Schutzeinrichtung in einer elektrischen Anlage, mit Speisung wenigstens eines Schutzstrom kreises mit Wechselstrom aus einem Zwischenstromwandler Es ist bekannt, in elektrischen Anlagen, besonders in Stromversorgungsanlagen und deren Teilen, wie Fernleitungen, Netzen, Elektrizitäts- und Unterwer ken, zur Speisung von Hilfsstromkreisen der Schutz einrichtungen Wechselstrom aus Stromwandlern zu verwenden.
Bei den ursprünglichen Konstruktionen dieser Einrichtungen wurden Relais mit einem stark bemessenen Kontakt benützt, welcher mit dem Kurz schlussstrom aus dem Hauptatromwandler belastet werden konnte und bei einer Störung durch seine Trennung .den Sekundärstrom des Hauptstromwand- lers und damit in den an die Klemmen des Wandlers angeschlossenen Hilfsstromkreisen unterbrach.
Diese Anordnung wird bis auf den heutigen Tag benützt und bei ungeerdetem Nullpunkt sind diese Einrichtungen oft so angeordnet, dass die Haupt stromwandler eine Achterschaltung besitzen (zwei Primärwicklungen in je einer Phase, zwei gegen einander ;geschaltete Sekundärwicklungen), .so dass ein einziger Kontakt genügt. Dies alles hat aber den Nachteil, dass der Steuerkontakt wirklich stark be messen sein muss, weil die kurzgeschlossenen Mess- stromwandler auch einen vielfachen Kurzschlussstrom getreulich übertragen.
Zur Betätigung eines derartigen Kontaktes ist ein stark bemessenes Relais notwendig, welches notwendigerweise ein schlechtes Haltever hältnis haben muss, damit eine grosse Kraft des Relaiselektromagneten erzielt wird.
Damit diese Nachteile beseitigt werden konnten, wurde zwischen den Hauptstromwandler und die Hilfsstromkreise eine Einrichtung, das heisst ein so genannter Zwischenstromwandler angeordnet, welcher manchesmal wie ein Summenwandler ausgeführt wor den war, das heisst dessen Primärwicklungen von einem Strom aus je einer andern Phase des Haupt- stromwandlers oder auch aus der Nulleitung durch- flossen wurde, also z.
B. von der Summe der Ströme aller drei Phasen. Bei dieser Art wurden in den einzelnen Phasen in einem Stromwandler im Wick lungssinn und auch in der Windungszahl verschiedene. Wicklungen benützt. Manchmal wurden auch mehrere Zwischenstromwandler verwendet.
Der Zwischen stromwandler hatte eine kleine überstromziffer und deshalb mussten die an in angeschlossenen Hilfsein- richtungen nicht für grosse Kurzschlussströme dimen sioniert sein.
Der Kontakt, welcher im normalen Zustand geschlossen ist, muss jedoch so stark dimen sioniert sein, dass er dem ganzen Kurzschlussstrom, welcher sowohl dem Übersetzungsverhältnis des Hauptstromwandlers als auch .des Zwischenstrom- wandlers während der Dauer, bevor das Relais zu wirken beginnt, entspricht, standhält. Dieser Kurz schlussstrom wurde getreulich übertragen, da der Zwischenstromwandler,
nur mit einer kleinen Impe danz belastet, kurzgeschlossen wurde und die Lyber- stromziffer des Zwischenstromwandlers sich erst bei seiner Überlastung durch eine um die Impedanz der Hilfsstromkreise vergrösserte Impedanz geltend machte.
Zwecks Beseitigung dieser unerwünschten Eigen schaft wurde der Zwischenstromwandler durch einen Zusatzwiderstand belastet, welcher jedoch dauernd erwärmt wurde und gewöhnlich ausserhalb des Relais kastens sein musste. Es wäre aber auch möglich, zu diesem Zweck eine Drosselspule zu benützen, welche eine weh grössere Entmagnetisierungswirkvng auf den Kern des Stromwandlers hätte, aber diese Lösung wäre weit kostspieliger.
Die Konstrukteure bemühten sich, alle diese Nachteile durch Anwendung eines sekundär offenen Zwischenatromwandlers zu beseitigen. In diesem Falle wurden keine grossen Anforderungen an den Kontakt des Ansprechrelais gestellt, weil durch diesen Kontakt nur die Hilfsstromkreise an die Sekundärwicklung des Transformators angeschlossen wurden.
Es entstand aber dadurch ein weiterer Nachteil, und zwar ein grosser Verbrauch bei normalem Stand, weil der offene Stromwandler eigentlich wie ein induktiver Shunt wirkt, welcher bei vollkommener Anpassung der Impedanzen beim Leerlauf einen vierfachen Ver brauch hat gegenüber dem der an sie angeschlossenen Hilfsstromkreise. Dies fährte zu einer grossen Bela stung des Hauptstromwandlers,
insbesondere wenn die Schutzeinrichtung für kleinere Ströme als Nenn ströme einstellbar sein sollte, z. B. bei manchen überstrom- und kleinen Distanz-Schutzeinrichtungen, wo der Verbrauch bedeutend ist, auch wenn nur die Hilfsstromkreise in der Schutzeinrichtung selbst ge speist werden und nicht der Elektromagnet des Lei stungsschalters.
Weiter sind überstrom-Schutzeinrichtungen be kannt, bei denen, die Hilfsstromkreise aus einem oder mehreren, bei normalem Betrieb geöffneten Strom wandlern gespeist werden, deren Primärwicklung vom Strom einer oder mehrerer Phasen aus dem Haupt stromwandler durchflossen werden.
Die vorliegende Erfindung bezweckt nun die Ver- einigung der Vorteile beider beschriebenen Arten, das heisst den kleinen Verbrauch des kurzgeschlos senen Zwischenstromwandlers und die kleine Bela stung des Kontaktes bei dem im Schutzfalle geöffneten Zwischenstromwandler.
Die erfindungsgemässe Schutzeinrichtung in einer elektrischen Anlage, mit Speisung wenigstens eines Schutzstromkreises mit Wechselstrom aus einem Zwi- schenstromwandle:r, dessen Sekundärwicklung mittels Kontakten, die von zum Schutz ansprechenden Ein richtungen betätigt werden, kurzgeschlossen ist, wobei beim Ansprechen jeder Einrichtung der zugehörige Kontakt geöffnet und damit ein parallel zur Sekundär wicklung liegendes Hilfsgerät an diese geschaltet wird, zeichnet sich dadurch aus,
dass der Zwischenstrom- wandler Mittel zur Vergrösserung der magnetischen Streuung aufweist.
Diese Zwischenstromwandler haben zweckmässig eine derartig vergrösserte Streuung, dass als Ansprech- einrichtungen der Schutzeinrichtungen solche mit einem guten Halteverhältnis und kleinem Verbrauch gewählt werden können.
Da die Sekundärwicklung des Zwischentransfor mators vermittels der Kontakte der Ansprecheinrich- tungen kurzgeschlossen ist, kann deren Belastungs- impedanz so gross sein, dass auch bei bedeutenden überströmen auf der Primärseite der Stromwandler so bald magnetisch gesättigt wird, dass dessen Sekun därstrom niemals allzuviel ansteigt,
so dass er durch einen feinen Kontakt eines präzisen Relais mit gutem Halteverhältnis gesteuert werden kann. Zwecks Er läuterung wird angeführt, dass die auf den Kontakt wirkende Kraft nicht nur durch den Verbrauch des Relais, sondern auch :durch dessen Halteverhältnis durch die Luftwege gegeben wird. Die erfindungsgemässe Einrichtung ist sehr billig. Die Vergrösserung der Streuung des Zwischenstrom wandlers ist nämlich immer billiger als ein Widerstand oder eine Drosselspule, welche zwischen die Sekun därwicklung und den die Hilfsstromkreise über brückenden Kontakt eingereiht sind.
Beispielsweise Ausführungsformen der erfindungs gemässen Einrichtung werden anhand der Zeichnung nachfolgend näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1, 2 und 3 mechanische Ausführungen der Einrichtung und Fig. 4 ein Schaltbild der Einrichtung. In Fig. 1 ist eine Anordnung, bei welcher ein aus kaltgewalzten Blechen gewundener Eisenkern 3 be- nützt wird, auf welchem die Primärwicklung 1 und die Sekundärwicklung 2 auf verschiedenen Kernsäulen angeordnet sind.
Die durch diese Anordnung entste hende Streuung genügt schon gewöhnlich zur Begren zung der Kurzschlusss:tröme. Ansonsten kann die Streuung noch durch einen magnetischen Shunt 4 vergrössert werden, welcher jedoch so grosse Luftspälte haben muss, dass er bei dem grössten in Betracht kom menden Kurzschlussstrom nicht gesättigt werden kann.
Ein weiteres Beispiel solch einer künstlich ver grösserten Streuung des Zwischenstromwandlers ist das Einlegen eines ferromagnetischen Bleches zwi schen Primär- und Sekundärwicklung gemäss Fig. 2, wo 1 die Primär- und 2 die Sekundärwicklung und 4 den magnetischen Shunt bedeuten. Eine derartig angeordnete Wicklung kann sowohl für eine Kerntype als auch für eine Manteltype des magnetischen Kreises des Stromwandlers benützt werden. Für den magne tischen Shunt gilt hier dasselbe wie für die Ausführung gemäss Fig. 1. Das eingelegte Blech darf freilich keine geschlossene Windung bilden.
In vielen Fällen kann bei ein und derselben An ordnung eine genügende Streuung des Zwischen stromwandlers durch die Anordnung gemäss Fig. 3 erzielt werden, wo durch Vergrösserung der Spalte 4 zwischen der Primärwicklung 1 und der Sekundär wicklung 2 eine genügend starke Schicht der Isolation aufgewickelt ist.
In der Fig. 4 ist eine überstrom-Schutzschaltung dargestellt, bei welcher jeder Teil der Primärwicklung 1 des Zwischenstromwandlers nur vom Strom einer Phase x, y, z aus dem Hauptstromwandler durch flossen wird, wobei diese Teile, was die Windungszahl als auch den Wicklungssinn anbelangt, verschieden sind, damit bei jedem, also auch bei symmetrischem Kurzschluss, die resultierende Anzahl der Ampere windungen aller Teile genügend ist.
Die Sekundär wicklung 2 wird mittels Kontakten<I>6</I> (ax, ay, az) der Relais 5 (Ax, Ay, <I>Az)</I> kurzgeschlossen gehalten. Beim überschreiten des eingestellten Wertes in irgendeinem Zweig oder auch in mehreren Zweigen kommen die Relais 5 zur Wirkung, so dass die Kontakte 6 öffnen und der Sekundärstrom der Wicklung 2 des Zwischen stromwandiers, welcher bisher über die Kontakte 6 floss, gezwungen wird, durch das Hilfsgerät 7 zu fliessen.