DE3782056T2

DE3782056T2 - Ueberstromdetektor und leistungsschalter.

Info

Publication number: DE3782056T2
Application number: DE8787110708T
Authority: DE
Inventors: Ichirou Arinobu
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1987-07-23
Filing date: 1987-07-23
Publication date: 1993-04-29
Anticipated expiration: 2007-07-24
Also published as: DE3782056D1; US4819124A; EP0300078A1; EP0300078B1

Description

Fachgebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf einen Überstromdetektor sowie auf einen Ausschalter, der einen derartigen Überstromdetektor aufweist.

Beschreibung des maßgeblichen Stands der Technik

Fig. 1 zeigt einen herkömmlichen Ausschalter, der in der veröffentlichten, ungeprüften japanischen Patentanmeldung SHO 60-32211 sowie in der EP-A-0 133 968 offenbart ist. In Fig. 1 sind jeweils ein Satz von Kraftleitungen bzw. Starkstromleitungen, nämlich R, S und T einer dreiphasigen Kraftleitung bzw. Starkstromleitung 10, sowie Stromwandler 21, 22 und 23 einer Stromfühlereinrichtung 200 vorgesehen. Vollwellengleichrichter 31, 32 und 33 sind mit ihren beiden Eingangsleitungen mit den beiden Ausgangsleitungen des jeweiligen Stromwandlers 21, 22 bzw. 23 in Parallelschaltung verbunden. Belastungsschaltungen 41, 42 und 43 sind mit ihren Eingangsleitungen mit Ausgangsleitungen des jeweiligen Vollwellengleichrichters 31, 32 bzw. 33 verbunden und jeweils eine der Eingangsleitungen jeder Belastungsschaltung 41, 42 und 43 ist gemeinsam mit den anderen mit Masse verbunden. Ausgangsanschlüsse der Belastungsschaltungen 41, 42 und 43 sind mit den Eingangsanschlüssen einer ODER-Schaltung 130 verbunden, die aus drei Dioden 131, 132 und 133 besteht, deren Ausgangsanschlüsse zur Bildung eines Ausgangsanschlusses der ODER-Schaltung 130 miteinander verbunden sind. Einstellbare Ausgangsanschlüsse der Belastungsschaltungen 41, 42 und 43, aus denen Ausgangssignale mit beliebig einstellbaren Pegeln erhalten werden können, sind mit Eingangsanschlüssen von Mittel/Effektivwert-Schaltungen 91, 92 und 93 einer Mittel/Effektivwert-Einrichtung 90 verbunden, um die Mittelwerte oder Effektivwerte der Signale aus den Belastungsschaltungen 41, 42 und 43 zu erzeugen.
Die Ausgangsanschlüsse der Mittel/Effektivwert-Schaltungen 91, 92 und 93 sind mit den Eingangsanschlüssen einer ODER- Schaltung 160 verbunden, welche aus drei Dioden 161, 162 und 163 besteht und einem A/D-Umsetzer 100 ein Ausgangssignal zuführt. Ein Mikrocomputer 110 ist mit dem Ausgangsanschluß des A/D-Umsetzers verbunden. Der Ausgangsanschluß der ODER-Schaltung 130 ist als ein zweiter Ausgangsanschluß der Fühlereinrichtung 200 über eine Stromversorgungsschaltung 300, bei der es sich gewöhnlich um eine Konstantspannungsschaltung handelt, mit dem A/D-Umsetzer 100 und dem Mikrocomputer 110 verbunden. Darüberhinaus ist der zweite Ausgangsanschluß der Stromfühlereinrichtung 200 mit einer zweiten Pegelunterscheidungsschaltung 140 verbunden, die beispielsweise mindestens eine Zenerdiode aufweist. Die zweite Pegelunterscheidungsschaltung 140 ist mit einer zweiten Zeit/Strom-Betriebsschaltung 150 verbunden. Ausgangsanschlüsse des Mikrocomputers 110 und der zweiten Zeit/Strom-Betriebsschaltung 150 sind mit einer Ausgangsschaltung 120 über ein ODER-Gatter 121 verbunden. Die Ausgangsschaltung 120 weist beispielsweise einen Thyristor auf und betätigt eine Auslösevorrichtung 80 zum Durchführen eines Abschaltvorgangs von Leitungsschaltern 201, 202 und 203. Eine Anzeige 180 ist vorgesehen, um anzuzeigen, daß die Auslösevorrichtung 80 betätigt worden ist. Der Mikrocomputer 110 weist eine erste Pegelunterscheidungseinrichtung und eine erste Zeit/Strom-Betriebseinrichtung auf, wie dies später erläutert wird.
Die Stromfühlereinrichtung 200 gibt aus der Mittel/Effektivwert-Schaltung 90 Signale aus, die den Mittelwerten oder Effektivwerten der Ströme in den Kraftleitungen R, S und T entsprechen, und gibt weiterhin aus der ODER- Schaltung 130 das zweite Ausgangssignal aus, das dem größten Wert des Stroms in der Kraftleitung R, S und T entspricht. Das zweite Ausgangssignal der Stromfühlereinrichtung wird über die zweite Pegelunterscheidungsschaltung 140 der zweiten Zeit/Strom-Betriebsschaltung 150 zugeführt. Dem A/D-Umsetzer 100 und dem Mikrocomputer 110 werden aus der Stromversorgungsschaltung 300 ein eine konstante Spannung aufweisender Gleichstrom zugeführt.
Wenn ein Überstrom oder Überströme in den Wechselstrom- Kraftleitungen 10 fließt bzw. fließen, geben die Stromwandler 21, 22 und 23, die mit den Wechselstrom-Kraftleitungen R, S und T der Wechselstrom-Kraftleitungen 10 gekoppelt sind, entsprechende Ausgangsströme mit einem vorbestimmten Wandlungsverhältnis ab. Diese Ausgangsströme werden von den Vollwellengleichrichtern 31, 32 bzw. 33 gleichgerichtet. Die gleichgerichteten Ausgangsströme der Vollwellengleichrichter 31, 32 und 33 werden der jeweils zugeordneten Belastungsschaltung 41, 42 bzw. 43 zugeführt. Die Ausgangssignale der Belastungsschaltungen 41, 42 und 43 werden von den Mittel/Effektivwert-Schaltungen 91, 92 und 93 der Mittel/Effektivwert-Einrichtung 90 in entsprechende Mittelwerte oder Effektivwerte umgewandelt. Das größte Signal unter den Ausgangssignalen der Mittel/Effektivwert-Schaltungen 91, 92 und 93 wird dem A/D-Umsetzer 100 zugeführt. Dieses digitale Signal wird dem Mikrocomputer 110 zugeführt. Der Mikrocomputer 110 führt in Übereinstimmung mit einem vorbestimmten, in einem Nur-Lese-Speicher (ROM) 114 gespeicherten Programm eine Pegelunterscheidung dieses digitalen Eingangssignals aus. Darüberhinaus wird unter Zugrundelegung der Ergebnisse dieser Pegelunterscheidung ein vorbestimmter Zeit/Strom-Betriebsablauf ausgeführt, um auf diese Weise ein Ausgangssignal auszugeben. Das heißt, der Mikrocomputer 110 arbeitet als die erste Pegelunterscheidungseinrichtung und als erste Zeit/Strom-Betriebseinrichtung. Der vorstehend erwähnte Zeit/Strom-Betriebsablauf wird beispielsweise entlang der inversen Langzeit-Stromcharakteristik des Teils A von Fig. 2 ausgeführt. Das von dem Mikrocomputer 110 ausgegebene Ausgangssignal wird dem Gate des Thyristors 120 zugeführt, der daraufhin zur Ansteuerung der Ausgabevorrichtung 80 eingeschaltet wird. Die Überstrom-Anzeige 180 zeigt dementsprechend das Auftreten eines Überstroms an und die Auslösevorrichtung 80 betätigt zur gleichen Zeit die Unterbrecherkontakte 201, 202 und 203. Die vorstehend erwähnte Zeit/Strom-Charakteristik der Kurven A, B und C ist unter Berücksichtigung der Kapazität bzw. Belastbarkeit von Sicherungen im stromauf gelegenen Teil der Kraftleitung 10 entworfen.
Andererseits werden die Ausgänge der Vollwellengleichrichter 31, 32 und 33 der die Dioden 131, 132 und 133 enthaltenden ODER-Schaltung zugeführt. Da der Ausgangsanschluß der ODER-Schaltung 130 mit der zweiten Pegelunterscheidungsschaltung 140, die beispielsweise mindestens eine Zenerdiode aufweist, verbunden ist, gibt die Unterscheidungsschaltung 140, wenn ein der ODER-Schaltung 130 zugeführtes Eingangssignal den zweiten Pegel übersteigt, ein Ausgangssignal zur zweiten Zeit/Strom-Betriebsschaltung 150 ab, welche demzufolge den notwendigen Zeit/Strom-Betriebsablauf ausführt und dadurch das Gate des Thyristors 120 triggert. In diesem Fall wird beispielsweise ein solcher Zeit/Strom- Betriebsablauf durchgeführt, wie er durch den Teil B der inversen Kurzzeit-Stromcharakteristik oder durch den Teil C der unmittelbaren bzw. augenblicklichen Zeit/Strom-Charakteristik dargestellt ist. Durch das vorstehend erwähnte Einschalten des Thyristors 120 wird die Ausgabevorrichtung 80 betätigt, wodurch die Anzeige 180 die Art des Überstroms anzeigt und auch die Unterbrechungskontakte 201, 202 und 203 ansteuert.
Bei diesem herkömmlichen Ausschalter wird für jede jeweilige Phase eine eigene Mittel/Effektivwert-Schaltung benötigt. Daher wird die Schaltung komplex und teuer. Darüberhinaus ist ein Einstellvorgang erforderlich, um die Ausgangssignale der Mittel/Effektivwert-Schaltungen zu vergleichmäßigen. Daher wird der Herstellungsvorgang ebenfalls kompliziert.

Aufgabe und kurzfassung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Überstromdetektor zu schaffen, der einen einfachen Schaltungsaufbau aufweist, bei dem der vorstehend erwähnte Einstellvorgang nicht erforderlich ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den im Anspruch 1 angegebenen Überstromdetektor gelöst.
Während die neuen Merkmale der Erfindung insbesondere in den angefügten Ansprüchen angegeben sind, wird die Erfindung, sowohl bezüglich ihres Aufbaus als auch hinsichtlich ihres Inhalts, aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen, einhergehend mit anderen Aufgaben und Merkmalen derselben, noch besser verstanden und erkannt werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist das Blockschaltbild des Überstromdetektors gemäß dem Stand der Technik.
Fig. 2 ist der charakteristische Kurvenverlauf des gegenüber der Zeit aufgetragenen Stroms beim herkömmlichen Überstromdetektor.
Fig. 3 ist ein Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung.
Fig. 4 ist ein detailliertes Schaltbild des Mikrocomputers 110 der Schaltung der Fig. 3.
Fig. 5 ist ein Flußdiagramm, das den Betriebsablauf des in Fig. 4 gezeigten Mikrocomputers zeigt.
Fig. 6 ist ein Blockschaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung.
Fig. 7 ist ein charakteristischer Kurvenverlauf des gegenüber der Zeit aufgetragenen Stroms des Überstromdetektors der Fig. 6.
Fig. 8 ist ein Blockschaltbild eines noch weiteren Ausführungsbeispiels in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

Nachfolgend werden Einzelheiten der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.
In Fig. 3 sind auf einem Satz von Kraftleitungen R, S und T von dreiphasigen Kraftleitungen 10 jeweilige Stromwandler 21, 22 bzw. 23 einer Stromfühlereinrichtung 200 vorgesehen. Vollwellengleichrichter 31, 32 und 33 sind mit ihren zwei Eingangsleitungen parallel mit beiden Ausgangsleitungen der Stromwandler 21, 22 bzw. 23 verbunden. Belastungsschaltungen 41, 42 und 43 sind mit ihren Eingangsleitungen mit Ausgangsleitungen des jeweiligen Vollwellengleichrichters 31, 32 bzw. 33 verbunden und die Ausgangsleitungen der Belastungsschaltungen 41, 42 und 43 sind mit den Eingangsanschlüssen einer ODER-Schaltung 130 verbunden, die aus drei Dioden 131, 132 und 133 besteht, deren Ausgangsanschlüsse zur Bildung eines Ausgangsanschlusses der ODER-Schaltung 130 miteinander verbunden sind. Einstellbare Ausgangsanschlüsse der Belastungsschaltungen 41, 42 und 43, aus denen Ausgangssignale mit beliebig einstellbaren Pegeln erhalten werden können, sind mit den Eingangsanschlüssen einer Phasenwählschaltung 400 verbunden. Die Phasenwählschaltung 400 wählt als größte Phase diejenige Phase, welche den größten Wert unter den eingegebenen Werten enthält. Die von der Phasenwählschaltung 400 gewählte größte Phase wird einer Signalwandlerschaltung 90 zugeführt, um ein geometrisches Mittel des eingegebenen Werts zu erhalten. Das umgewandelte Ausgangssignal der Signalwandlerschaltung 90 wird von einem A/D-Umsetzer 100 von einem Analogsignal in ein Digitalsignal umgesetzt. Das digitale Ausgangssignal des A/D-Umsetzers 100 wird einem Mikrocomputer 110 zugeführt. Der Ausgang des Mikrocomputers 110 ist mit einem Gate eines Thyristors 120 verbunden, um eine Auslösevorrichtung 80 zu betreiben. Die Auslösevorrichtung 80 betätigt die unterbrechbaren Kontakte 201, 202 und 203, um eine Abschaltung herbeizuführen.
Der Ausgang einer ODER-Schaltung 130 ist mit einer zweiten Zeit/Strom-Betriebsschaltung 150 über Zenerdioden 140 verbunden. Ein Ausgang der zweiten Zeit/Strom-Betriebsschaltung 150 ist mit dem Gate des Thyristors 120 verbunden, um die Auslösevorrichtung 80 zu betreiben. Die Auslösevorrichtung 80 unterbricht die unterbrechbaren Kontakte 201, 202 und 203 im Ansprechen auf einen bestimmten Zustand des Thyristors 120.
Der Aufbau und Verarbeitungsablauf des Mikrocomputers 110 werden nunmehr unter Bezugnahme auf die Figuren 4 und 5 näher erläutert. Fig. 4 ist ein Blockschaltbild des Mikrocomputers 110. Wie in Fig. 4 gezeigt ist, weist der Mikrocomputer 110 eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) 111, einen Nurlese-Speicher (ROM) 114, einen Speicher 115 mit wahlfreiem Zugriff (RAM), einen E/A-Port 116, einen Datenbus 112 sowie einen Adressbus 113 auf. Teile des Datenbusses 112 und des Adressbusses 113 sind auch mit dem A/D-Umsetzer 110 verbunden. Der Nurlese-Speicher 114 speichert ein Programm zur Durchführung einer notwendigen Signalverarbeitung und darüberhinaus Daten für eine Langzeit-Charakteristik, eine Kurzzeit-Charakteristik und eine Sofortzeit- Charakteristik der ersten Zeit/Strom-Betriebseinrichtung. Die Zentralverarbeitungseinheit 111 enthält eine hierfür notwendige Taktsignaleinrichtung. Der Speicher 115 mit wahlfreiem Zugriff arbeitet als ein Register, das für die Signalverarbeitung erforderlich ist.
Fig. 5 ist ein Flußdiagramm des Computerprogramms für den Mikrocomputer 110. Das Flußdiagramm enthält einen ersten Pegelunterscheidungsschritt (Schritt 1001) und einen ersten Zeit/Strom-Betriebsschritt (Schritt 1002) zum Durchführen eines ersten Zeit/Strom-Betriebsablaufs im Ansprechen auf das Ausgangssignal der ersten Pegelunterscheidungseinrichtung. Das Flußdiagramm enthält ebenfalls eine Dekrementiereinrichtung (Schritt 1003) zum Erniedrigen des Registers im Ansprechen auf Strahlungs-bzw. Wärmeabfuhrcharakteristiken.
Wenn ein Überstrom oder Überströme in den Wechselstrom- Kraftleitungen 10 fließt bzw. fließen, erzeugen die mit den Wechselstrom-Kraftleitungen R, S und T der Wechselstrom- Kraftleitungen 10 gekoppelten Stromwandler 21, 22 und 23 entsprechende Ausgangsströme mit vorbestimmten Wandlungsverhältnissen. Die Ausgangsströme werden von dem jeweiligen Vollwellengleichrichter 31, 32 bzw. 33 gleichgerichtet. Die gleichgerichteten Ausgangs Ströme der Vollwellengleichrichter 31, 32 und 33 werden der jeweiligen Belastungsschaltung 41, 42 bzw. 43 zugeführt. Die Ausgänge der Belastungsschaltungen 41, 42 und 43 werden der Phasenwählschaltung 400 zugeführt, die als die den größten Wert aufweisende Phase diejenige Phase wählt, die unter den anliegenden Phasen den größten Wert enthält. Die den größten Wert aufweisenden gewählte Phase wird der Signalwandlerschaltung 90 zugeführt und in ein Signal umgewandelt, welches das geometrische Mittel desselben darstellt. Das ausgegebene geometrische Mittel wird dem A/D-Umsetzer 100 zugeführt, der das analoge Signal in ein digitales Signal umsetzt. Das digitale Signal wird dem Mikrocomputer 110 zugeführt, der bezüglich des digitalen Signals eine Pegelunterscheidung durchführt. Der Mikrocomputer führt darüberhinaus einen ersten Zeit/Strom- Betriebsablauf durch und gibt aus dem Ausgangsport 116 ein Ausgangssignal ab. Das Ausgangssignal wird dem Gate des Thyristors 120 zugeführt, um die Auslösevorrichung 80 anzusteuern, welche die unterbrechbaren Kontakte 201, 202 und 203 unterbricht.
Andererseits werden die Ausgangssignale der Belastungsschaltungen 41, 42 und 43 der ODER-Schaltung 130, die aus den Dioden 130, 131 und 132 besteht, zugeführt. Der Ausgang der ODER-Schaltung 130 ist über die Zenerdioden 140 für die zweite Pegelunterscheidung mit der zweiten Zeit/Strom-Betriebsschaltung 150 verbunden. Wenn das Ausgangssignal der ODER-Schaltung 130 über der Zenerspannung der Zenerdiode 140 liegt, wird daher das Ausgangssignal der ODER-Schaltung 130 der zweiten Zeit/Strom-Betriebsschaltung 150 zugeführt. Die zweite Zeit/Strom-Betriebsschaltung 150 führt den vorbestimmten zweiten Zeit/Strom-Betriebsablauf zum Triggern des Thyristors 120 zur Ansteuerung der Auslösevorrichtung 80 durch.
Der Mikrocomputer 110 beginnt zu arbeiten, worauf das im Flußdiagramm der Fig. 5 gezeigte Computerprogramm startet. Das System wird bei einem Schritt F2 initialisiert (d.h., die Einstellung des E/A-Ports und das Setzen/Rücksetzen von Kennungen werden durchgeführt). Daraufhin steuert der Mikrocomputer 110 den A/D-Umsetzer 100 zur Umsetzung des Ausgangssignals der Signalwandlerschaltung 90 in ein digitales Signal an (Schritt F3). Dieser digitale Datenwert wird im RAM 115 gespeichert. Daraufhin wird überprüft, ob dieser digitale Datenwert einen Überstrom anzeigt oder nicht (Schritt 1001). Wenn der digitale Datenwert keinen Überstrom anzeigt, verzweigt der Ablauf von der Aufwärmungsroutine zur Abkühlungsroutine und kehrt daraufhin zur A/D-Umsetzung zurück (Schritt F3). Wenn der digitale Datenwert einen Überstrom anzeigt, wird im Schritt F4 eine Aufwärmungskennung H gesetzt und für alle vorbestimmten Einheitszeiten werden unter Verwendung des Speichers 115 mit wahlfreiem Zugriff oder eines Registers in der Zentralverarbeitungseinheit 111 Bits zur Aufwärmung addiert, um das Zeitverhalten zum Betrag des Eingangssignalpegels zu zählen. Die Aufwärmungsbits werden gewählt, um einen Zeit/Strom-Betriebsablauf entlang der charakteristischen Kurven bzw. Kennlinien der Fig. 2 zu realisieren. Anschließend wird die addierte Bitanzahl dahingehend überprüft, ob die Zeit für den gewählten Zeit/Strom-Betriebsablauf der vorbestimmten Charakteristik abgelaufen ist. Und als ein Ergebnis, wenn die addierte Bitanzahl noch nicht die vorbestimmte Zahl erreicht, mit anderen Worten, wenn die Zeit abgelaufen ist, wird über den E/A-Port 116 ein Ausgangssignal zur Ansteuerung des Thyristors 120 ausgegeben, um dadurch die erste Anzeige 180 und die Ausgabevorrichtung 80 zu betätigen.
Als nächstes wird der Ablauf der Abkühlungsroutine, nämlich der Routine zum Zurücksetzen des zeit/Strom-Betriebsablaufs näher erläutert. Die Schritte F5, 1003, F8 und F9 bilden zusammen eine Abkühlungsroutine. Es wird überprüft, ob die Aufwärmungskennung H gesetzt worden ist oder nicht (Schritt F5). Wenn die Aufwärmungskennung H gesetzt worden ist, wird die Aufwärmungskennung H im Schritt 1003 für jede vorbestimmte Zeiteinheit verringert. Wenn die gezählte Anzahl der Bits als Ergebnis der Subtraktionen im Schritt F9 zu Null wird, verzweigt die Abkühlungsroutine vom Schritt F9 zurück zum A/D-Umsetzungsschritt F3. Wenn die gezählte Anzahl der Bits noch nicht vollständig zurückgesetzt ist, wird die Aufwärmungskennung H nicht zurückgesetzt und die Abkühlungsroutine verzweigt vom Schritt F8 zurück zum A/D- Umsetzungsschritt F3.
Gemäß vorstehender Beschreibung ermöglicht der Mikrocomputer eine in höchstem Maße geeignete Zeit/Strom-Betriebscharakteristik, wobei die Erwärmung und die Abkühlung in den elektrischen Kraftleitungen und Lasten Berücksichtigung finden. Erforderlichenfalls kann die Addition oder Subtraktion der Erwärmung und Abkühlung in der umgekehrten Reihenfolge zum vorhergehenden Ausführungsbeispiel durchgeführt werden.
Nunmehr wird die Berechnung des Effektivwerts im Mikrocomputer 110 beschrieben. Der im Register gespeicherte A/D-umgesetzte Wert ist , was dem Strom Im entspricht, wobei als das mittlere Quadrat von Im definiert ist
Demgegenüber ist der Effektivwert Im rms wie folgt definiert:
worin T = 2π/ω und ω = die Winkelfrequenz von Im. Die Formel (1) ist äquivalent mit folgender Formel:
Um die Zeit/Strom-Betriebscharakteristik in Übereinstimmung mit dem Effektivwert zu erhalten, berechnet der Mikrocomputer 110 die Wurzel des A/D-umgesetzten Werts. In einem weiteren Ausführungsbeispiel werden die Wurzeln der A/D-umgesetzten Werte im voraus im ROM unter Verwendung eines Tabellen-Nachschlagverfahrens gespeichert.
Fig. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung. Ein Ausgangssignal der Signalwandlerschaltung ( ) wird einer Stromwandlerschaltung 910 zugeführt. Der Stromwandlerschaltung 910 kommt die Funktion einer Pegelunterscheidung zu, welche vorgesehen ist, um den Umwandlungsvorgang nur dann durchzuführen, wenn das eingegebene Signal über einem vorgegebenen Pegel liegt. Die Stromwandlerschaltung 910 prüft, ob das Ausgangssignal der Signalwandlerschaltung über dem vorgegebenen Pegel liegt oder nicht. Wenn das Ausgangssignal der Signalwandlerschaltung über dem vorgegebenen Pegel liegt, gibt die Stromwandlerschaltung 910 einen Strom ab, der entspricht. Eine Integrationsschaltung und Zeitgeberschaltung, welche eine dritte Zeit/Strom-Betriebsschaltung 920 bildet, kann durch Kombination einer Kapazitäts-Ladeschaltung, die eine bekannte Ladeschaltung enthält, mit einem Pegelunterscheidungselement durch einen PUT oder dergleichen gebildet werden. Durch Laden des dem Wert entsprechenden Stroms kann der dem quadratischen Mittel entsprechende Integrationswert erhalten werden. Darüberhinaus kann der Effektivwert bei einer Integrationszeit erhalten werden, die länger ist, als eine bei einem Überstrom auftretende Zeitdauer. Daher kann die Reserve-Zeit/Strom-Charakteristik der Kurve G leicht erhalten werden. Wenn die Zeit abgelaufen ist, gibt die Zeit/Strom-Betriebsschaltung 920 das Ausgangssignal zur Ansteuerung der Auslösevorrichtung 80 ab.
Gemäß vorstehender Beschreibung kann bei diesem Ausführungsbeispiel als Ergebnis der Einführung der Stromwandlerschaltung 910 und der dritten Zeit/Strom-Betriebsschaltung 920 der Schutzvorgang selbst dann durchgeführt werden, wenn der Mikrocomputer 110 gestört ist. Da die Signalwandlerschaltung 900 vorgesehen ist, werden die Stromwandlerschaltung 910 und die Zeit/Strom-Betriebsschaltung 920 auf einfache Weise zu einer Reserve-Schaltung.
Bei einem weiteren, modifizierten Ausführungsbeispiel besitzt die Stromwandlerschaltung 910 nicht die vorstehend erwähnte Pegelunterscheidungsfunktion. In diesem Fall kann ein breiterer Reservebereich erreicht werden.
Fig. 8 zeigt ein noch weiteres Ausführungsbeispiel in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung.
In Fig. 8 wird ein Ausgangssignal des Mikrocomputers 110 von einer D/A-Wandlerschaltung 141 in ein analoges Signal umgesetzt und daraufhin einem Eingangsanschluß des Operationsverstärkers 143 eingeprägt. Dem anderen Eingangsanschluß des Operationsverstärkers 143 wird eine Referenzspannung Vref eingeprägt. Wenn das Ausgangssignal der D/A-Wandlerschaltung 141 gleich Vt ist, ergibt sich die Ausgangsspannung Vs des Operationsverstärkers 143 wie folgt:
Vs = 2Vref - Vt.
Das Ausgangssignal Vs wird dem einen Eingang eines Komparators 142 als Schwellenwert zugeführt. Einem anderen Eingang des Komparators 142 wird das Ausgangssignal aus der ODER- Schaltung 130 zugeführt. Eine zweite Pegelunterscheidungseinrichtung 140 enthält den Komparator 142, die D/A-Wandlerschaltung 141 und den Operationsverstärker 143. Ein Ausgangssignal des Komparators 142 wird einer zweiten Zeit/Strom-Betriebsschaltung 150 als zweiter Zeit/Strom-Betriebseinrichtung zugeführt.
Die gleichgerichteten Ausgangsströme der Vollwellengleichrichter 31, 32 und 33 werden der ODER-Schaltung 130 zugeführt, welche die Dioden 131, 132 und 133 enthält. Das Ausgangssignal der ODER-Schaltung 130 wird einem Eingangsanschluß des Komparators 142 zugeführt. Wenn dieses eingegebene Signal über einem Schwellenwert Vs liegt, der dem anderen Eingangsanschluß des Komparators 142 zugeführt wird, wird ein Ausgangssignal des Komparators 142 umgekehrt und der Zeit/Strom-Betriebsschaltung 150 wird ein Betriebssignal zugeführt. Der Schwellenwert ist definiert durch die Differenz zwischen der Referenzspannung Vref und der analogen Spannung, die von der D/A-Wandlerschaltung 141 aus dem am Ausgangsport 117 des Mikrocomputers 110 anliegenden digitalen, einen vorbestimmten Wert aufweisendem Ausgangssignal gewandelt wird. Die Zeit/Strom-Betriebsschaltung 150 führt den Zeit/Strom-Betriebsablauf in Übereinstimmung mit dem Ausgangssignal aus dem Komparator 142 durch und triggert das Gate des Thyristors 120. Der vorstehend erwähnte Zeit/Strom-Betriebsablauf wird entlang der Sofortcharakteristik durchgeführt (Kurve C der Fig. 7).
Der Schwellenwert kann leicht geändert werden, indem das Ausgangssignal des Mikrocomputers 110 geändert wird, und kann genau festgelegt werden. Selbst wenn das D/A-gewandelte Ausgangssignal nicht erzeugt wird, bevor der Mikrocomputer aktiviert ist, liegt für die zweite Pegelunterscheidungseinrichtung ein vorbestimmter Wert als Schwellenwert vor. Daher kann ein Schutz selbst in der Aktivierungsphase oder bei einer Betriebsstörung des Mikrocomputers realisiert werden.
Bei einem weiteren modifizierten Ausführungsbeispiel ist anstelle der ODER-Schaltung 130 ein Multiplexer zur Signalwahl im Zeitschachtelungsverfahren vorgesehen.

Claims

1. Überstromdetektor mit:

einer ersten Einrichtung (21-23, 31-33, 41-43) zum Abtasten der Ströme in den jeweiligen Phasen (R, S, T) einer Wechselstrom-Kraftleitung (10);

einer zweiten Einrichtung (400, 90, 100, 110) zum Bereitstellen des Mittelwerts/Effektivwerts des größten Stroms der Phasen (R, S, T);

einer dritten Einrichtung (110) zum Verarbeiten des von der zweiten Einrichtung (400, 90, 100, 110) bereitgestellten Mittelwerts/Effektivwerts und zum Abgeben eines ersten Auslösesignals; und

einer vierten Einrichtung (130, 140, 150) zum Bereitstellen des größten Momentanwerts der Ströme in den Phasen und zum Abgeben eines zweiten Auslösesignals;

dadurch gekennzeichnet, daß

die zweite Einrichtung eine Phasenwählschaltung (400) zum Wählen des größten Stromwerts der Phasen (R, S, oder T), eine Signalwandlerschaltung (90) zum Bereitstellen eines den quadratischen Mittelwert des von der Phasenwählschaltung (400) gewählten Stroms repräsentierenden Analogsignals,

einen A/D-Umsetzer (100) zum Umsetzen dieses Analogsignals in ein Digitalsignal

und eine digitale Verarbeitungseinrichtung (110) zum Bereitstellen der Quadratwurzel des Digitalsignals aus dem A/D-Umsetzer (100) aufweist, um den Mittelwert/Effektivwert zu erhalten.

2. Überstromdetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungseinrichtung (110) einen Mikroprozessor (110) zum Unterscheiden des Pegels des Mittelwerts/Effektivwerts und zum Durchführen eines Zeit/Strom- Betriebsablaufs enthält, wenn der Mittelwert/Effektivwert oberhalb eines vorbestimmten Schwellenwerts liegt.

3. Überstromdetektor nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch

eine fünfte Einrichtung (910, 920) zum Unterscheiden des Pegels des Ausgangssignals der Signalwandlerschaltung (90) und zum Durchführen eines Zeit/Strom-Betriebsablaufs, wenn das Ausgangssignal der Signalwandlerschaltung (90) oberhalb eines vorbestimmten, mittels der fünften Einrichtung (910, 920) unterschiedenen Werts liegt.

4. Überstromdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungseinrichtung (110) einen steuerbaren Referenzwert ausgibt, und daß die vierte Einrichtung (130, 140, 150) das zweite Auslösesignal dann abgibt, wenn der größte Momentanwert eine Differenz zwischen dem Referenzwert und einem vorbestimmten Wert (Vref) überschreitet.

5. Überstromdetektor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein D/A-Umsetzer (141) zum Umsetzen des steuerbaren, von der Verarbeitungseinrichtung (110) ausgegebenen Referenzwerts in eine analoge Form vorgesehen ist.

6. Überstromdetektor nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die vierte Einrichtung (130, 140, 150) einen Komparator (142) zum Abgeben des zweiten Auslösesignals aufweist.

7. Überstromdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein ODER-Gatter (121) zum Kombinieren der Auslösesignale aus der dritten und vierten Einrichtung zur Bildung eines einzigen Auslösesignals vorgesehen ist.

8. Ausschalter mit einem Überstromdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem ein in der Wechselstrom-Kraftleitung (10) vorgesehener lösbarer Kontakt (201, 202, 203) von einem der Auslösesignale gesteuert wird.