[发明专利]用于运行故障电流保护开关的方法以及故障电流保护开关

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分用于运行故障电流保护开关的方法以及根据权利要求6的前序部分的故障电流保护开关。

背景技术

这样的方法和这样的故障电流保护开关由DE3642393A1公开，其中该公开物本身基于DE-A-3424959。

一般的故障电流保护开关具有用于电网导线的多对接头，即在单相系统中有两对以及在三相系统中有四对，并且这些接头分别通过一个初级导线相互连接并且在初级导线中设置用于断开相应连接的开关。所有初级导线通过总电流变换器的初级侧引导，其中这些初级导线在总电流变换器的范围内通常构成为初级绕组。在总电流变换器的次级侧提供次级绕组。次级绕组的第一端部通过阻抗与地接头耦合，次级绕组的第二端部与矩形波发生器耦合。在该第一端部上设置电压抽头。在根据DE3642393A1的开关的情况下，该电压抽头设置在由更狭窄含义下的次级绕组和常规的电阻组成的串联电路和分离的阻抗元件之间。现在次级绕组的概念应当允许包括这样的常规电阻。在这种情况下还可以关于阻抗来定义电压抽头，即电压抽头设置在该阻抗的背向地接头的端部。

在DE3642393A1中描述了一种所谓的磁放大器电路。通过矩形波发生器对次级侧进行交变磁化直到属于总电流变换器的磁芯的饱和极限附近。如果有差电流流过初级绕组，则在总电流变换器中叠加磁场，该磁场在与通过矩形波发生器的矩形脉冲施加的场相同的方向上超过该变换器的饱和极限。由此次级绕组的电感电阻变小。然后对于布置在与次级绕组组成的串联电路中的阻抗，由矩形波发生器产生比参考电势更高的电势。上述电压抽头用于恰好检测这一点：该电压抽头与分析和控制单元耦合，该分析和控制单元检测（在电势抽头和地之间的）阈值电压是否被超过。如果是，则激活引起初级导线中开关的断开的触发装置。

DE3642393A1涉及分析和控制单元的实施方式。因为足够精确地测量施加在电压抽头上的电势被证明是困难的。

EP0005694A描述了，在故障电流保护开关中可以采用由磁导材料制成的芯，该芯由带钢或金属线绕制，其中该带钢或金属线的端部与交流电源连接，并且出现在该带钢或金属线的端部上的自感应电压由调节电路调节到额定值。

发明内容

本发明的任务是展示一种如何能按照不费事的方式来运行上述类型的故障电流保护开关的途径。

该任务通过一种具有根据权利要求1的特征的方法和一种具有根据权利要求6的特征的故障电流保护开关解决。

由此在根据本发明的方法中，矩形电压的矩形脉冲的脉冲大小被调节到这样的值，即由矩形脉冲在次级绕组中感应出的电流在矩形脉冲的持续期间和/或在两个矩形脉冲之间的脉冲间歇期间的电流强度的时间变化分别具有预定的值。

在矩形脉冲的特定持续期间，在通过矩形波发生器输出的矩形脉冲具有预定频率的情况下，由于该原因穿透总电流变换器的磁芯的磁场始终具有相同的特性以及尤其是具有相同的幅度。在由DE3642393A1公开的差电流保护开关中差电流引起相应的磁芯进一步进入饱和并因此必须用灵敏的方法证明其效果，而在本发明中在存在差电流的情况下矩形脉冲的脉冲大小变化就足以证明故障电流的效果。

在现有技术中只利用灵敏方法推断故障电流的幅度，而这在本发明的方法中可以用简化的方式实现。

存在多个可在经过调节地运行故障电流保护开关的时候确定并且能被针对是否由于故障电流而断开初级导线中的开关来分析的参数。在经过调节的方法中，可以按照特别简单的方式测量在次级绕组上、尤其是在更狭窄的含义下—也就是没有其它电阻元件—在次级绕组上降落的电压。该电压根据感应法则是电感和电流强度的时间变化的乘积。由于现在该调节恰好引起电流强度的时间变化是恒定的，因此在次级绕组上测得的电压中反映出与该电压的变化成比例的电感变化。因此可以基于所测得的电压直接推断出电感，并且基于该电感可以尤其是在磁芯未被置于饱和的时候特别好地推导出故障电流的电流强度。

本发明的方法尤其是交直流灵敏的，因此既可以检测直流电流和脉冲电流也可以检测交流电流，并且引起故障电流保护开关的触发。为了检测交流电流，用于在串联电路上施加矩形脉冲的矩形电压的频率至少应当是通过电网导线提供的电网电压的电网频率的5倍以及优选至少是该电网频率的20倍：在50Hz电网电压的情况下矩形波发生器应当输出例如至少1kHz的频率。合适的值是3kHz。