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Diodenüberwachung bei elektronischen Auslösern für Leistungsschalter

IP.com Disclosure Number: IPCOM000016919D
Original Publication Date: 1999-Jan-01
Included in the Prior Art Database: 2003-Jul-21
Document File: 3 page(s) / 23K

Publishing Venue

Siemens

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Ulrich Baumgärtl: AUTHOR [+3]

Abstract

Elektronische Auslöser für Leistungsschalter sind Sicherheitseinrichtungen zur Absicherung von Netzteilen und Verbrauchern und sollten daher ein Höchstmaß an Zuverlässigkeit aufweisen. Um dieses Ziel zu erreichen ist es zweckmäßig auch den Ausfall wichtiger Bauteile des Auslöser zu erkennen und dementsprechend ein Signal zur Fehlermeldung oder Abschaltung zu generieren. Überlicherweise sind die Mikroprozessoren in den Auslösern durch sogenannte „Watchdog“-Schaltungen überwacht, so daß ein Ausfall dieses Bauteils bemerkt und gemeldet wird. Andere Bauteile, wie z.B. der Operationssignalverstärker im Analogbereich sind so dimensioniert, daß mit einem Ausfall nicht gerechnet werden muß. Die Bauteile im Meßbereich des Auslösers, der aus einem Meßwiderstand und vorzugsweise in einer Brückenschaltung liegenden Gleichrichterdioden besteht, sind nicht überwacht. Der Meßwiderstand, der bei einer Beschädigung hochohmig wird und somit zu einer höheren Empfindlichkeit des Auslösers führt, bedarf aus diesem Grunde keiner besonderen Überwachung. Eine Beschädigung der Gleichrichterdioden führt zu einer Unterbrechung oder einem Kurzschluß der Diode und vermindert das Stromsignal, so daß eine Auslösung gar nicht, oder bei viel zu hohem Strom erfolgt. Aus diesem Grund ist eine Überwachung der Gleichrichterdioden vorzunehmen, bei der die folgenden drei Fälle untersucht werden müssen.

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Energie

Diodenüberwachung bei elektronischen Auslösern für Leistungsschalter

Idee: Ulrich Baumgärtl, Berlin; Wolfgang Röhl, Berlin; Holger Hochgraef, Ganzer

Elektronische Auslöser für Leistungsschalter sind Sicherheitseinrichtungen zur Absicherungvon Netzteilen und Verbrauchern und sollten daher ein Höchstmaß an Zuverlässigkeitaufweisen. Um dieses Ziel zu erreichen ist es zweckmäßig auch den Ausfall wichtigerBauteile des Auslöser zu erkennen und dementsprechend ein Signal zur Fehlermeldung oderAbschaltung zu generieren. Überlicherweise sind die Mikroprozessoren in den Auslöserndurch sogenannte „Watchdog“-Schaltungen überwacht, so daß ein Ausfall dieses Bauteilsbemerkt und gemeldet wird. Andere Bauteile, wie z.B. der Operationssignalverstärker imAnalogbereich sind so dimensioniert, daß mit einem Ausfall nicht gerechnet werden muß.

Die Bauteile im Meßbereich des Auslösers, der aus einem Meßwiderstand undvorzugsweise in einer Brückenschaltung liegenden Gleichrichterdioden besteht, sind nichtüberwacht. Der Meßwiderstand, der bei einer Beschädigung hochohmig wird und somit zueiner höheren Empfindlichkeit des Auslösers führt, bedarf aus diesem Grunde keinerbesonderen Überwachung. Eine Beschädigung der Gleichrichterdioden führt zu einerUnterbrechung oder einem Kurzschluß der Diode und vermindert das Stromsignal, so daßeine Auslösung gar nicht, oder bei viel zu hohem Strom erfolgt. Aus diesem Grund ist eineÜberwachung der Gleichrichterdioden vorzunehmen, bei der die folgenden drei Fälleuntersucht werden müssen.

1.� � � � Besitzt der Auslöser eine Erdschlußüberwachung oder ist der Auslöser auf Motorbetriebeingestellt, so ist keine zusätzliche Überwachung notwendig. In diesem Falle führt jederFehler am Gleichrichter zu einem scheinbaren Erdschluß oder einer Phasenunsymmetrie,was zur Abschaltung führt.

2.� � � � Sind eine oder mehr Dioden hochohmig, so wird durch den Stromwandler nur noch einpulsierender Gleichstrom mit Stromlücken von ca. 10 ms erzeugt.

3.� � � � Haben eine oder zwei Gleichrichterdioden eines Brückenzweiges einen Kurzschluß, fließtdurch den Meßwiderstand gar kein Strom mehr.

Da der 2te und der 3te Fall zu einem gefährlichen Betriebszustand führen können, bei demeine Auslösung nicht mehr garantiert ist, werden folgende Lösungen vorgeschlagen.

Im 2ten Fall, welcher relativ selten auftritt, genügt eine Modifizierung derÜberwachungssoftware. Die Modifizierung erfolgt dahingehend, daß in mehrerenaufeinanderfolgenden Perioden die jeweiligen Halbwellen miteinander verglichen wer...