WO2011138434A1 - Current measuring method for switchgear having current paths connected in parallel - Google Patents

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WO2011138434A1
WO2011138434A1 PCT/EP2011/057297 EP2011057297W WO2011138434A1 WO 2011138434 A1 WO2011138434 A1 WO 2011138434A1 EP 2011057297 W EP2011057297 W EP 2011057297W WO 2011138434 A1 WO2011138434 A1 WO 2011138434A1
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Ralph Kriechel
Alexander Zumbeck
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Eaton Industries Gmbh
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Abstract

The invention relates to a current measuring method for switchgear having current paths (L21; L22) connected in parallel. The digital measured values (Ι1'; Ι21'; Ι21'; I3') derived from the path currents (i1; i21; i22; i3) are converted into corrective values (I1; I2; I3) to compensate (Kn; Kp) for the non-linear transmission characteristics (N) associated with the transformer-based current transformation. The respective total value and difference values are determined from the digital measured values (I21', I22') associated with the current paths (L21, L22) connected in parallel, wherein at least one respective difference value is included in forming the associated corrective values (12) and the associated corrective values (12) represent the total of the associated path currents (i21, i22).

Description

Strommessverfahren für Schaltgeräte mit parallel geschalteten Strombahnen  Current measuring method for switching devices with parallel current paths
Die Erfindung betrifft ein Strommessverfahren für Schaltgeräte, insbesondere Leistungsschalter oder Motorschutzschalter, für Niederspannung und Wechselstrom mit parallel geschalteten Strombahnen nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. The invention relates to a current measuring method for switching devices, in particular circuit breaker or motor protection switch, for low voltage and alternating current with parallel-connected current paths according to the preamble of claim 1.
Es sind Ausführungen von Schaltgeräten, z.B. Leistungsschaltern, bekannt, bei denen There are designs of switching devices, e.g. Circuit breakers, known in which
Strombahnen zur Erhöhung der Stromtragfähigkeit parallel geschaltet sind. Auch sind Current paths for increasing the current carrying capacity are connected in parallel. Also are
Ausführungen vierpoliger Schaltgeräte bekannt bei denen jeweils nur die beiden mittleren Strombahnen parallel geschaltet werden, um den Nennstrom zu erhöhen. Wenn diese Versions of four-pole switching devices are known in which in each case only the two middle current paths are connected in parallel in order to increase the rated current. If those
Schaltgeräte mit Überstromauslösern, insbesondere mit elektronischen Überstromauslösern ausgeführt sind, muss das Messsignal sowohl der beiden äußeren Strombahnen als auch das der beiden parallel geschalteten inneren Strombahnen erfasst und mit ausreichender Genauigkeit verarbeitet werden. Switching devices are designed with overcurrent releases, in particular with electronic overcurrent releases, the measurement signal of both the outer current paths as well as the two parallel-connected inner current paths must be detected and processed with sufficient accuracy.
Üblicherweise wird die Messung der Überströme durch transformatorische Stromwandler mit Eisenkernen durchgeführt. Alternativ werden auch Rogowski-Spulen zur Messung eingesetzt. Weiterhin ist es erforderlich, die Messung der Stromsignale in allen Schalterpolen des Gerätes separat zu erfassen. Hierbei fließt in den beiden parallel geschalteten Strombahnen des mittleren Schalterpols theoretisch jeweils der halbe Strom der äußeren Schalterpole. Zur Messung werden üblicherweise entweder die Stromwandler der beiden parallel geschalteten Strombahnen mit einem anderen Übersetzungsverhältnis als die der äußeren Strombahnen ausgeführt sowie in Reihe geschaltet, oder sie werden bei gleichem Übersetzungsverhältnis parallel betrieben. Eine weitere Ausführungsmöglichkeit besteht in einer separaten Ausführung der analogen Usually, the measurement of the overcurrents is performed by transformer transformers with iron cores. Alternatively, Rogowski coils are also used for the measurement. Furthermore, it is necessary to separately detect the measurement of the current signals in all switch poles of the device. In this case, in the two parallel current paths of the middle switch pole theoretically flows in each case half the current of the outer switch poles. For measurement, either the current transformers of the two parallel-connected current paths are usually designed with a different transformation ratio than the outer current paths and connected in series, or they are operated in parallel at the same transmission ratio. Another embodiment is a separate version of the analog
Aufbereitung der Stromsignale, indem die Messanordnung, bestehend aus einem Preparation of the current signals by the measuring arrangement, consisting of a
Messwiderstand und gegebenenfalls einem Messverstärker, des mittleren Schalterpols gegenüber den Messanordnungen der äußeren Pole anders bemessen sind. Measuring resistor and possibly a measuring amplifier, the middle switch pole relative to the measuring arrangements of the outer poles are dimensioned differently.
Die Stromwandler weisen üblicherweise eine gewisse nichtlineare Übertragungscharakteristik in Abhängigkeit vom Primärstrom auf, die in der Auslöseelektronik entsprechend kompensiert wird. Wird das Schaltgerät wie oben beschrieben symmetrisch mit Strom belastet so teilt sich der Nennstrom annähernd zu halben Teilen auf die beiden mittleren Strombahnen und jeweils zu ganzen Teilen auf die äußeren Strombahnen auf. Hierbei wird die Nichtlinearität der The current transformers usually have a certain non-linear transmission characteristic as a function of the primary current, which compensates accordingly in the tripping electronics becomes. If the switching device is loaded symmetrically with current as described above, the rated current is divided approximately halfway across the two middle current paths and in each case into entire parts on the outer current paths. Here, the nonlinearity of
Stromwandler in der Auswerteelektronik ausreichend kompensiert. Erfolgt jedoch, wie in der Realität nicht selten, eine unsymmetrische Belastung der Strombahnen oder sind die Current transformer in the transmitter sufficiently compensated. However, as is often the case in reality, an unbalanced load on the current paths or are the
Bahn wider stände der Strombahnen unterschiedlich, so ist die Aufteilung der Ströme in den parallel geschalteten Strombahnen des Schaltgeräts nicht mehr gleich. Aufgrund der Rail resistances states of the current paths differently, the distribution of the currents in the parallel current paths of the switching device is no longer the same. Due to the
unterschiedlichen Arbeitspunkte auf der Übertragungskennlinie der beiden Stromwandler kommt es dabei in Abhängigkeit des primär fließenden Teilstromes zu einer Erhöhung der different operating points on the transfer characteristic of the two current transformers, it depends on the primary flowing partial flow to increase the
Gesamttoleranz des Wandlerpaares. Dies hat eine falsche Erfassung der Ströme und damit unerwünscht eine größere Auslösetoleranz des Überstromauslösers, d.h. die Gefahr einer zu frühen oder zu späten Auslösung, zur Folge. Total tolerance of the converter pair. This has an incorrect detection of the currents and thus undesirably a greater trip tolerance of the overcurrent release, i. the risk of premature or late release.
Aus der Druckschrift DE 1 950 319 A ist ein Leistungsschalter für Niederspannung und From the document DE 1 950 319 A is a circuit breaker for low voltage and
Wechselstrom mit einer geraden Anzahl parallel geschalteter und gleichsinnig durchflo ssener Strombahnen, die je eine Schaltstelle und Stromschienen enthalten, bekannt. Zur Stabilisierung der Stromverteilung in den parallel geschalteten Strombahnen sind innerhalb des AC with an even number in parallel and in the same sense durchflo Ssener current paths, each containing a switching point and busbars, known. To stabilize the current distribution in the parallel current paths are within the
Leistungsschalters jeweils zwei Stromschienen auf einen Teil ihrer Länge mit entgegengesetzten Stromrichtungen parallel zueinander angeordnet. Diese parallel liegenden Circuit breaker each two busbars on a portion of their length with opposite directions of flow arranged parallel to each other. These are parallel
Stromschienenabschnitte sind von einem Eisenkern umschlossen. Die Schaltstellen sind nebeneinander angeordnet, und die Stromschienen sind anschließend an die Schaltstellen symmetrisch über Kreuz geführt und liegen im weiteren Verlauf übereinander. Der Nachteil dieser Anordnung besteht in dem volumen- und materialaufwändigem Aufbau. Außerdem ist das Problem der erhöhten Auslösetoleranz bei unsymmetrischen Polströmen weiterhin ungelöst. Busbar sections are enclosed by an iron core. The switching points are arranged side by side, and the busbars are then guided symmetrically to the switching points cross and lie in the course of each other. The disadvantage of this arrangement is the volume and material consuming structure. In addition, the problem of increased tripping tolerance in unbalanced pole currents remains unresolved.
Druckschrift DD 144 192 AI beschreibt eine Strommesseinrichtung für elektronische Auslöser zur Erfassung von Über- und Kurzschlussströmen in Leistungsschaltern mit zwei oder mehr parallel geschalteten Strombahnen pro Schalterpol. Rogowski-Spulen umfassen geometrisch jeweils die einem Schalterpol zugeordneten parallel geschalteten Strombahnen und sind elektrisch mit Integratoren verbunden, deren Ausgänge über eine Oder- Verknüpfung den elektronischen Auslöser beaufschlagen. Auch mit dieser Einrichtung wird das Problem der erhöhten Auslösetoleranz bei unsymmetrischen Polströmen nicht gelöst. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Vermeidung der größeren Auslösetoleranz bei unsymmetrischer Belastung des Schaltgerätes aufzuzeigen. Reference DD 144 192 AI describes a current measuring device for electronic release for detecting over- and short-circuit currents in circuit breakers with two or more parallel-connected current paths per switch pole. Rogowski coils comprise geometrically each of a Schalterpol associated parallel-connected current paths and are electrically connected to integrators whose outputs act on the electronic release via an OR link. Even with this device, the problem of increased release tolerance in unbalanced pole currents is not solved. The invention is therefore based on the object to show a method for avoiding the larger release tolerance in asymmetric load of the switching device.
Ausgehend von einem Strommessverfahren der eingangs genannten Art wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die Merkmale des unabhängigen Anspruches gelöst, während den abhängigen Ansprüchen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zu entnehmen sind. Starting from a current measuring method of the type mentioned, the object is achieved by the features of the independent claim, while the dependent claims advantageous developments of the invention can be found.
Erfindungsgemäß wird in einem Verfahrens schritt aus den ermittelten digitalen Messwerten der jeweils zu einem Schaltpol parallel geschalteten Strombahnen nicht nur der Summenwert, sondern auch wenigstens ein Differenzwert gebildet. Bei zwei parallel geschalteten Strombahnen ergibt sich lediglich ein Differenzwert. Bei z.B. drei parallel geschalteten Strombahnen sind dies drei Differenzwerte und bei vier parallel geschalteten Strombahnen sechs Differenzwerte. Bei der im anschließenden Verfahrens schritt durchzuführenden Korrektur des Summenwertes zur Kompensation der mit der Stromwandlung verbundenen Nichtlinearität wird nun mindestens ein (bei zwei parallel geschalteten Strombahnen also genau ein) Differenzwert betragsmäßig als weiterer Parameter berücksichtigt. Damit besteht bei der Kompensation der nichtlinearen Charakteristik der Stromwandler ein mit der unsymmetrischen Verteilung der Ströme in den parallel geschalteten Strombahnen verbundener funktionaler Zusammenhang. In der Regel beeinflusst der Differenzwert das Ergebnis der Korrektur umso stärker, je größer sein Betrag ist. Die mit dem vorgeschlagenen Verfahren ermittelten und korrigierten Stromwerte stehen zur weiteren Auswertung, insbesondere für eine Überstromauslösung, zur Verfügung. According to the invention, not only the sum value but also at least one difference value is formed in a method step from the determined digital measured values of the current paths respectively connected in parallel to a switching pole. With two current paths connected in parallel, there is only one difference value. At e.g. three parallel-connected current paths, these are three difference values and six difference values for four current paths connected in parallel. In the subsequent process step to be carried out correction of the sum value to compensate for the non-linearity associated with the current conversion is now at least one (in two parallel current paths so exactly one) difference value taken into account in terms of magnitude as another parameter. Thus, when compensating for the non-linear characteristic of the current transformers, there is a functional relationship associated with the asymmetrical distribution of the currents in the parallel-connected current paths. In general, the larger the amount, the more the difference value will influence the result of the correction. The current values determined and corrected by the proposed method are available for further evaluation, in particular for overcurrent tripping.
Durch das vorgeschlagene Verfahren werden bei unsymmetrischer Belastung der Strombahnen die Auslösetoleranzen auf ein zulässiges Maß begrenzt. In der Praxis werden die The proposed method limits the tripping tolerances to an admissible extent in the case of asymmetrical loading of the current paths. In practice, the
Korrekturfunktionen sowohl für einzeln belassene Strombahnen als auch für die parallel verbundenen Strombahnen vom Gerätehersteller für jeden einsetzbaren Stromwandlertyp messtechnisch erfasst und softwaremäßig als Formelprogramm oder Wertetabelle im Correction functions for individual current paths as well as for the parallel connected current paths are recorded by the device manufacturer for each usable current transformer type and evaluated by software as a formula program or table of values in the
Elektronikteil des Auslösers gespeichert. Electronic part of the shutter stored.
Bei mehr als zwei parallel geschalteten Strombahnen ist es für nicht wenige Anwendungsfälle durchaus ausreichend, wenn bei der Korrekturwertbildung lediglich der größte With more than two current paths connected in parallel, it is quite sufficient for not a few applications if only the largest is involved in the correction value formation
Differenzbetragswert als Parameter berücksichtigt wird. Wird das erfindungsgemäße Strommessverfahren auf ein vierpoliges Schaltgerät angewendet, dann ist es vorteilhaft, dessen beide mittlere Strombahnen parallel und die beiden äußeren Strombahnen einzeln zu betreiben. Auf diese Weise stehen drei Schaltpole mit optimaler Nennstromtragfähigkeit zur Verfügung. Difference amount value is taken into account as a parameter. If the current measurement method according to the invention is applied to a four-pole switching device, then it is advantageous to operate the two middle current paths in parallel and the two outer current paths individually. In this way, three switching poles with optimum rated current carrying capacity are available.
Sind parallel geschaltete Strombahnen auf mehrere Schaltgeräte verteilt, dann wird die verfahrensgemäße digitale Verarbeitung und die weitere Auswertung der ermittelten Stromwerte von der Auslöseelektronik lediglich eines dieser Schaltgeräte durchgeführt. If current paths connected in parallel are distributed over a plurality of switching devices, the process-related digital processing and the further evaluation of the determined current values are carried out by the triggering electronics of only one of these switching devices.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem folgenden, anhand von Figuren erläuterten Ausführungsbeispiel. Es zeigen Further details and advantages of the invention will become apparent from the following, explained with reference to figures embodiment. Show it
Figur 1: die schematische Darstellung eines vierpoligen Schaltgerätes mit zwei parallel Figure 1: the schematic representation of a four-pole switching device with two parallel
geschalteten Strombahnen;  switched current paths;
Figur 2: eine weitere schematische Darstellung des Schaltgerätes nach Fig. 1 zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens; FIG. 2 shows a further schematic representation of the switching device according to FIG. 1 for explaining the method according to the invention;
Figur 3: ein Funktionsdiagramm als Detail aus Fig. 2. FIG. 3 shows a functional diagram as a detail from FIG. 2.
Fig. 1 zeigt als Schaltgerät einen vierpoligen Leistungsschalter mit vier Strombahnen LI, L21, L22 und L3, die mit jeweils einem Schaltkontakt 1, 2, 3 bzw. 4 verbunden sind. Im Gegensatz zu den beiden äußeren Strombahnen LI und L3 sind die die beiden inneren Strombahnen L21 und L22 parallel geschaltet. Somit wird der Phasenstrom der mittleren Stromphase in zwei Fig. 1 shows as a switching device, a four-pole circuit breaker with four current paths LI, L21, L22 and L3, which are each connected to a switching contact 1, 2, 3 and 4 respectively. In contrast to the two outer current paths LI and L3, the two inner current paths L21 and L22 are connected in parallel. Thus, the phase current of the middle current phase becomes two
Bahnströme i21 und i22 aufgeteilt. Die beiden äußeren Phasenströme werden nicht aufgeteilt und sind somit gleich den Bahnströmen il bzw. i3 . Mit dieser Maßnahme wird die Trajectory currents i21 and i22 split. The two outer phase currents are not split and are thus equal to the trajectory currents il and i3. With this measure, the
Nennstromtragfähigkeit des Schaltgerätes insgesamt erhöht. Das Schaltgerät ist mit eine Rated current carrying capacity of the switching device increased overall. The switching device is equipped with a
Auslösevorrichtung 5, die eine Auslöseelektronik 7 (siehe Fig. 2) enthält, ausgestattet. Die bei geschlossenen Schaltkontakten 1 bis 4 fließenden Bahnströme il, i21, i22 und i3 werden von der Auslösevorrichtung 5 erfasst. Im Kurzschlussfall bewirkt die Auslösevorrichtung 5 ohne nennenswerte Verzögerung über einen Betätigungsmechanismus 6 das Öffnen der Kontakte 1 bis 4 und damit die Unterbrechung des Stromflusses. Beim Auftreten von Überströmen, d.h. den jeweiligen Nennstrom des Schaltgerätes überschreitenden Bahnströmen il oder/und i21oder/und i22 oder/und i3, bewirkt die Auslösevorrichtung 5 über den Betätigungsmechanismus 6 das Öffnen der Kontakte 1 bis 4 mit einer von der Höhe des Überstromes bzw. der Überströme abhängigen Verzögerungszeit. Der letztgenannte Fall wird als Überstromauslösung bezeichnet. Durch unterschiedliche Ursachen, insbesondere durch ungleiche Bahn wider stände in den beiden parallel geschalteten Strombahnen L21 und L22 oder durch Unsymmetrien zwischen den Triggering device 5, which contains a triggering electronics 7 (see Fig. 2) equipped. The trajectory currents il, i21, i22 and i3 flowing in the case of closed switching contacts 1 to 4 are detected by the tripping device 5. In the event of a short circuit causes the triggering device 5 without appreciable delay via an actuating mechanism 6, the opening of the contacts 1 to 4 and thus the interruption of the current flow. Upon the occurrence of overcurrents, ie, the respective rated current of the switching device bordering trajectory il and / or i21oder / and i22 or / and i3 causes the triggering device 5 via the actuating mechanism 6, the opening of the contacts 1 to 4 with one of the height of the overcurrent or the overcurrents dependent delay time. The latter case is called overcurrent tripping. By different causes, in particular by unequal path resistances in the two parallel current paths L21 and L22 or by asymmetries between the
Phasenströmen, verteilen sich die mittleren Bahnströme i21 und i22 nicht mehr zu gleichen Teilen. Um auch bei diesen in der Realität nicht selten auftretenden Fällen einer ungleichen Aufteilung der Bahnströme i21 und i22 möglichst genau die Auslösebedingungen zu Phase currents, the average trajectory currents i21 and i22 are no longer distributed in equal parts. In order to achieve as precisely as possible triggering conditions even in the case of these cases of uneven distribution of the trajectory currents i21 and i22, which are not uncommon in reality
gewährleisten, wird auf die Schaltgeräteanordnung von Fig. 1 das erfindungsgemäße ensure, is on the switchgear assembly of FIG. 1, the inventive
Strommessverfahren angewendet, das nachfolgend mit Hilfe von Fig. 2 beschrieben wird. Applied current measuring method, which will be described below with reference to FIG. 2.
In einem ersten Verfahrensschritt werden in bekannter Weise die durch die einzelnen In a first process step, in a known manner by the individual
Strombahnen LI, L21, L22 und L3 fließenden Bahnströme il, i21, i22 und i3 durch Current paths LI, L21, L22 and L3 flowing trajectory il, i21, i22 and i3 by
transformatorische Stromwandler Wl, W21, W22 und W3 primärseitig erfasst und transformer current transformers Wl, W21, W22 and W3 detected on the primary side and
sekundärseitig als Sekundärströme il', Ϊ2Γ, i22' und i3' zur Verfügung gestellt. Das Apostroph am Ende der Bezugszeichen soll im Folgenden darauf hindeuten, dass die betreffenden physikalischen Größen oder Werte von den tatsächlichen Größen bzw. Werten abweichen. Diese Abweichung ist durch die nichtlineare Übertragungscharakteristik N der Stromwandler Wl, W21, W22 und W3 verursacht, die insbesondere durch Sättigung des magnetischen Materials hervorgerufen wird. Die Sekundärströme il', Ϊ2Γ, i22' und i3' werden der Auslöseelektronik 7 zugeführt, und im folgenden Verfahrensschritt werden daraus mittels Messanordnungen 8 spannungsförmige Messsignale ul', u21', u22' und u3' erzeugt. Die Messanordnungen 8 bestehen üblicherweise jeweils aus einem Messverstärker und einem Messwiderstand. secondary side as secondary currents il ', Ϊ2Γ, i22' and i3 'provided. In the following, the apostrophe at the end of the reference symbols is intended to indicate that the relevant physical values or values deviate from the actual values or values. This deviation is caused by the non-linear transfer characteristic N of the current transformers Wl, W21, W22 and W3, which is caused in particular by saturation of the magnetic material. The secondary currents il ', Ϊ2Γ, i22' and i3 'are supplied to the tripping electronics 7, and in the following method step, voltage-measuring measuring signals ul', u21 ', u22' and u3 'are generated therefrom by means of measuring arrangements 8. The measuring arrangements 8 usually each consist of a measuring amplifier and a measuring resistor.
Die analogen Messsignale ul', u21', u22' und u3' werden einem Mikrocontroller μC innerhalb der Auslöseelektronik 7 zugeführt und im nächsten Verfahrensschritt in digitale Messwerte ΙΓ, 12 , 122' und 13' umgewandelt. Die Analog-Digital- Wandlung 9 kann hardware- oder The analog measuring signals ul ', u21', u22 'and u3' are fed to a microcontroller μC within the tripping electronics 7 and converted in the next method step into digital measured values ΙΓ, 12, 122 'and 13'. The analog-to-digital conversion 9 can be hardware or
softwaremäßig realisiert sein. Die digitalen Messwerte ΙΓ, Ι2 , 122' und 13' entsprechen nicht mit ausreichender Genauigkeit den Bahnströmen il, i21, i22 und i3 in den Strombahnen LI, L21, L22 bzw. L3 , da sie ihrer Entstehung nach der nichtlineare Übertragungscharakteristik N der Stromwandler Wl, W21, W22 und W3 unterworfen sind. be realized by software. The digital measured values ΙΓ, Ι2, 122 'and 13' do not correspond with sufficient accuracy to the trajectory currents il, i21, i22 and i3 in the current paths LI, L21, L22 and L3, respectively, since they originate from the nonlinear transfer characteristic N of the current transformers W1 , W21, W22 and W3.
Die digitalen Messwerte ΙΓ und 13' für die beiden äußeren Schalterpole, deren Strombahnen LI bzw. L2 nicht mit anderen Strombahnen parallel geschaltet sind, werden nachfolgend mittels Verarbeitung durch eine Kompensation Kn, welche die mit der transformatorischen The digital measured values ΙΓ and 13 'for the two outer switch poles, whose current paths LI and L2 are not connected in parallel with other current paths, are subsequently processed by means of a compensation Kn, which corresponds to that with the transformer
Stromwandlung verbundenen Nichtlinearität N korrigiert, numerisch in erste Korrekturwerte II und 13 umgebildet. Die Kompensation Kn ist softwaremäßig als Tabelle oder Formelprogramm im Mikrocontroller μC abgelegt. Die ersten Korrekturwerte II und 13 entsprechen mit hinreichender Genauigkeit den Bahnströmen il und i3 und stehen nun als ermittelte Stromwerte der Auslöseelektronik 7 für die weitere Auswertung zur Verfügung. Current conversion associated nonlinearity N corrected numerically in first correction values II and 13 transformed. The compensation Kn is stored in the software as a table or formula program in the microcontroller μC. The first correction values II and 13 correspond with sufficient accuracy to the web flows il and i3 and are now available as determined current values of the triggering electronics 7 for further evaluation.
Der vorstehend beschriebene Verfahrensschritt zur Gewinnung der ersten Korrekturwerte II und 13 würde angewandt auf die den parallel geschalteten Strombahnen L21 und L22 zugeordneten digitalen Messwerte 12 und 122' zu nicht hinnehmbaren Toleranzabweichungen führen. Daher werden erfindungsgemäß aus den beiden digitalen Messwerten 12 und 122' in einem The method step described above for obtaining the first correction values II and 13, applied to the digital measured values 12 and 122 'assigned to the parallel-connected current paths L21 and L22, would lead to unacceptable tolerance deviations. Therefore, according to the invention from the two digital measurements 12 and 122 'in one
anschließenden Verfahrensschritt zunächst der Summenwert Ι2 +Ι221 und der subsequent process step first the sum value Ι2 + Ι22 1 and the
Differenzbetragswert 1 121'— 122' I gebildet. Die Summenbildung 10 sowie die Difference amount value 1 121'- 122 'I formed. The summation 10 and the
Differenzbetragsbildung 11 sind ebenfalls durch Software realisiert. In einem abschließenden Verfahrensschritt wird der Summenwert Ι2 +Ι221 mittels Verarbeitung durch eine Difference amount formation 11 are also realized by software. In a final process step, the sum value Ι2 + Ι22 1 by means of processing by a
Kompensation Kp, welche die besagte Nichtlinearität N unter Berücksichtigung des Compensation Kp, which said nonlinearity N taking into account the
Differenzbetragswertes 1 121'— 122' I korrigiert, numerisch in einen zweiten Korrekturwert 12 umgebildet. Die von den zwei Eingangswerten Summenwert Ι2 +Ι221 sowie Difference amount value 1 121'- 122 'I corrected numerically converted into a second correction value 12. The of the two input values sum value Ι2 + Ι22 1 as well
Differenzbetragswert 1 121'— 122' I abhängige Kompensation Kp ist ebenfalls als Tabelle oder Formelprogramm im Mikrocontroller μC abgelegt. Der zweite Korrekturwert 12 entspricht nun auch bei ungleicher Aufteilung der Bahnströme i21 und i22 mit hinreichender Genauigkeit der Summe der Teilströme i21 und i22 und steht nun als ermittelter Stromwert der Auslöseelektronik 7 für die weitere Auswertung zur Verfügung. Differential value 1 121'-122 'I dependent compensation Kp is also stored as a table or formula program in the microcontroller .mu.C. The second correction value 12 now also corresponds to the sum of the partial currents i21 and i22 with sufficient accuracy for unequal splitting of the traction currents i21 and i22 and is now available as a determined current value of the tripping electronics 7 for further evaluation.
In dem Funktionsdiagramm von Fig. 3 ist mit der unterbrochenen Linie die nichtlineare In the functional diagram of FIG. 3, the broken line is the nonlinear one
Übertragungscharakteristik N der transformatorischen Stromwandler Wl, W21, W22 und W3 schematisch dargestellt. Es ist zu erkennen, wie der sekundärseitige Strom (hier mit V Transmission characteristic N of the transformer current transformer Wl, W21, W22 and W3 shown schematically. It can be seen how the secondary-side current (here with V
bezeichnet) mit ansteigenden Werten infolge der Sättigungserscheinungen der Stromwandler zunehmend von einem linearen Zusammenhang mit dem primärseitigen Strom (hier mit i bezeichnet) abweicht. In dem Funktionsdiagramm ist weiterhin mit den durchgezogenen Linien die Kompensation Kp der nichtlinearen Übertragungscharakteristik N schematisch dargestellt. Es ist zu erkennen, dass die Bildung des zweiten Korrekturwertes 12, der die Summe der parallelen mittleren Bahnströme i21 und i22 repräsentiert, bei größer werdenden Summenwerten Ι2 +Ι221 mit einer zunehmenden Korrektur verbunden ist. In Fig. 3 sollen die drei Kurvenverläufe für die Kompensation Kp voneinander abweichende Korrekturverläufe bei unterschiedlichen Differenzbetragswerten I Ι2Γ - 122' I, d.h. den funktionalen Zusammenhang der Kompensation Kp von der Stromaufteilung auf die beiden mittleren Strombahnen L21 und L22, andeuten. with rising values due to the saturation phenomena of the current transformers increasingly deviates from a linear relationship with the primary-side current (denoted here by i). In the functional diagram, the compensation Kp of the non-linear transfer characteristic N is also shown schematically by the solid lines. It can be seen that the formation of the second correction value 12, which represents the sum of the parallel mean trajectory currents i21 and i22, is associated with an increasing correction as the cumulative values Ι2 + Ι22 1 increase. In Fig. 3, the three waveforms for the compensation Kp are intended to differ from each other correction curves at different Difference amount values I Ι2Γ - 122 'I, ie, the functional relationship of the compensation Kp of the current split on the two average current paths L21 and L22 indicate.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern umfasst auch alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden The present invention is not limited to the embodiment described above, but also includes all the same in the sense of the invention
Ausführungsformen. So lässt sich die Erfindung beispielsweise auch auf Schaltgeräte oder Schaltgeräteanordnungen mit mehr als zwei parallel geschalteten Strombahnen, die im Bedarfsfall auf mehrere Schaltgeräte verteilt sind, anwenden. Embodiments. For example, the invention can also be applied to switching devices or switchgear assemblies having more than two current paths connected in parallel, which if necessary are distributed among a plurality of switching devices.
Bezugszeichenliste: LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 ... 4 Schaltkontakt 1 ... 4 switching contact
5 Auslösevorrichtung 5 triggering device
6 Betätigungsmechanismus6 operating mechanism
7 Au slö seelektronik 7 External electronics
8 Messanordnung  8 measuring arrangement
9 Analog-Digital- Wandlung 9 analog-to-digital conversion
10 Summenbildung 10 summation
11 Differenzbildung il; i21; i22; i3 Bahnstrom  11 difference formation il; i21; i22; i3 traction current
il'; Ϊ2Γ; i22'; i3' Sekundärstrom il '; Ϊ2Γ; i22 '; i3 'secondary current
II; 12; 13 Korrekturwert II; 12; 13 correction value
ΙΓ; Ι2Γ; 122'; 13' digitaler Messwert Kn; Kp Kompensation ΙΓ; Ι2Γ; 122 '; 13 'digital reading Kn; Kp compensation
L1; L21; L22; L3 Strombahn  L1; L21; L22; L3 current path
N Übertragungscharakteristik ul'; u21'; u22'; u3' Messsignal N transfer characteristic ul '; u21 '; u22 '; u3 'measurement signal
Wl; W21; W22; W3 Stromwandler WI; W21; W22; W3 current transformer

Claims

Patentansprüche claims
1. Strommessverfahren für Schaltgeräte mit wenigstens zwei parallel geschalteten 1. Current measuring method for switching devices with at least two parallel connected
Strombahnen (L21; L22), wobei die Schaltgeräte mit einer Auslöseelektronik (7) ausgestattet sind und jede Strombahn (LI ; L21 ; L22; L3) mit einem Schaltkontakt (1; 2; 3; 4) verbunden ist, indem  Current paths (L21; L22), the switching devices being equipped with triggering electronics (7) and each current path (LI; L21; L22; L3) being connected to a switching contact (1; 2; 3; 4) by
A) die durch die einzelnen Strombahnen (LI ; L21 ; L22; L3) fließenden Bahnströme (il ; i21 ; i22; i3) durch transformatorische Stromwandler (Wl ; W21 ; W22; W3) primärseitig erfasst und sekundär seitig zur weiteren Verarbeitung zur Verfügung gestellt werden, A) the trajectory currents (il; i21; i22; i3) flowing through the individual current paths (LI; L21; L22; L3) are detected on the primary side by transformer current transformers (W1; W21; W22; W3) and provided on the secondary side for further processing become,
B) jeder Sekundärstrom (ϋ'; Ϊ2Γ; i22'; i3') mittels einer Messanordnung (8) in ein analoges Messsignal (ul'; u21'; u22'; u3') umgewandelt wird, B) each secondary current (ϋ '; Ϊ2Γ; i22'; i3 ') is converted by means of a measuring arrangement (8) into an analog measuring signal (ul'; u21 '; u22'; u3 '),
C) die analogen Messsignale (ul'; u21'; u22'; u3') in digitale Messwerte (ΙΓ; Ι2Γ; Ι2Γ; 13') umgewandelt werden, C) the analog measuring signals (ul '; u21'; u22 '; u3') are converted into digital measured values (ΙΓ; Ι2Γ; Ι2Γ; 13 '),
D) die digitalen Messwerte (ΙΓ; 13'), die nicht parallel geschalteten Strombahnen (LI; L3) zuzuordnen sind, unter Kompensation (Kn) der mit der transformatorischen D) the digital measured values (ΙΓ; 13 '), which are to be assigned to current paths (LI; L3) not connected in parallel, with compensation (Kn) those with the transformer
Stromwandlung verbundenen nichtlinearen Übertragungscharakteristik (N) numerisch in erste Korrekturwerte (II; 13) umgebildet werden, die als ermittelte Stromwerte der zugehörigen Bahnströme (il ; i3) zur weiteren Auswertung zur Verfügung stehen, dadurch gekennzeichnet, dass für jede Gruppe von parallel geschalteten Strombahnen (L21, L22)  Transformed nonlinear transfer characteristic (N) numerically into first correction values (II, 13) are formed, which are available as determined current values of the associated trajectory currents (il; i3) for further evaluation, characterized in that for each group of parallel current paths ( L21, L22)
E) aus den zugehörigen digitalen Messwerten (12 , 122) sowohl der Summenwert E) from the associated digital measured values (12, 122) both the sum value
(Ι2Γ+Ι221) als auch wenigstens ein Differenzbetragswert (I Ι2Γ - 122' I) gebildet wird, (Ι2Γ + Ι22 1 ) and at least one difference amount value (I Ι2Γ - 122 'I) is formed,
F) der Summenwert (Ι2 +Ι221) zur Kompensation (Kp) der mit der transformatorischen Stromwandlung verbundenen nichtlinearen Übertragungscharakteristik (N) mit F) the sum value (Ι2 + Ι22 1 ) for the compensation (Kp) of the nonlinear transmission characteristic (N) associated with the transformer current conversion
Einbeziehung von mindestens einem Differenzbetragswert (I Ι2Γ - 122' I) numerisch in einen zweiten Korrekturwert (12) umgebildet wird, der als ermittelter Stromwert der Summe der zugehörigen Bahnströme (i21, i22) zur weiteren Auswertung zur Verfügung steht. Inclusion of at least one differential amount value (I Ι2Γ - 122 'I) is numerically converted into a second correction value (12), which is the determined current value of the Sum of the associated trajectory currents (i21, i22) is available for further evaluation.
2. Strommessverfahren nach vorstehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ab drei parallel geschalteten Strombahnen im Verfahrensschritt F lediglich der aus dem 2. current measuring method according to the preceding claim, characterized in that from three parallel current paths in step F only from the
Verfahrensschritt E ermittelte höchste Differenzbetragswert Berücksichtigung findet.  Process step E determined highest difference amount value is taken into account.
3. Strommessverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung eines vierpoligen Schaltgerätes, die Verfahrensschritte E und F auf die den beiden mittleren Strombahnen (L21; L22) zugeordneten digitalen Messwerte (Ι2Γ; 122') angewendet werden. 3. Current measuring method according to claim 1, characterized in that when using a four-pole switching device, the method steps E and F are applied to the two average current paths (L21; L22) associated with digital measured values (Ι2Γ; 122 ').
4. Strommessverfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verteilung parallel geschalteter Strombahnen auf mehrere Schaltgeräte, lediglich die Auslöseelektronik (7) eines der Schaltgeräte aktiv ist und die Verfahrensschritte C bis F durchführt. 4. Current measuring method according to one of the preceding claims, characterized in that when distributing parallel-connected current paths to a plurality of switching devices, only the triggering electronics (7) of one of the switching devices is active and performs the method steps C to F.
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