DE69425916T2

DE69425916T2 - Elektronischer Auslöser mit Anzeigemodul

Info

Publication number: DE69425916T2
Application number: DE69425916T
Authority: DE
Inventors: James O. Alexander; David A. Leone
Original assignee: Siemens Energy and Automation Inc
Current assignee: Siemens Energy and Automation Inc
Priority date: 1993-02-05
Filing date: 1994-02-04
Publication date: 2001-03-29
Anticipated expiration: 2014-02-05
Also published as: CA2114889C; EP0609898B1; CA2114889A1; US5490086A; ES2152267T3; DE69425916D1; EP0609898A1

Description

I. HINTERGRUND DER ERFINDUNG

ERFINDUNGSGEBIET

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Auslöseeinheit für einen Leistungsschalter. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Auslöseeinheit, die an eines einer Mehrheit von unterschiedlichen Anzeige- oder Überwachungsmodulen ankoppelbar ist, wobei die Auslöseeinheit so aufgebaut ist, daß sie selbsttätig die Art von Anzeige- oder Überwachungsmodul erkennt, an die sie angekoppelt ist, und Signale an das Modul anlegt, die zu dem Modul kompatibel sind.

STAND DER TECHNIK

Im allgemeinen sind Anzeigemodule für Leistungsschalter-Auslöseeinheiten bekannt. Bezugnehmend auf das Robert J. Danek erteilte US-Patent Nr. 4,870,531 ist dort ein Leistungstrennschalter mit einem Anzeigemodul zur Betrachtung von Leistungstrennschaltereinstellungen dargestellt. Das Anzeigemodul ist herausnehmbar mittels Verbindern mit der elektronischen Auslöseeinheit verbunden und zeigt im Betrieb Leistungstrennschalterwerte und -einstellungen an. Wenn das Anzeigemodul nicht an Ort und Stelle ist, kann in einer Ausnehmung, die zur Aufnahme des Anzeigemoduls geeignet ist, eine Sicherheitsabdeckung positioniert werden. Wenn das Anzeigemodul an Ort und Stelle ist, betätigt ein Bediener auf dem Anzeigemodul · vorgesehene Tasten zur Auswahl der auf dem Anzeigemodul anzuzeigenden Daten durch einen Prozessor der Auslöseeinheit. Der im US-Patent Nr. 4,870,531 offenbarte Stand der Technik entspricht daher dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Das an Mertz et al. erteilte US-Patent Nr. 4,751,605 offenbart ebenfalls eine Auslöseeinheit für einen Leistungstrennschalter mit einem Anzeigemodul.
Das Anzeigemodul ist tragbar und an die Auslöseeinheit ankoppelbar, um verschiedene Leistungstrennschalterwerte anzuzeigen. Das Anzeigemodul enthält eine alphanumerische Anzeige, einen Mikroprozessor, einen Speicher und eine Einrichtung, die mit komplementären Einrichtungen in der Auslöseeinheit in Zusammenhang gebracht werden kann, um den Inhalt von Speicherbereichen in der Auslöseeinheit in den Speicher des Anzeigemoduls zu übertragen. Der Inhalt des Speichers wird durch auf dem Anzeigemodul vorgesehene Betätigungstasten gezielt angezeigt.
Obgleich verschiedene Anzeigemodulkonfigurationen für Leistungstrennschalter (Leistungsschalter) zur Verfügung stehen, wäre es nützlich und wünschenswert, eine Auslöseeinheit bereitzustellen, die mit einer Mehrzahl von unterschiedlichen Anzeigemodulen benutzt werden kann, wobei jedes Anzeigemodul zum Anzeigen eines Bereichs von Werten für eine gegebene, durch die Auslöseeinheit überwachte Variable, z. B. Strom, Temperatur, Energie, Leistung usw., konfiguriert ist. Dementsprechend ist je nach der Anwendung eines Leistungsschalters nur ein zur Anzeige der für die Anwendung benötigten Variablen konfiguriertes Anzeigemodul vorgesehen.

II. ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung stellt eine Auslöseeinheit nach Anspruch 1 bereit. Die Auslöseeinheit enthält einen ersten Verbinder; einen Prozessor; einen zwischen dem ersten Verbinder und dem Prozessor gekoppelten Datenbus; und ein Anzeige- oder Überwachungsmodul. Das Modul enthält einen Speicher, der Konfigurationsdaten speichert, die das Modul kennzeichnen, und einen zweiten an den Speicher angekoppelten und mit dem ersten Verbinder der Auslöseeinheit verbundenen Verbinder.
Der Prozessor liest die Konfigurationsdaten, greift auf einen entsprechenden Teil des Programmcodes auf der Basis der aus dem Modul ausgelesenen Konfigurationsdaten zu und überträgt Daten zwischen dem Prozessor und dem Modul als Grundlage der Konfigurationsdaten.

III. KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine auseinandergezogene schematische Ansicht einer Leistungsschalter-Kontakt- und -Betätigungsmechanismuseinheit, einer Auslöseeinheit und eines Anzeigemoduls;
Fig. 2 ist eine schematische Seitenansicht des Leistungsschalter-Kontakt- und -Betätigungsmechanismus, der Auslöseeinheit und des Anzeigemoduls, wenn diese zusammengekoppelt sind;
Fig. 3, die Fig. 3A und 3B einschließt, ist das Schaltbild für das Anzeigemodul;
Fig. 4, die Fig. 4A, 4B, 4C und 4D einschließt, ist das Schaltbild für die Schaltung der Auslöseeinheit, die an das Anzeigemodul angeschlossen ist;
Fig. 5 ist ein Blockschaltbild eines Erdschluß- Anzeigemoduls nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6 ist ein Blockschaltbild einer Auslöseeinheit mit einem mit einem externen Lastüberwachungsrelais verbundenen Erdschluß- Anzeigemodul nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 7 ist ein Funktionsblockschaltbild der Erdschluß-Algorithmen/-Mechanismen der Fig. 6.

IV. AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Bezugnehmend auf Fig. 1 und 2 schließt ein Leistungsschalter 10 einen Leistungsschalter-Kontakt- und -Betätigungsmechanismus 12, eine elektronische Auslöseeinheit 14 und eine herausnehmbare und auswechselbare Anzeigeeinheit bzw. ein solches Modul 16 ein. Der Mechanismus 12 kann ein herkömmlicher Mechanismus einschließlich der Betätigungsgestänge und Energiespeichervorrichtungen zum Öffnen der Kontakte des Leistungsschalters 10 sein. Zusätzlich schließt der Mechanismus 12 Überwachungsvorrichtungen wie beispielsweise Stromwandler und Temperaturfühler ein, die die Stromflüsse und verschiedene Temperaturen im Leistungsschalter 10 darstellende Zustandssignale erzeugen. Die Überwachungsvorrichtungen sind elektrisch an einen Verbinder 18 der Auslöseeinheit 14 angekoppelt, so daß die Zustandssignale für die Überwachungsvorrichtungen an den Verbinder 18 angelegt werden. Zusätzlich schließt der Mechanismus 12 Auslösevorrichtungen ein, die an den Verbinder 18 angekoppelt sind und bewirken, daß der Mechanismus 12 die Leistungsschalterkontakte als Reaktion auf das Anlegen von Steuersignalen an den Verbinder 18 öffnet.
Die elektronische Auslöseeinheit 14 ist von der Art mit einer programmierten Mikrosteuerung 20 (einem Prozessor), bei dem eine Schaltung an einen Verbinder 22 angekoppelt ist, um die an den Verbinder 18 angelegten Zustandssignale zu überwachen. Die Schaltung enthält Vorrichtungen zur Durchführung von Aufbereitungsfunktionen wie beispielsweise Analog- Digitalwandlung und Filterung, so daß der Prozessor 20 die Zustandssignale am Verbinder 18 richtig überwachen und auswerten kann. Auch enthält die Einheit 14 eine Mehrzahl von Grenzwerteinstellungseingängen wie beispielsweise Drehschalter oder Potentiometer 24. Die Drehschalter 24 ermöglichen die Einstellung von Variablen wie beispielsweise Langzeitverzögerung, Kurzzeitansprechen, Kurzzeitverzögerung, unverzögertes Ansprechen, Ansprechen auf Erdschluß und Erdschlußverzögerung. Der Prozessor 20 legt auf Grundlage der Werte der Zustandssignale und der Einstellungen an den Drehschaltern 24 die entsprechenden Steuersignale und Anzeigesignale an Verbinder 18 bzw. 26 an. Der Verbinder 26 ist über einen Datenbus 34 und die entsprechenden Schnittstellenschaltungen mit dem Prozessor 20 verbunden.
Der Verbinder 22 ist mechanisch und elektrisch mit dem Verbinder 18 verbunden, wenn der Leistungsschalter 10 zusammengebaut ist.
Die Anzeigeeinheit (das Anzeigemodul) 16 kann verschiedene Konfigurationen aufweisen und schließt im allgemeinen eine mehrstellige Ziffernanzeige 28, einen Mehrstellenschalter 30, einen Verbinder 32 und einen Speicher 36 zum Speichern von Konfigurationsdaten (Adresse) ein. Der Speicher 36 kann die Form von DIP- Schaltern, einem Satz Drahtbrücken (die gegenwärtig bevorzugte Ausführungsform), einem PROM oder sonstiger Arten von ROM haben. Die Anzeige 28, der Schalter 30 und der Speicher 36 sind so an den Verbinder 32 angekoppelt, daß Daten zwischen der Einheit 14 und den Einheiten 16 entlang dem Datenbus 34 übertragen werden können, wenn die Einheiten 14 und 16 mechanisch verbunden und die Verbinder 26 und 32 mechanisch und elektrisch verbunden sind.
Wenn die Einheit 14 in Betrieb und an die Einheit 16 angekoppelt ist, liest die Einheit 14 die Daten im Speicher 36 (z. B. 4 Bit, wobei jeweils eines mit den vier Drahtbrücken 46, 48, 50 und 52 verbunden ist), um die Konfiguration der Einheit 16 zu bestimmen. Alle 4 Datenbit stehen für Konfigurationsdaten zur Verfügung, und die Einheit 14 kann daher selbsttätig bis zu 15 Konfigurationen der Anzeigeeinheit 16 erkennen. Bei einer 16ten Drahtbrücken- /Datenkonfiguration (alle 4 Datenbit auf Hoch) wird von der Auslöseeinheit 14 erkannt, daß angezeigt wird, daß eine Anzeigeeinheit 16 nicht vorhanden ist. Bei Erkennung der Konfiguration der Einheit 16 läuft der Prozessor 20 unter Steuerung des in der Einheit 14 gespeicherten Programmteils, der mit der bestimmten Konfiguration verbunden ist. Beispielsweise kann eine Einheit 16 zur Anzeige von Stromstärke programmiert sein, wobei jede Einstellung des Schalters 30 mit verschiedenen Stromstärkemeßwerten verbunden ist, während andere Einheiten zur Anzeige einer Leistungsschaltervariablen wie beispielsweise Temperatur, Leistungs- oder Energieverbrauch konfiguriert sein können. Weiterhin kann die Anzeigeeinheit 16 so konfiguriert sein, daß die Auslöseeinheit 14 den Schalter 30 zur Erfassung von Steuer- oder Grenzwerten wie beispielsweise Alarmgrenzen liest. Beispielsweise kann der Schalter 30 10 Einstellungen einschließen, und ermöglicht damit die Anzeige von 10 unterschiedlichen Eigenschaften (Werten) einer gegebenen Variablen, eines gegebenen Steuerwertes bzw. Grenzwertes.
Insbesondere bezugnehmend auf die mit den zehn Schalterstellungen des Schalters 30 verbundenen Eigenschaften (Werten), wenn der Schalter 30 mit einer zur Anzeige von Stromstärke konfigurierten Anzeigeeinheit 16 verbunden ist, können die Einstellungen des Schalters 30 folgendes einschließen:
- Gegenwärtiger Bedarf, womit dem Prozessor 20 Daten zugeführt werden, so daß die Durchschnittsstromstärkebelastung für die letzte 15-Minuten-Periode angezeigt wird;
- Höchstbedarf, womit dem Prozessor 20 Daten zugeführt werden, so daß die Höchststrombelastung seit Bestromung des Leistungsschalters angezeigt wird;
- Strom der Phase A, womit dem Prozessor 20 Daten zugeführt werden, so daß die Stromstärkebelastung für Phase A angezeigt wird;
- Strom der Phase B, womit dem Prozessor 20 Daten zugeführt werden, so daß die Stromstärkebelastung für Phase B angezeigt wird;
- Strom der Phase C, womit dem Prozessor 20 Daten zugeführt werden, so daß die Stromstärkebelastung für Phase C angezeigt wird;
- Überwachungssollwert für 60% Belastung, womit dem Prozessor 20 Daten zugeführt werden, so daß der Höchst-Phasenstrom angezeigt wird und blinkt, wenn der Strom 60% des Sollwertes überschreitet;
- Überwachungssollwert für 70% Belastung, womit dem Prozessor 20 Daten zugeführt werden, so daß der Höchst-Phasenstrom angezeigt wird und blinkt, wenn der Strom 70% des Sollwertes überschreitet;
- Überwachungssollwert für 80% Belastung, womit dem Prozessor 20 Daten zugeführt werden, so daß der Höchst-Phasenstrom angezeigt wird und blinkt, wenn der Strom 80% des Sollwertes überschreitet;
- Überwachungssollwert für 90% Belastung, womit dem Prozessor 20 Daten zugeführt werden, so daß der Höchst-Phasenstrom angezeigt wird und blinkt, wenn der Strom 90% des Sollwertes überschreitet; und
- Überwachungssollwert für 100% Belastung, womit dem Prozessor 20 Daten zugeführt werden, so daß der Höchst-Phasenstrom angezeigt wird und blinkt, wenn der Strom 100% des Sollwertes überschreitet.
Nach Bestimmung der Konfiguration einer bestimmten Anzeigeeinheit 16 liest der Prozessor 20 den Zustand des Schalters 30 ab und überträgt Anzeigedaten zur Einheit 16 über den Datenbus 34, wobei die Anzeigedaten die am Schalter 30 ausgewählte Eigenschaft und die bestimmte Konfiguration der Einheit 16 (d. h. die Daten im Speicher 36) darstellen. Wenn daher der Prozessor 20 den Speicher 36 ausliest und bestimmt, daß die Einheit 16 eine Stromstärkeanzeigeeinheit ist, den Schalter 30 abliest und bestimmt, daß der Effektivstrom für Phase A anzuzeigen ist, greift der Prozessor 20 auf die entsprechende Programmierung zu und legt die entsprechenden Anzeigedaten über den Datenbus 34 an die Anzeige 28 an, um den Strom-Effektivwert für Phase A digital (alphanumerisch) auf der Anzeige 28 anzuzeigen.
Bezugnehmend auf Fig. 3 stellt die Fig. 3 die Schaltung für die Anzeigeeinheit 16 dar. Die Einheit 16 schließt den an den über Puffer 38, 40, 42 und 44 an die vier niederwertigen Bit (Leitungen) des Datenbusses 34 angekoppelten Schalter 30 ein. Wie oben besprochen kann die gegenwärtig bevorzugte Ausführungsform des Speichers 36 einen Satz von vier Drahtbrücken 46, 48, 50 und 52 einschließen. Die Drahtbrücken 46, 48, 50 und 52 sind über Puffer 54, 56, 58 bzw. 60 an die vier höchstwertigen Bit (Leitungen) des Datenbusses 34 angekoppelt. Wenn die Adressenwahlleitung 62 des Busses 34 (Adresse 2A00 hex) auf Niedrig geht, werden die Einstellungen des Schalters 30 und Speichers 36 über den Datenbus 34 vom Prozessor 20 abgelesen.
Die Anzeigeeinheit 16 schließt auch vier Siebensegment-LEDs 64, 66, 68 und 70 und einen Anzeigedriver 72 ein. (Oder es können die Anzeigen 64, 66, 68 und 70 und der Anzeigedriver 72 je nach Anwendung durch eine Eiri-Chip-Einheit ersetzt werden.) Der Anzeigedriver 72 wird durch den Datenbus 80 an die Anzeigen 64, 66, 68 und 70 angekoppelt. Der Anzeigedriver 72 ist an den Datenbus 34 angekoppelt und wird durch Adreßwahlleitungen 74 (Adresse 2800 hex) und 76 (Adresse 2900 hex) gesteuert. Eine Datenleitung 78 ist die Schreib-/Leseleitung des Prozessors 20. Wenn der Prozessor 20 zur Adresse 2800 schreibt, gehen die Leitungen 74 und 78 auf Niedrig. Die Adresse 2800 wird zum Senden von Daten zum Anzeigedriver 72 benutzt. Wenn der Prozessor 20 zur Adresse 2900 schreibt, gehen die Leitungen 76 und 78 auf Niedrig. Diese Adresse wird zum Senden von Steuerbefehlen zum Anzeigedriver 72 benutzt.
Wenn die Anzeigeeinheit 16 in die Auslöseeinheit 14 eingesteckt wird, verbindet Datenleitung J8-19, J8-17, J8-15, J8-13, J8-2, J8-4, J8-6 und J8-8 (D0-D7) die Einheit 16 über Datenleitungen J2-19, J2-17, J2-15, J2-13, J2-2, J2-4, J2-6 bzw. J2-8 (D0-D7) mit der Auslöseeinheit 14. Auch sind die Adressenwahlleitungen 74, 76, 62 und 78 über Adressenwahlleitungen J2-16, J2-14, J2-12 bzw. die Schreib-/Leseleitung J2-10 mit der Auslöseeinheit 14 verbunden.
Bezugnehmend auf Fig. 4 schließt die Prozessor-/Schnittstellenlogik 15 der Auslöseeinheit einen an den Datenbus 34 angekoppelten Prozessor 20 (Motorola 68HC11F1) und den ebenfalls an den Datenbus 34 angekoppelten Puffer 82 ein. Der Puffer 82 wirkt als Trennungspuffer zwischen der Anzeigeeinheit 16 und der Auslöseeinheit 14 für Datenleitungen D0-D7. Die Prozessor-/Schnittstellenlogik 15 der Einheit 14 enthält auch einen Trennungspuffer 84, der einem Decoder 86 angekoppelt ist, der wiederum an einen an den Prozessor 20 angekoppelten Adreßbus 88 angekoppelt ist. Der Puffer 84 wirkt als Trennungspuffer zwischen den Adressenauswahl- und Schreib-/Leseleitungen der Anzeigeeinheit 16 und Auslöseeinheit 14.
Zusätzlich zum Prozessor 20, Puffer 82, Puffer 84 und Decoder 86 schließt die Prozessor-/ Schnittstellenlogik 15 der Auslöseeinheit 14 einen an den Datenbus 34 und Adreßbus 88 angekoppelten EPROM 90 ein. Im Speicher des Prozessors 20 und EPROM 90 ist die Programmierung für den Prozessor 20 gespeichert, die die Datenübertragung zwischen der Anzeigeeinheit 16 und der Auslöseeinheit 14 steuert.
Im Betrieb werden, wenn der Prozessor 20 die Adresse 2A00 (Adressenleitung 62), liest, die Datenbit 4 bis 7 (Datenleitungen J8-2, J8-4, J8-6 und J8-8) auf Hoch-Zustand geprüft. Wenn nicht bei allen Hoch gemessen wird, nimmt der Prozessor 20 an, daß die Auslöseeinheit 14 und Anzeigeeinheit 16 über Verbinder 26 und 32 angeschlossen sind. Als Reaktion darauf wird ein Teil des Anzeigemodulsteuercodes aktiviert. Danach wird durch Decodierung der Datenleitungen J8-8, J8-6, J8-4 und J8-2 die Art von Anzeigeeinheit 16 bestimmt. Nach Bestimmung der Art von Anzeigeeinheit 16 wird die Stellung des Schalters 30 durch Decodierung der Datenleitungen J-8-13, J8-15, J8-17 und J8-19 bestimmt. Auf Grundlage dieser Daten wählt der Prozessor 20 dann aus der Anzeigemodulsoftware (Code) die zu aktivierende Funktion aus, so daß Daten an die Anzeige 28 angelegt werden, um die richtigen alphanumerischen Informationen auf der Anzeige bereitzustellen.
Wenn die auf der Anzeige 28 angezeigten Werte aufgrund eines Überschreitens eines Sollwertes durch einen Höchst-Phasenstrom wie oben besprochen blinken sollen, sendet der Prozessor 20 abwechselnd einen Anzeigedatenbefehl und einen Anzeigelöschbefehl an den Anzeigedriver 72 und bewirkt damit, daß die Anzeige 28 blinkt.
Ein Beispiel einer besonders nützlichen Art von Anzeigeeinheit 16 ist ein Erdschluß-Überwachungsmodul. Vorteilhafterweise ist die interne Schaltung des Erdschlußmoduls mit der allgemeinen Anzeigeeinheit der Fig. 3 identisch.
Die Anzeigeeinheit 16 wird durch Einstellen der Drahtbrücken 46-52 in eine vorbestimmte Konfiguration (eine, die durch die Auslöseeinheit als ein Erdschluß- Überwachungsmodul anzeigend erkannt wird) und dadurch, daß das Modul 16 mit einer entsprechenden Frontplatte zum Anzeigen der mit jeder der Stellungen des Drehschalters 30 verbundenen Funktionen ausgestattet wird, als Erdschluß-Überwachungsmodul konfiguriert. Das Äußere eines solchen Erdschluß-Überwachungsmoduls 16A ist in Fig. 5 dargestellt.
Wenn das Erdschlußmodul 16A in die Auslöseeinheit 14 eingesteckt wird, erkennt der Programmcode im EPROM 90 der Auslöseeinheit, daß die Drahtbrückenkonfiguration anzeigt, daß das Anzeigemodul 16 ein Erdschluß-Überwachungsmodul 16A ist.
Nach der Darstellung in Fig. 6 schließt die Prozessor-/Schnittstellenlogik 15 (durch den Prozessor 20 ausgeführten) Programmcode zur Durchführung von Erdschluß-Ansprechhöheberechnungen 9 ein. Die Verarbeitungs-/Schnittstellenlogik schließt auch Code für einen Erdschluß-Schutzalgorithmus 17 (für das Anzeigemodul 16A) ein und kann Programmcode zur Durchführung eines getrennten und unabhängigen Auslöseeinheit-Erdschluß-Schutzalgorithmus 11 einschließen. Mit den Drehschaltern 24 wird das Erdschlußansprechen und die Verzögerung eingestellt. Wenn der Erdschluß- Schutzalgorithmus 11 der Auslöseeinheit erkennt, daß der Erdschlußstrom die Ansprecheinstellung für die ausgewählte Zeitverzögerung überschritten hat, kann er als Reaktion darauf die entsprechende Handlung durchführen (z. B. eine Auslösung verursachen).
Die Auslöseeinheit 14 schließt einen (nicht gezeigten) internen Schalter ein, dessen Einstellung das Erdschluß-Berechnungsverfahren bestimmt. Dieser Schalter ist durch den Mikroprozessor 20 ablesbar. Wenn das Erdschluß-Überwachungsmodul 16A in einer Auslöseeinheit mit einem Erdschlußschutz installiert ist, bestimmt die Einstellung des runden Erdschlußart- Schalters an der Auslöseeinheit das Berechnungsverfahren (Reststrom oder Erde der Quelle). In einer Auslöseeinheit ohne Erdschlußschutz ist der Schalter für die Erdschlußart auf die Reststromeinstellung eingestellt. Wenn das Modul 16A in einer Auslöseeinheit installiert ist, die keinen Erdschlußschutz enthält, verwendet der Erdschlußalgorithmus des Anzeigemoduls das Reststrom-Berechnungsverfahren. Die Einstellungen für Ansprechen und Verzögerung des Erdschluß- Überwachungsmoduls 16A arbeiten unabhängig von den durch die Drehschalter 24 eingestellten internen Erdschlußansprech- und -verzögerungseinstellungen der Auslöseeinheit.
Das Erdschlußansprechen innerhalb der Auslöseeinheit ist in drei Höhen eingeteilt; "Lo" (niedrig), das als 20 Prozent des Gehäusesollwertes definiert ist; "Hi" (hoch), das als Gehäusesollwert oder 1200 Ampere definiert ist, je nachdem, welcher Wert geringer ist; und "Med" (Mittelwert), das als der Mittelwert von "Lo" und "Hi" definiert ist. Die Erdschluß-Auslöseverzögerung ist in drei feste Zeiten eingeteilt. Diese Zeiten sind 0,1, 0,3 und 0,5 Sekunden. Bei einer zusätzlichen Überwachungsoption gibt es einen Ansprechwert von 1200 Ampere und eine Verzögerung von 0,5 Sekunden.
Wieder bei der Fig. 5 weist der Drehschalter 30 des Erdschluß-Überwachungsmoduls 16A zehn Stellen auf. Der Schalter 30 wird vom Programmcode im EPROM 90 abgelesen, um die vom Benutzer ausgewählten Ansprech- und Verzögerungsoptionen zu bestimmen. Der Benutzer wählt über den Drehschalter 30 eine Ansprechhöhe Lo, Med oder Hi aus, wenn er eine Zeitverzögerung auswählt. Die zehnte Stellung (MAX) zeigt an, daß der Benutzer das Ansprechen bei 1200 Ampere und eine Verzögerung von 0,5 Sekunden ausgewählt hat.
Wenn der Erdschluß das ausgewählte Ansprechen und die ausgewählte Verzögerung überschreitet, wird die Alarmleitung ("LMA") in ihren Zustand "ON" versetzt und verbleibt solange in diesem Zustand, wie der Strom oberhalb der ausgewählten Ansprechhöhe liegt. Die Alarmleitung wird ebenfalls in ihren Zustand "ON" versetzt, wenn kein Modul installiert ist oder ein Modul 16 nach Bestromung der Auslöseeinheit heraüsgenommen wird. Vorzugsweise gibt es eine Verzögerung, ehe die Alarmleitung in ihren Zustand "ON" versetzt wird.
Der Erdschlußwächter 16A zeigt den Erdschlußstrom in Ampere an, wenn genug Strom vorhanden ist, um die Anzeige-LEDs anzutreiben (3-Phasensystem - 8% Gehäusesollwert, 2-Phasensystem - 12% Gehäusesollwert, 1-Phasensystem - 24% Gehäusesollwert). Wenn der Erdschlußstrom einer Höhe von 12% unter der ausgewählten Ansprechhöhe erreicht, beginnen die angezeigten Ampere zu blinken. Das wirkt als Vorwarnalarm. Wenn der Erdschlußstrom die ausgewählte Erdschlußansprechhöhe überschreitet, blinkt die Anzeige "OL".
Nach der Darstellung in Fig. 6 kann der Erdschlußwächter 16A in Verbindung mit einem örtlichen Lastüberwachungsrelais 604 benutzt werden, um festverdrahtete Kontakte für einen externen Erdschlußschutz 606 wie beispielsweise einen Spannungsauslösungsmechanismus und/oder einen externen Alarm 602 bereitzustellen. Das Lastüberwachungsrelais wird durch das Alarmsignal (LMA) angesteuert.
Die Fig. 7 ist ein Funktionsblockschaltbild der Erdschluß-Algorithmen/Mechanismen der Fig. 6. Im Block 702 berechnet der Erdschlußstromhöhe- Berechnungsalgorithmus 9 die Erdschlußwerte auf Grundlage von entweder Resterdschlußabtastwerten 704 oder Quellenerdschlußabtastwerten 706 nach Anleitung durch die Einstellung des Erdschlußart-Schalters 708. Die im Block 702 berechneten Erdschlußwerte werden dem Erdschlußmodulalgorithmus (Routinen) 17 und dem Auslöseeinheit-Erdschlußalgorithmus 11 zur Verfügung gestellt. Der Auslöseeinheit-Erdschlußalgorithmus 11 vergleicht die Erdschlußwerte mit den Einstellungen der Erdschlußansprechhöhe- und Verzögerungsdrehschalter 24 der Auslöseeinheit und erzeugt ein Steuersignal auf der Auslöseleitung 712, wenn die Erdschlußwerte die ausgewählte Ansprechhöheneinstellung für die ausgewählte Verzögerungszeit überschreiten. Parallel zu der Tätigkeit des Erdschlußalgorithmus 11 der Auslöseeinheit erzeugt der Erdschluß- Anzeigemodulalgorithmus 17 Anzeigedaten, die die Erdschlußwerte anzeigen (und sendet sie zur Modulanzeige 28) und vergleicht die Erdschlußwerte mit den Ansprechhöhen- und Verzögerungseinstellungen des Drehschalters 30 der Erdschluß-Anzeigeeinheit 16A. Wenn die Erdschlußwerte die durch den Drehschalter 30 am Modul 16A eingestellten Schwellwerte überschreiten, erzeugen die Routinen 17 des Erdschluß-Anzeigemoduls ein Signal auf der Auslösealarmleitung 716.
Es versteht sich, daß die obige Beschreibung die bevorzugte beispielhafte Ausführungsform der Erfindung betrifft und daß die Erfindung nicht auf die gezeigte spezifische Form begrenzt ist. Beispielsweise können verschiedene Bestandteile der oben beschriebenen Auslöseeinheit und Anzeigeeinheit so abgeändert werden, daß verschiedene einzelne Bestandteile in einzigen Multifunktions-Bestandteilen kombiniert werden. Weiterhin wird in Betracht gezogen, daß Teile der Software durch entsprechend konfigurierte Hardware ersetzt werden können, und als Alternative kann je nach dem als Prozessor 20 benutzten Mikroprozessor oder der entsprechenden Steuerung die Software so modifiziert werden, daß die Hardware in den Schaltungen eliminiert werden kann. Es können verschiedene andere Austausche, Abänderungen, Veränderungen und Weglassungen durchgeführt werden, ohne den Rahmen den Erfindung, so wie sie in den beiliegenden Ansprüchen definiert ist, zu verlassen.

Claims

1. Auslöseeinheit (14) mit folgendem:

- einem ersten Verbinder (26);

- einem Prozessor (20);

- einem zwischen den ersten Verbinder (26) und den Prozessor (20) zwischengekoppelten Datenbus (34); und

- einem Anzeige- oder Überwachungsmodul (16, 16A) mit einem mit dem besagten ersten Verbinder (26) verbundenen zweiten Verbinder (32);

dadurch gekennzeichnet, daß das Anzeige- oder Überwachungsmodul (16, 16A) einen Speicher (36) einschließt, der Konfigurationsdaten speichert, die das Modul (16, 16A) identifizieren, und der an den besagten zweiten Verbinder (32) angekoppelt ist;

wobei der Prozessor (20) zum Lesen der Konfigurationsdaten, Zugreifen auf einen entsprechenden Teil des Programmcodes auf Grundlage der aus dem Speicher (36) des Anzeige- oder Überwachungsmoduls (16, 16A) ausgelesenen Konfigurationsdaten und zum Übertragen von Daten zwischen dem Prozessor (20) und dem Anzeige- oder Überwachungsmodul (16, 16A) auf Grundlage der Konfigurationsdaten angeordnet ist.

2. Auslöseeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslöseeinheit (14) zur Betätigung eines Leistungsschalters angeordnet ist.

3. Auslöseeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslöseeinheit (14) zur Betätigung eines Erdschluß-Leistungsschalters angeordnet ist und das Anzeige- oder Überwachungsmodul ein Erdschluß-Überwachungsmodul (16A) ist.

4. Auslöseeinheit nach Anspruch 1, wobei der Speicher (36) ein Satz Drahtbrücken (46-52) ist.

5. Auslöseeinheit nach Anspruch 3, wobei das Erdschluß-Überwachungsmodul (16A) eine Digitalanzeige (28) umfaßt, die als Reaktion auf vom Prozessor (20) zum Modul (16A) übertragene Daten alphanumerische Daten anzeigt.

6. Auslöseeinheit nach Anspruch 5. wobei das Erdschluß-Überwachungsmodul (16A) einen an den zweiten Verbinder (32) angekoppelten Schalter (30) zur Bereitstellung von Steuerdaten für den Prozessor (20) umfaßt, wobei der Prozessor Anzeigedaten für die Digitalanzeige (28) bereitstellt, die von den Steuerdaten abhängig sind.

7. Auslöseeinheit nach Anspruch 3, wobei das Erdschluß-Überwachungsmodul (16A) einen an den zweiten Verbinder (32) angekoppelten Schalter (30) zur Bereitstellung von Steuerdaten für den Prozessor (20) umfaßt, wobei der Prozessor auf Grundlage der Steuerdaten Grenzwerte in der Auslöseeinheit (14) setzt.

8. Auslöseeinheit nach Anspruch 7, wobei die Steuerdaten Ansprechhöhen- und Verzögerungseinstellungen umfaßt und wobei die Auslöseeinheit Mittel (14) zum Erzeugen eines ersten Alarmsignals (714) umfaßt, wenn erkannte Erdschlußparameter die Ansprechhöhen- und Verzögerungseinstellungen überschreiten.

9. Auslöseeinheit nach Anspruch 8, wobei die Auslöseeinheit einen internen Erdschluß-Schutzmechanismus mit einem internen Satz von Ansprechhöhen- und Verzögerungseinstellungen umfaßt und wobei das Mittel zum Erzeugen des Alarmsignals (714) unabhängig von dem internem Satz von Ansprechhöhen- und Verzögerungseinstellungen fungiert.

10. Auslöseeinheit nach Anspruch 8, weiterhin mit Mitteln zum Erzeugen eines zweiten Alarmsignals als Reaktion darauf, daß Erdschlußparameter interne Ansprechhöhen- und Verzögerungseinstellungen überschreiten, wobei das zweite Alarmsignal unabhängig von dem ersten Alarmsignal betätigbar ist.

11. Auslöseeinheit nach Anspruch 10, wobei das zweite Alarmsignal zur Betätigung eines Spannungsauslösemechanismus (606) geschaltet ist.

12. Auslöseeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Modul (16A) ein Einsteck- Erdschluß-Überwachungsmodul mit folgendem umfaßt:

Mitteln zum mechanischen Einpassen des Moduls in die Auslöseeinheit;

dem besagten Speicher (36) zum Speichern der Konfigurationsdaten (36);

einer Digitalanzeige (28), die als Reaktion auf die vom Prozessor (20) zum Modul übertragenen Daten alphanumerische Daten anzeigt; und

dem besagten an den Speichermitteln (36) angekoppelten zweiten Verbinder (32) zur Bereitstellung eines Datenübertragungsweges zwischen dem Prozessor (20) und dem Modul (16A), wobei der Datenübertragungsweg den Prozessor (20) mit Zugriff zu den Konfigurationsdaten und der Digitalanzeige (28) versieht.

13. Einheit nach Anspruch 12, wobei der Speicher (36) ein Satz Drahtbrücken (46-52) ist.

14. Einheit nach Anspruch 12, wobei das Erdschluß- Überwachungsmodul (16A) einen an den Verbinder (32) angekoppelten Schalter (30) umfaßt, um Steuerdaten für den Prozessor (20) bereitzustellen.

15. Einheit nach Anspruch 12, wobei das Erdschluß- Überwachungsmodul (16A) weiterhin folgendes umfaßt:

einen an den Verbinder (32) angekoppelten Schalter (30) zur Bereitstellung von Steuerdaten für den Prozessor (20); und

eine Lichtanzeige, die Höhen anzeigt, auf denen die Auslöseeinheit auf Grundlage der durch eine Stellung des Schalters erzeugten Steuerdaten Grenzwerte setzen wird.

16. Auslöseeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Modul ein Einsteck-Erdschluß- Überwachungsmodul mit folgendem umfaßt:

Mitteln zum mechanischen Einpassen des Moduls in die Auslöseeinheit;

mindestens einer Drahtbrücke (46-52) zum Speichern der Konfigurationsdaten;

einer Digitalanzeige (28), die als Reaktion auf die vom Prozessor (20) zum Modul übertragenen Daten alphanumerische Daten anzeigt;

dem besagten an den Speicher (36) angekoppelten zweiten Verbinder (32) zur Bereitstellung eines Datenübertragungsweges zwischen dem Prozessor (20) und dem Modul (16A), wobei der Datenübertragungsweg den Prozessor (20) mit Zugriff auf die Konfigurationsdaten und die Digitalanzeige (28) versieht;

einem an den Verbinder (32) angekoppelten, vom Benutzer betätigbaren Schalter (30) zur Bereitstellung von Steuerdaten für den Prozessor (20); und

einer Sichtanzeige, die Höhen anzeigt, auf die die Auslöseeinheit auf Grundlage der durch eine Stellung des Schalters erzeugten Steuerdaten Grenzwerte setzen wird.