Beschreibung

Schutzschalter und Prüfeinrichtung für einen Schutzschalter, insbesondere für einen Niederspannungsleistungsschalter

Die Erfindung betrifft einen Schutzschalter und eine Prüfeinrichtung für einen Schutzschalter, insbesondere einen Nieder- spannungsleistungsschalter, gemäß den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 7.

Schutzschalter in Form von Niederspannungsleistungsschaltern sind bekannt; sie unterbrechen die fließenden Ströme, wenn diese einen vorgegebenen Grenzwert überschreiten. Zur Stromerfassung sind die Schutzschalter mit Stromwandlern verbun- den, die jeweils an den zu überwachenden Leitern angeordnet sind. Zum Schutzschalter gehört ein überstromauslöser, der die Effektivwerte der von den Stromwandlern erfassten Ströme jeweils mit dem vorgegebenen Grenzwert vergleicht und bei Feststellung einer überschreitung dieses Grenzwerts die Un- terbrechung auslöst. Zum Test der Auslösefunktion werden den Schutzschaltern z.B. entsprechend hohe Ströme nach den Stromwandlern eingeprägt. Bei korrekter Funktion des überstromaus- lösers löst dieser dann den Schutzschalter aus, d.h. der Schutzschalter wird geöffnet.

Nachteilig ist dabei, dass die Stromwandler selbst hinsicht ^¬ lich ihrer Genauigkeit beim Erfassen der Ströme nicht geprüft werden können.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen Schutzschalter und eine Prüfeinrichtung für einen Schutzschalter vorzuschlagen, die eine Prüfung der Schutzfunktion des gesamten Schutzschalters ermöglichen.

Die Lösung ist bezogen auf die Prüfeinrichtung durch die Merkmale des Anspruchs 1 und bezogen auf den Schutzschalter durch die Merkmale des Anspruchs 7 gegeben; die Unteransprü ^¬ che entsprechen vorteilhaften Ausgestaltungen.

Die Lösung sieht bezogen auf die Prüfeinrichtung vor, dass der überstromauslöser zusätzlich eine Schnittstelle aufweist, an welcher der Effektivwert des vom ersten Stromwandler er- fassten Stroms jeweils ausgegeben wird und über welche ein simulierter Effektivwert eingebbar ist, der dann den Effektivwert des vom ersten Stromwandler erfassten Stroms ersetzt und an dessen Stelle mit dem Grenzwert verglichen wird, und dass am Leiter ein zweiter Stromwandler angeordnet und an die Prüfeinrichtung angeschlossen ist, die den Effektivwert des vom zweiten Stromwandler erfassten Stroms mit dem an der

Schnittstelle ausgegebenen Effektivwert des ersten Stromwand ^¬ lers vergleicht, und bei übereinstimmung der beiden Effektivwerte zur Prüfung der Auslösefunktion des überstromauslösers einen den Grenzwert überschreitenden simulierten Effektivwert über die Schnittstelle eingibt. Der Strom, der durch den

Schalter fließt, wird also über einen unabhängigen zweiten Stromwandler, z.B. eine handelsübliche Strommesszange, gemes ^¬ sen, auf diese Weise zusätzlich erfasst und anschließend mit dem des ersten Stromwandlers verglichen. Sind beide Ströme gleich, so ist sichergestellt, dass der überstromauslöser vom Stromwandler bis zur Schnittstelle korrekt arbeitet. Um den gesamten Schutzschalter zu prüfen, wird über diese Schnittstelle ein simulierter Strom eingegeben, der den Schutzschalter auslöst, wenn dieser über dem vorgegebenen Grenzwert liegt. Auf diese Weise können auch hohe Ströme simuliert wer ^¬ den und der Schalter als ganzes kann auf diese Weise geprüft werden. Als Hauptvorteil ist es möglich, den Schutzschalter komplett, d.h. angefangen beim Stromwandler bis zur Auslösung bei überschreitung des Grenzwertes zu testen. Zum Test werden

keine hochgenauen und leistungsstarken Stromquellen (mehr) benötigt .

Praktisch gelten die Effektivwerte als gleich und damit als korrekt erfasst, wenn diese innerhalb eines vorgegebenen To ^¬ leranzbandes liegen.

Bei einer technisch einfachen Ausführung ist die Schnittstelle als digitales Interface ausgebildet.

Eine technisch einfache Lösung sieht vor, dass die beiden Effektivwerte angezeigt werden, insbesondere mittels eines Dis ^¬ plays .

Im einfachsten Falle erfolgt als Ergebnis des Vergleichs der beiden Effektivwerte eine „Gut"-/„Schlecht"-Anzeige .

Um Strom-Zeit-Kennlinien des Schutzschalters aufnehmen zu können, wird vorgeschlagen, dass zur Simulation eines über- Stromes unmittelbar hintereinander stetig zunehmende über- stromeffektivwerte eingegeben werden.

Die Lösung sieht bezogen auf den Schutzschalter vor, dass der überstromauslöser eine Schnittstelle aufweist, an welcher der Effektivwert des vom ersten Stromwandler erfassten Stroms jeweils ausgegeben wird und über welche ein simulierter Effektivwert eingebbar ist, der dann den Effektivwert des vom ers ^¬ ten Stromwandler erfassten Stroms ersetzt und an dessen Stelle mit dem Grenzwert verglichen wird, eine Prüfeinrichtung vorgesehen ist, an die ein zweiter am Leiter angeordneter

Stromwandler angeschlossen ist, wobei die Prüfeinrichtung den Effektivwert des vom zweiten Stromwandler erfassten Stroms mit dem an der Schnittstelle ausgegebenen Effektivwert ver ^¬ gleicht, und die Prüfeinrichtung bei übereinstimmung der bei-

den Effektivwerte zur Prüfung der Auslösefunktion einen den Grenzwert überschreitenden simulierten Effektivwert über die Schnittstelle eingibt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher beschrieben, deren einzige Figur eine schematische Darstel ^¬ lung eines Schutzschalters 1 mit einer hier externen Prüfeinrichtung 2 zeigt. Beim Schutzschalter 1 handelt es sich um einen Niederspannungsleistungsschalter, an den die drei Pha- sen Ll, L2, L3 eines Drehstromnetzes angeschlossen sind. Zum Schutz von nachfolgenden Verbrauchern ist der Schutzschalter 1 mit Schaltern 3 versehen, die bei auftreten eines überstroms geöffnet werden, um den Stromfluss durch die drei Lei ^¬ ter 4 zu unterbrechen.

Zur Feststellung eines überstromes weist der Schutzschalter 1 einen überstromauslöser 5 auf. Wie die Figur weiter zeigt, ist dazu an jedem Leiter 4 je ein Stromwandler 6 angeordnet, der den jeweiligen Leiter 4 umgreift. Die Stromwandler 6 wan- dein den durch die Leiter 4 fließenden Strom II, 12, 13 beispielsweise in eine elektrische Spannung um, welche an den überstromauslöser 5 übergeben werden. Dazu sind die Stromwandler 6 über Verbindungen 7 mit dem überstromauslöser 5 verbunden, der hierzu über entsprechende Eingänge 8 verfügt. Mittels nicht gezeigten Analog-Digital-Wandlern werden die von den Stromwandlern 6 gelieferten analogen Spannungen digitalisiert und nach Bildung des Effektivwertes des jeweils fließenden Stromes II, 12, 13 an einer als digitales Interface ausgebildeten Schnittstelle 9 des überstromauslösers 5 jeweils ausgegeben, d.h. an die Prüfeinrichtung 2 übergeben, was in der Figur mittels eines Pfeils 10 schematisch darge ^¬ stellt ist.

Die Prüffeinrichtung 2 ist über eine Verbindung 11 ebenfalls an einen Stromwandler 12 angeschlossen. Dieser Stromwandler 12 ist am Leiter 4 der Phase Ll angeordnet, d.h. er umfasst diesen Leiter 4. Dasselbe gilt für die Leiter 4 der beiden übrigen Phasen L2, L3, deren Stromwandler 12 nur gestrichelt angedeutet sind.

Die Prüfeinrichtung 2 berechnet den Effektivwert des vom Stromwandler 12 erfassten Stroms II, 12, 13 und vergleicht diesen Effektivwert mit dem über die Schnittstelle 9 überge- benen Effektivwert des entsprechenden Stromwandlers 6, und zwar für alle drei Phasen Ll, L2, L3 getrennt voneinander. Bei Gleichheit der Effektivwerte für die drei Phasen Ll, L2, L3, d.h. wenn diese innerhalb eines vorgegebenen Toleranzban- des liegen, wird ein simulierter Effektivwert über die

Schnittstelle 9 an den überstromauslöser 5 übergeben. Dies ist in der Figur durch einen Pfeil 13 schematisch dargestellt.

Dieser simulierte Effektivwert ersetzt den vom jeweiligen Stromwandler 6 erfassten Effektivwert und wird an dessen Stelle mit einem vorgegebenen Grenzwert verglichen. Bei überschreitung des Grenzwertes löst der überstromauslöser 5 jeweils den Schutzschalter 1 aus, d.h. die Schalter 3 des Schutzschalters 1 werden geöffnet. Der simulierte Effektiv ^¬ wert wird dazu jeweils größer als der Grenzwert gewählt, bei ^¬ spielsweise indem zum erfassten Effektivwert jeweils ein vor ^¬ gegebener Wert hinzuaddiert wird.

Der Vergleich erfolgt für alle drei Phasen Ll, L2, L3; für ein Auslösen des Schutzschalters ist es ausreichend, wenn ei ^¬ ner der Ströme II, 12, 13 den vorgegebenen Grenzwert überschreitet .

Alternativ ist es auch möglich, die beiden Effektivwerte nebeneinander mittels eines Displays anzuzeigen und im Bedarfs ^¬ falle den Schutzschalter händisch auszulösen. Vereinfachend kann auch eine „Gut"-/„Schlecht"-Anzeige eingesetzt werden.

Auch lassen sich auf einfache Art und Weise Strom-Zeit- Kennlinien aufnehmen, indem stetig zunehmende Effektivwerte zur Simulation eines überstroms an den Schutzschalter 1 übergeben werden.

Die Prüfeinrichtung 2 in der Figur ist als externe Prüfeinrichtung ausgebildet; genauso gut kann die Prüfeinrichtung auch in den Schutzschalter 1 selbst integriert sein.