CH123402A - High-speed switch suitable for selective protection. - Google Patents

High-speed switch suitable for selective protection.

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CH123402A
CH123402A CH123402DA CH123402A CH 123402 A CH123402 A CH 123402A CH 123402D A CH123402D A CH 123402DA CH 123402 A CH123402 A CH 123402A
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Oerlikon Maschinenfabrik
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Oerlikon Maschf
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/44Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to the rate of change of electrical quantities
    • H02H3/445Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to the rate of change of electrical quantities of DC quantities
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/10Operating or release mechanisms
    • H01H71/12Automatic release mechanisms with or without manual release
    • H01H71/24Electromagnetic mechanisms
    • H01H71/26Electromagnetic mechanisms with windings acting in opposition

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  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)

Description

  

  Für den     Selektivschutz    geeigneter     Mmellschalter.       In Gleichstromanlagen, und zwar     haupt-          sässlilich    im     Gleichstrom-Bahnbetriebe,    wer  den vielfach Schnellschalter angewandt, de  ren     Unterbreehungszeit    nur einen sehr klei  nen Bruchteil einer Sekunde beträgt.

       Mass-          Z,        Olebend        ist        dabei        die        Erkenntnis,        dass        in     Gleichstromanlagen im     Kurzschlussfalle    der  Stromanstieg bis zu<B>500000</B>     AmpAre    pro Se  kunde und mehr betragen kann, wodurch  nicht nur gefährliche thermische und     meeha-          nische    Erscheinungen eintreten können, son  dern es kann auch infolge der raschen Feld  änderung an Generatoren und Umformern  Rundfeuer entstehen, wenn nicht genügend  rasch abgeschaltet wird.

   Ähnlich wie bei       Wechselstromanlagen    ist es     aussli    in Gleich  stromanlagen wegen der Aufrechterhaltung  des Betriebes erwünscht,     dass    bei Kurzschlüs  sen nur jene Schalter betätigt werden, welche  für die Abtrennung eines Fehlers     erforder-          lieh    sind.

   Der -bei     Wechselstromanlagen     meist     besehrittene    Weg der     Auslösezeitstaf-          felung        lässt    sieh aber nicht ohne weiteres  auf     Gleichstroma-nlagen    übertragen, da Zeit  abstufungen von mehreren Sekunden aus  den vorerwähnten Gründen vollständig aus  geschlossen sind.

      Auf einfache Weise kann man gemäss  vorliegender Erfindung die Bedingungen der       Sclehtivität        erfülleii,    wenn man die Auslö  sung eines Schnellschalters durch einen  Strom     beeinflusst,    welcher vom Stromanstieg  des     Kurzschlussstromes    in     Amp./Sek.    ab  hängig ist. Diesen Strom kann man     vor-          teilhafterweise    der Sekundärwicklung eines  Stromwandlers entnehmen, da der in der       Sekundä.rwicklung    fliessende Strom von der  Stromänderung pro Zeiteinheit abhängig ist.

    Durch Beeinflussung der elektrischen Daten  des betreffenden     Stromwan#dlers    kann die       Auslösezeit    beliebig geregelt werden.  



  In     Fig.   <B>1</B> ist ein Schnellschalter gemäss  der Erfindung beispielsweise     und    schema  tisch dargestellt.  



  Der Anker.<B>8</B> des gezeichneten     Schnell-          scha.Iters    wird entgegen der Zugkraft einer  kräftigen Feder<B>F</B> durch den Haltemagneten       M    in geschlossener Stellung gehalten. Letz  terer wird durch die     an    der Klemmenspan  nung liegende     Wie-klung   <B>N</B> und durch die  beiden Wicklungen<B>A</B> und B erregt. Die  Spule B wird unmittelbar vom Hauptstrom       erregt,_während    die Spule -4 über     einenklei-          nen    Stromwandler     T    gespeist wird, und zwar      nur dann, wenn sieh der Hauptstrom stoss  weise verändert.

   Die Schaltung der     Wicklun-          gen        #   <B>1</B>     und        B        ist        m        -ich        Belieben        derart,        dass     diese     ent-veder    bei Vorwärts- oder     Rückstroln     den Haltemagneten     entregen.    Bei     Kurz-          schlLiss        züm    Beispiel wird der Anker<B>8</B> voll  ständig entmagnetisiert,

   und der Schalter  wird durch die     _starke    Feder F infolge der  relativ kleinen     Alasse    des Schalters mit     holier          Gesehwindigkeit        a.usgesehaltet.     



  Die Kurven     Fig.    2 und<B>3</B> zeigen die     Ar-          #M          beitsweise    dieser Anordnung für raschen und  langsamen     Stromalistieg,    wobei die von den  einzelnen     Wieklungen    herrührenden     Amp#re-          ,vindungszahlen    in Funktion der laufenden  Zeit dargestellt sind. In beiden Fällen liegt  die     Wieklung   <B>N</B> an einer     konstniiteii    Span  nung, somit ist die     Amp6rewiiidungszahl     derselben     ATVN    konstant. Für den Fall     Fig.     



       steig-t    der     Kurzsehlussstrom    sehr rasch an,  damit auch die erregenden     Amp#rewindungen     der     Wichlung    B     (Fig.   <B>1),</B> welche mit<B>A</B>     fVii     bezeichnet sind. Im     sehundären    Kreise des  Transformators wird unter diesen Umständen  ein Strom induziert, welcher rasch ansteigt  und auf Null abfällt, sobald der     Kurzschluss-          strom    einen     Konstanten    Wert erreicht; die von  diesem Strome herrührenden     AW    sind mit       AJVA    bezeichnet.  



  Somit wird die Auslösung, wenn wir von       Nebensächliehkeiten    absehen, eintreten, wenn  die, Summe aller auf den     Halteinagneten        wir-          henden        AW    gleich Null ist. Dieser Zeitpunkt  ist in     Fig.    2 und<B>3</B> mit     t,        bezeiehnet.    Ganz       analoo,    ist der     VQrlauf    der Ströme nach     Fil-.     <B>3,</B> jedoch mit dem Unterschiede,     dass    hier der       Kurzsehlussstrom    langsamer ansteigt.

   Mithin  ist auch die induzierte     MTIK        bezw.        ider    Strom  im Sekundärkreis des Transformators T be-    deutend kleiner und hat somit eine wesent  lich kleinere     Besehleunigungswirkung    auf  den     Auslösevorgang,    was sieh in einer Ver  grösserung der     Auslösezeit    bemerkbar macht.  



  Die Grösse und der Verlauf des Stromes  in der     Wichlun-   <B>A</B>     hän-t    nach bekannten  Gesetzen vom     Widerstande    und der     Indukti-          vität    des sekundären Kreises ab; man kann  somit durch     Re-elung    dieser Grössen die     Aus-          lösezeiten    verschiedener hintereinander ge  schalteten     Selniellsehalter    abstufen.

   Es lassen  sich somit mit diesem Schalter alle jene in       Wechselstromanlagen    vielfach     gebräuehlielieri          Selektivschutzschaltungen    ausführen,     welehe     auf dem Prinzip der     Auslösezeitabstufungen     beruhen. Für den     Selektivsehutz    kann ferner  noch das     3,1erkmal    ausgenützt werden,     dass     diese Schaltergattung nur bei einer bestimm  ten     Stromriehtung    anspricht ohne Anwen  dung von getrennten     Riiel#stromrelais.  



  Mmell switch suitable for selective protection. In direct current systems, mainly in direct current railway operations, high-speed switches are often used, the interruption time of which is only a very small fraction of a second.

       Measure- Z, Olebend is the knowledge that in DC systems in the event of a short circuit the current increase can amount to <B> 500000 </B> Amps per second and more, which means that not only dangerous thermal and mechanical phenomena can occur, but However, as a result of the rapid change in the field at generators and converters, round fires can occur if the system is not switched off quickly enough.

   Similar to alternating current systems, in direct current systems it is desirable, in order to maintain operation, that in the event of a short circuit only those switches are actuated which are required to isolate a fault.

   The route of the tripping time graduation, which is mostly used in AC systems, cannot, however, be easily transferred to DC systems, since time gradations of several seconds are completely excluded for the reasons mentioned above.

      According to the present invention, the conditions of the ability to operate can be met in a simple manner if the triggering of a high-speed switch is influenced by a current which depends on the rise in the short-circuit current in amps / sec. from is dependent. This current can advantageously be taken from the secondary winding of a current transformer, since the current flowing in the secondary winding depends on the current change per unit of time.

    The tripping time can be regulated as required by influencing the electrical data of the relevant current transformer.



  In Fig. 1, a quick switch according to the invention is shown as an example and schematically.



  The armature. <B> 8 </B> of the quick switch shown is held in the closed position by the holding magnet M against the tensile force of a powerful spring <B> F </B>. The latter is excited by the <B> N </B> winding on the terminal voltage and by the two <B> A </B> and B windings. The coil B is excited directly by the main current, while the coil -4 is fed via a small current transformer T, and only when the main current changes suddenly.

   The connection of the windings # <B> 1 </B> and B is as desired in such a way that these de-energize the holding magnet either when flowing forward or backward. In the case of a short circuit, for example, the armature <B> 8 </B> is completely demagnetized,

   and the switch is held up by the strong spring F due to the relatively small size of the switch at holier speed.



  The curves Fig. 2 and <B> 3 </B> show the mode of operation of this arrangement for rapid and slow stromal increases, with the number of ampere turns resulting from the individual vibrations being shown as a function of the current time. In both cases, the weighting <B> N </B> is due to a constant voltage, so the amplification number of the same ATVN is constant. In the case of Fig.



       The short-circuit current rises very quickly, with it the exciting ampere turns of winding B (Fig. 1), which are labeled with A fVii. Under these circumstances, a current is induced in the secondary circuit of the transformer, which rises rapidly and falls to zero as soon as the short-circuit current reaches a constant value; the AW resulting from this stream are designated AJVA.



  Thus, if we disregard incidental matters, the trip will occur when the sum of all AWs on the holding magnets is zero. This point in time is denoted by t in FIGS. 2 and 3. Quite analogous is the flow of the currents to film. <B> 3, </B> with the difference that the short-circuit current increases more slowly here.

   Thus, the induced MTIK is also respectively. The current in the secondary circuit of the transformer T is significantly smaller and thus has a significantly smaller acceleration effect on the tripping process, which can be seen in an increase in the tripping time.



  The magnitude and course of the current in the Wichlun <B> A </B> depend, according to known laws, on the resistance and inductance of the secondary circuit; Thus, by regulating these values, the triggering times of various series-connected safety switches can be graded.

   This switch can therefore be used to carry out all those selective protection circuits which are widely used in AC systems and which are based on the principle of tripping time graduations. For selective protection, the feature that this type of switch only responds to a certain current direction without the use of separate direct current relays can also be used.

 

Claims (1)

PATENTAN- SPRUCH. Für den Selektivsehutz geeigneter Schnell schalter mit von der Netzspannung und vom Hauptstroin erregtem Haltemagnet da,dui-#-#li c),c,l#c-nnzeielinel. dass die Auslösun- des n t# Schiiellschalters dureh einen Strom beein- flusst wird, PATENT CLAIM. Fast switch suitable for selective protection with a holding magnet excited by the mains voltage and the main current da, dui - # - # li c), c, l # c-nnzeielinel. that the tripping of the n t # shell switch is influenced by a current, welcher vom Stromanstie <B>g</B> des Hauptstromes in Amp./Sek. abhäno.,i--o, ist. <B>UNTERANSPRUCH:</B> Schnellselia.Iter nach Patentanzzprueh, da durch -ehennzeiehnet, dass eine induktive L, mit dem Hauptstroni gekoppelte Wieklung, bei rasch anstei-endem Hauptstroni die Aus- en lösum, which of the current rise <B> g </B> of the main current in amp./sec. dependent., i - o, is. <B> SUBCLAIM: </B> Schnellselia.Iter after Patentanzzprueh, because it shows that an inductive L, coupled with the main string, the triggering solution with rapidly increasing main string, des Sehnellsehalters besehleunioi. el t' of the tendon holder besehannon. el t '
CH123402D 1926-12-20 1926-12-20 High-speed switch suitable for selective protection. CH123402A (en)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2755355A (en) * 1951-05-11 1956-07-17 Gen Electric High speed circuit breakers
DE1042723B (en) * 1954-01-30 1958-11-06 Siemens Ag Arrangement for the protection of direct current systems against reverse current
DE1069269B (en) * 1956-06-28 1959-11-19
DE1201469B (en) * 1956-03-12 1965-09-23 Licentia Gmbh Electric DC quick switch

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