Leitungstem
peratur als Kenngröße für ihren Schutz vor unzulässiger
Erwärmung genutzt werden kann.
Die Lösung der Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch ge
kennzeichnet, daß die Temperatur einer zu schützenden
Leitung örtlich erfaßt wird, daß hierbei eine Meßgröße
gebildet wird, die in ein Auslösesignal umgewandelt wird
und bei Erreichen eines festgelegten Schwellwertes zur
Beaufschlagung einer in der Leitung angeordneten Unter
brechungsstelle benutzt wird, und daß hierauf der Über
laststrom in der Leitung unterbrochen wird.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Tempera
tursensor ein Signal abgibt, dessen Größe temperaturab
hängig ist, daß der Temperatursensor mit dem elektri
schen Schaltgerät verbunden ist und bei Erreichen eines
festgelegten Schwellwertes dessen Auslösung hervorruft,
um den Stromdurchfluß in der Leitung zu unterbrechen.
In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung ist vorgese
hen, daß die Temperaturerfassung an der zu schützenden
Leitung direkt erfolgt. Hierzu kann es je nach den ört
lichen Gegebenheiten zweckmäßig sein, den Temperatursen
sor unmittelbar neben dem elektrischen Schaltgerät oder
aber räumlich von diesem getrennt anzuordnen, beispiels
weise am Eingang in die Verteilung.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsge
mäßen Vorrichtung ist ein blockartiger Temperatursensor
mit einer Durchführung für die zu schützende Leitung
vorgesehen, in welcher ein Thermofühler angeordnet ist
und hierbei die zu schützende Leitung umgreift, so daß
deren Temperatur nahezu verlustfrei erfaßt wird. Der
blockartige Temperatursensor kann dabei für eine belie
bige, der erforderlichen Anzahl der zu schützenden Lei
tung entsprechende Zahl von Leitungen ausgestaltet sein,
wobei jeder einzelnen Durchführung ein separater Thermo
fühler zugeordnet ist, so daß Temperaturunterschiede
zwischen den einzelnen Leitungen jeweils separat erfaßt
und dem zugehörigen elektrischen Schaltgerät zugeleitet
werden.
Befindet sich der Temperatursensor räumlich getrennt von
der Unterbrechungsstelle in der Leitung, d. h. vom elek
trichen Schaltgerät, so ist er mittels einer Signallei
tung mit diesem verbunden. Dabei ist es gemäß der Erfin
dung zweckmäßig, den Temperatursensor, der ggf. eine
Verstärkerschaltung besitzt, mit dem Schnellauslöser im
elektrischen Schaltgerät zu verbinden. Hierdurch wird
eine unverzügliche Unterbrechung des Stromflusses in der
überlasteten Leitung herbeigeführt, auch wenn die in dem
elektrischen Schaltgerät vorgesehenen Überlast-Schutz
einrichtungen noch nicht angesprochen haben.
Die erfindungsgemäße Schutzeinrichtung kann Anwendung
finden bei Leitungsschutzschaltern, Motorschutzschaltern
und Hauptsicherungsautomaten mit konventioneller und mit
elektronischer Auslösung, bei denen die bisher übliche
Überlast-Absicherung mittels Bimetall durch den Tempera
tursensor ersetzt werden kann.
Bei Verwendung in Selbstschaltern mit elektronischer
Auslösung ist vorgesehen, daß die vom Temperatursensor
kommenden temperaturabhängigen Signale auf den Diffe
renzstromsensor einwirken und diesen dann zur Auslösung
bringen.
Ferner ist die erfindungsgemäße Vorrichtung auch als
Thermorelais-Ersatz an Schützen geeignet.
Die Vorteile die sich mit der Anwendung des erfindungs
gemäßen Verfahrens sowie der erfindungsgemäßen Vorrich
tung verbinden sind evident. So wird beispielsweise der
Strom bei der Überlast abgeschaltet, bei der die Grenz
temperatur am Leiter überschritten wird unabhängig von
dem zu schützenden Leiterquerschnitt. Hierdurch wird
letztlich die Leiterausnutzung verbessert. Außerdem wer
den erheblich geringere Verlustleistungen in dem zur
Absicherung vorgesehenen Schaltgeräten erzeugt, was zu
deutlich geringeren Temperaturen in Verteilern führt.
Diese und weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Er
findung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungs
beispieles sollen die Erfindung, vorteilhafte Ausgestal
tungen und Verbesserungen der Erfindung sowie weitere
Vorteile näher erläutert und beschrieben werden.
Es zeigen:
Fig. 1 Eine schematische Schaltungsskizze eines elek
trischen Schaltgerätes mit direkt angeschlos
senem Temperatursensor,
Fig. 2 eine elektrische Schaltungsskizze mit einem
vom elektrischen Schaltgerät getrennt angeord
neten Temperatursensor,
Fig. 3 eine Frontansicht eines Temperatursensors für
vier Leiter,
Fig. 4 eine Draufsicht auf die Anordnung gemäß Fig.
3.
In Fig. 1 ist ein elektrisches Schaltgerät 10 schema
tisch in Seitenansicht dargestellt, das ein ein Schalt
schloß aufweisendes Schaltwerk 12, eine Meß- und Aus
werteeinheit 14, einen elektromagnetischen Schnellauslö
ser 16 sowie einen Kontaktapparat 18 aufweist.
Unmittelbar neben dem elektrischen Schaltgerät 10 ist
ein Temperatursensor 20 angeordnet, der an das elektri
sche Schaltgerät 10 anschließt und über eine Signallei
tung 22 mit der Meß- und Auswerteeinheit 14 verbunden
ist.
Der Temperatursensor 20 besitzt eine hier im Längs
schnitt gezeigte zylindrische Durchführung 24, durch
welche ein mit einer Isolierung 26 versehener Leiter 28
zum elektrischen Schaltgerät 10 hindurchgeführt ist.
Die Durchführung 24 ist mit Elementen ausgestattet, die
auf Temperaturänderungen infolge Erwärmung reagieren und
aktiv, z. B. Thermoelemente, oder passiv, z. B. Heißlei
ter oder NTC-Widerstände, ein elektrisches Signal
abgibt.
Die Eichung der erfindungsgemäßen Anordnung im Hinblick
auf die geforderten Auslösebedingungen erfolgt durch
Einstellung der Meß- und Auslöseeinheit 14 auf die ge
wünschte Auslösekennlinie des elektrischen Schaltgerätes
10.
In Fig. 2 ist eine ähnliche Anordnung wie in Fig. 1
dargestellt, wobei jedoch der Temperatursensor 20 räum
lich getrennt vom elektrischen Schaltgerät 10 angeordnet
ist. Zur Übertragung der vom Temperatursensor 20 ausge
henden Signale auf in Fig. 2 gezeigte Merkmale sind mit
den entsprechenden Bezugsziffern, die aus Fig. 1
bekannt sind, versehen.
Fig. 3 zeigt die Frontansicht eines Temperatursensors
20, der vier nebeneinanderliegende Durchführungen 24
besitzt, von denen eine mit einem elektrischen Leiter 28
bestückt ist.
Der Temperatursensor 20 ist, wie bereits aus den Fig.
1 bzw. 2 ersichtlich, als quaderförmiger Block ausgebil
det. Die zylindrischen Durchführungen 24 sind quer zu
seiner Längsachse im Abstand zueinander angeordnet, um
eine gegenseitige Beeinflussung zu vermeiden. Zur Ver
bindung mit der Meß- und Auswerteeinheit in den zugeord
neten elektrischen Schaltgeräten, die in dieser Darstel
lung nicht gezeigt sind, dient eine Signalleitung 23,
die entsprechend der Anzahl der vorgesehenen Leiter
durchführungen mehrpolig ausgeführt ist.
In Fig. 4 ist eine Draufsicht auf die in Fig. 3 ge
zeigte Anordnung wiedergegeben. Aus dieser Darstellung
ist auch ersichtlich, daß der quaderförmige Temperatur
sensor 20 Haltelaschen 21 besitzt, die zur Befestigung
an einer Unterlage dienen. Die weiteren Merkmale sind
mit den entsprechenden Bezugsziffern versehen.
Claims (7)
1. Verfahren zum Schutz elektrischer Leitungen vor
zu hoher Erwärmung, z. B. infolge Überlaststrom, dadurch
gekennzeichnet, daß die Temperatur einer zu schützenden
Leitung örtlich erfaßt wird, daß hierbei eine Meßgröße
gebildet wird, die in ein Auslösesignal umgewandelt wird
und bei Erreichen eines festgelegten Schwellwertes zur
Beaufschlagung einer in der Leitung angeordneten Unter
brechungsstelle benutzt wird, und daß hierauf der Strom
in der Leitung unterbrochen wird.
2. Vorrichtung zum Schutz elektrischer Leitungen vor
unzulässiger Erwärmung, z. B. infolge Stromdurchfluß,
mit einem elektrischen Schaltgerät, das einen magneti
schen Schnellauslöser, ein ein Schaltschloß aufweisendes
Schaltwerk sowie einen Kontaktapparat aufweist, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Temperatursensor (20) mit der
zu schützenden Leitung in Wirkverbindung steht und deren
Temperatur erfaßt, und daß der mit dem elektrischen
Schaltgerät (10) zusammenarbeitende Temperatursensor
(20) ein temperaturabhängiges Signal abgibt, das bei
Erreichen eines festgelegten Schwellwertes die Auslösung
des Schaltgerätes hervorruft, um dem Stromfluß in der
Leitung (28) zu unterbrechen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Temperatursensor (20) und das elektri
sche Schaltgerät (10) unmittelbar benachbart nebeneinan
der angeordnet sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Temperatursensor (20) und das elektri
sche Schaltgerät (10) räumlich getrennt angeordnet sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der Temperatursensor (20)
einen Thermofühler besitzt, der in einer Durchführung
(24) für die zu schützende Leitung (28) angeordnet ist,
in welcher er die Leitung (28) umgreift und deren Tempe
ratur weitgehend verlustfrei erfaßt.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der Temperatursensor (20)
für jede zu schützende Leitung eine mit Thermofühler
versehene Durchführung (24) besitzt, die von den anderen
Durchführungen (24) im Abstand angeordnet ist.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die Temperaturerfassung an der zu schützenden
Leitung direkt erfolgt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893900606 DE3900606A1 (de) | 1989-01-11 | 1989-01-11 | Schutz von elektrischen leitungen vor zu hoher erwaermung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893900606 DE3900606A1 (de) | 1989-01-11 | 1989-01-11 | Schutz von elektrischen leitungen vor zu hoher erwaermung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3900606A1 true DE3900606A1 (de) | 1990-07-12 |
Family
ID=6371862
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19893900606 Ceased DE3900606A1 (de) | 1989-01-11 | 1989-01-11 | Schutz von elektrischen leitungen vor zu hoher erwaermung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3900606A1 (de) |
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- 1989-01-11 DE DE19893900606 patent/DE3900606A1/de not_active Ceased
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
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