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2.9
Thermischer Überlastschutz
2.9.1
Überlastschutz mit thermischem Abbild
Prinzip
7UT612 Handbuch
C53000–G1100–C148–1
Der thermische Überlastschutz verhindert eine thermische Überbeanspruchung des
zu schützenden Objekts, besonders bei Transformatoren, rotierenden Maschinen,
Leistungsdrosseln und Kabeln. Beim 7UT612 sind zwei Methoden der Überlasterfas-
sung möglich:
• Überlastschutz mit thermischem Abbild nach IEC 60 255–8,
• Heißpunktberechnung mit Ermittlung der relativen Alterungsrate nach IEC 60354.
Von diesen beiden Methoden kann eine ausgewählt werden. Die erste zeichnet sich
durch einfache Handhabung und eine geringe Zahl von Einstellwerten aus; die zweite
erfordert einige Kenntnisse über das Schutzobjekt und dessen Umgebung und Küh-
lung und benötigt die Kühlmitteltemperatur über eine angeschlossene Thermobox.
Bei 7UT612 kann der Überlastschutz auf eine der beiden Seiten des Schutzobjektes
wirken (einstellbar). Da die Ursache der Überlastung außerhalb des Schutzobjektes
liegt, ist der Überlaststrom ein durchfließender Strom.
Das Gerät errechnet die Übertemperatur gemäß einem thermischen Einkörpermodell
nach der thermischen Differentialgleichung
dΘ
1
1
------ - Θ
⋅
⋅
------- -
+
=
------ -
τ
τ
dt
th
th
Θ
mit
– aktuelle Übertemperatur bezogen auf die Endübertemperatur bei maximal
zulässigem Leiterstrom k · I
τ
– thermische Zeitkonstante der Erwärmung
th
k
– k–Faktor, der den maximal dauernd zulässigen Strom bezogen auf Nennstrom
des Schutzobjektes angibt
– aktueller effektiver Strom
I
I
– Nennstrom des Schutzobjektes
N Obj
Die Schutzfunktion stellt somit ein thermisches Abbild des zu schützenden Objektes
(Überlastschutz mit Gedächtnisfunktion) dar. Es wird sowohl die Vorgeschichte einer
Überlast als auch die Wärmeabgabe an die Umgebung berücksichtigt.
Die Lösung dieser Gleichung ist im stationären Fall eine e–Funktion, deren Asymptote
die Endübertemperatur Θ
Schwelle der Übertemperatur Θ
eine Warnmeldung abgegeben, um z.B. eine rechtzeitige Lastreduzierung zu veran-
lassen. Ist die zweite Übertemperaturgrenze, die Endübertemperatur = Auslöseüber-
temperatur, erreicht, wird das Schutzobjekt vom Netz getrennt. Der Überlastschutz
Iˆ…ÃHryqˆt
kann jedoch auch auf
Erreichen der Endtemperatur nur eine Meldung abgegeben.
Die Berechnung der Übertemperaturen erfolgt für jede Phase in einem thermischen
Abbild aus dem Quadrat des jeweiligen Phasenstromes. Dies gewährleistet eine Ef-
fektivwertverarbeitung und berücksichtigt auch Oberschwingungseinflüsse. Für die
Bewertung in den Grenzwertstufen wird die maximale der drei errechneten Leiterüber-
temperaturen herangezogen.
2
I
--------------------- -
k I ⋅
N Obj
N Obj
darstellt. Nach Erreichen einer ersten einstellbaren
End
, die unterhalb der Endübertemperatur liegt, wird
warn
eingestellt werden. In diesem Fall wird auch bei
2.9 Thermischer Überlastschutz
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