Steuer- und Rückmeldeeinrichtung für, elektrische Schalter Für die Rückmeldung der Schaltstellungen von Leistungs- oder Trennschaltern in einer Schaltanlage wurden u. a. bisher Meldeschalter verwendet, idie mit dem Hauptkontakt des Leistungs- oder Trenn schalters mechanisch gekuppelt waren. Für Schal ter mit elektrischem Antrieb war bisher jedem An triebsmotor eine besondere Ein- und Ausschaltvor richtung zugeordnet.
Um eine eindeutige Stellungs anzeige des Schalters zu erlangen, war es erforder lich, alle Meldeschalterkontakte so zu justieren, dass sie nur idann schalteten, wenn der Hauptkontakt des Schalters nahezu vollständig die Ein- oder Ausschalt stellung erreicht hatte.
Für Schalter mit pneumatischem Antrieb ist be reits ein Schaltfehlerschutzgerät bekannt, welches im wesentlichen aus einem Steuerkolben mit mecha nisch gekuppeltem Meldeschalter für die Schaltstel- lungsanzeige besteht. Die Steuerkolben mehrerer Schalter werden über einzelne Verteilerventile von einem gemeinsamen druckfest ausgeführten Haupt ventil geschaltet. Jeder Steuerkolben hat in seinem Zylinder drei definierte Schaltstellungen.
Er wird aus einer Endlage beim Freigeben des Hauptventils in die Mittellage gedrückt, dort mechanisch verriegelt und gibt dann die Zuleitungen zu denn Antriebszy- linder des zugehörigen Schalters frei. Erst nach Beendigung der Schaltbewegung erfolgt über eine vom Antriebszylinder des Schalters ausgehende Steuerleitung die Entriegelung und der Steuerkolben wird vom Steuerdruck in,
die andere Endlage ge- presst. Kontakte an einem mechanisch mit dem Steuerkolben gekuppelten Meldeschalter schliessen dann das Hauptventil.
Die Erfindung betrifft eine Steuer- und Rück meldeeinrichtung für elektrische Schalter, insbeson dere für solche mit elektrischem Antrieb, unter Ver- wendung eine jedem Schalter zugeordneten Melde- ,schalters mit drei Schaltstellungen.
Sie ist dadurch gekennzeichnet, dass den Antrieben einer Schalter gruppe ein gemeinsames Hauptschütz vorgeschaltet ist, dass die Zuleitungen zu jedem Schalterantrieb über in der mittleren Schaltstellung geschlossene Meldesch-alterkontakte geführt sind,
dass der Melde schalter eine Rückstellfeder zum Schalten in die mittlere Schaltstellung und Verstellorgane zum Schal ten in die Endstellungen aufweist und dass jedes Verstellorgan in Schaltabhängigkeit von der Stel lung eines Hilfskontaktes des Schalters und von der Stellung eines Betätigungsschalters für den Schalter- antrieb steht, während das Hauptschütz über je weils einen Arbeitskontakt jedes Betätigungsschal ters und einen dazu in Reihe liegenden,
in der Mittelstellung des zugehörigen Meldeschalters ge schlossenen Meldeschalterkontakt mit einer Speise- spannungsquellle verbunden ist.
Die .erfindungsgemässe Steuer- und Rückmelde- eünrichtung ermöglicht, mit einem Minimum an Ju- @stierungsarbeit für die Hilfskontakte des Schalters auszukommen, da nur noch eineinziger Umschalt kontakt erforderlich ist, und gibt - besonders für Schalter mit elektrischem Antrieb - eine wesent liche Ersparnis dadurch, dass für eine ganze Schal tergruppe (z. B. alle Schaltereines Abzweiges) nur ein gemeinsames Hauptschütz für alle Schalteran triebe benötigt wird.
Ein weiterer Vorteil der neuen Steuer- und Rück meldeeinrichtung besteht idarin, dass sie im Gegen satz zu dem pneumatischen Schaltfehlerschutz nicht an einen bestimmten Schalterantrieb gebunden ist.
Zwar hat der verwendete Meldeschalter :ebenfalls drei Schaltstellungen und ist mechanisch nicht mit dem Hauptkontakt des zugehörigen Schalters verbun den, jedoch weist der Meldeschalterantrieb keine Verriegelung in der Mittelstellung auf und ist auch nicht von dem gemeinsamen Schaltorgan (Hauptven til) abhängig, sondern wird im Gegensatz dazu nur von Hilfskontakten des Schalters und Kontakten der zugeordneten Betätigungsorgane für den Schalter gesteuert.
Dies ergibt gegenüber dem Bekannten den entscheidenden Vorteil, dass auch bei einer Schal terbetätigung von Hand die Meldeschalterstellung immer der Stellung des Hauptkontaktes des zuge ordneten Leistungs- oder Trennschalters entspricht. Ausserdem nimmt der Meldeschalter bei einer Stö rung im Steuer- oder Rückmeldekreis immer eine Störstellung ein unabhängig von der jeweiligen Schal terstellung.
Bei Verwendung von in ider Endstellung verriegelbaren Meldeschaltern hat man trotz der Schaltabhängigkeit des Meldeschalters von Hilfskon- takten des Schalters auch bei vollständigem oder teil weisem Ausfall der Hilfsspannungen immer die rich tige Stellungsanzeige.
Ausführungsbeispiele werden anhand der Zeich nungen erläutert.
Fig. 1 zeigt die Schaltung für einen Schalter mit zugehörigem Meldeschalter.
Fig.2 gibt ;eine Anordnung wieder, die eine Verminderung der erforderlichen Gleichstromleistung für den Meldeschalter mit sich bringt.
Fig. 3 zeigt eine Schaltung ;mit einer mechani schen Verriegelung des Meldeschalters und Fig. 4 die Verriegelung mit einem Dauermagne ten.
In Fig. 1 ist die Schaltung für einen Schalter mit zugehörigem Meldeschalter dargestellt. Der Lei- stungs- oder Trennschalter besteht aus einem Haupt kontakt 1, einem in der Aus -Stellung des Schalters .geschlossenen Hilfskontakt 2 und einem in der Ein -Stellung des Schalters geschlossenen Hilfskontakt 3 Sowie einem Antriebsmotor 4.
Diesem Schalter ist der Meldeschalter 5 zugeordnet, dessen Antrieb aus einem Drehmagneten 6 besteht, Ader seinerseits mit den als Verstell, zum Schalttn in die Endstel- lung dienenden Wicklungen 7 und 8 und der Rück stellfeder 9 zum Schalten in die Mittellage versehen ist. Vom Meldeschalter sind drei Umschaltkontakte 10, 11 und 12 ,und zwei Steuerkontakte 13 und 14 dargestellt.
Ausserdem ist dem Schalter ein Betäti gungsschalter E zum Einschalten und ein Betäti- gungsschalter A zum Ausschalten zugeordnet. Für ;den Betätigungsschalter E ist das Hilfsrelais <I>EH,</I> für den Betätigungsschalter<I>A</I> das Hilfsrelais <I>AH</I> vor gesehen.
Während die bisher beschriebenen Teile für jeden Schalter einer Schaltergruppe gesondert vorhanden sind, haben .- beim Vorhandensein von mehreren Schaltern, die zu einer Gruppe zusammengefasst sind - alle Schalter einer Gruppe eine gemeinsame Sperr kette SK und ein Hauptschütz HS zum Schalten der Antriebsleistung. In der Sperrkette SK sind ausser Kontakten zur Doppelbetätigungssperre die ;einander parallel geschalteten Steuerkontakte 13 und/oder 14 aller zu der Schaltergruppe gehörenden Schalter ange ordnet.
Ausserdem sind Aden Wicklungen aller Ein- schalt- und Auss!chalthilfsrelais nicht darges;telle Ver- riegelungskontakte in Reihe geschaltet, die eine Fehl betätigung jedes Schalters verhindern. Diese Kontakte können zumindest teilweise auch innerhalb der Sperr kette SK angeordnet sein.
Die Schaltung ist folgendermassen aufgebaut: Die Wicklung des Hauptschützes HS ist einerseits an den negativen Pol Ni :einer Steuerspannungsquelle geschaltet und anderseits über die Sperrkette SK und über je einen Arbeitskontakt der Hilfsrelais <I>EH</I> und<I>AH</I> und den zugehörigen Betätigungsschal- tern. E und A an den positiven Pol P1 geschaltet.
Die Wicklungen der Hilfsrelais<I>EH</I> und<I>AH</I> sind an die gleiche Steuer .spannungsquelle ebenfalls über einen Kontakt des zugehörigen Betätigungsschalters geschaltet.
Der Antriebsmotor 4 des Schalters hat drei Zu leitungen, ;deren mittlere über den Umschaltkontakt 11 mit beidseitig verlängertem mittlerem Kontakt stück und über einen Arbeitskontakt des Hauptschüt- zes an den negativen Pol N2 der Speisespannungs- quelle für den Schalterantrieb geschaltet ist, deren zweite Leitung für ;
die Einschaltdrehrichtung des Antriebsmotors 4 über den Umschaltkontakt 12 des Meldeschalters geführt ist, dessen mittleres Kontakt stück in Richtung zur Einschaltstellung des Melde schalters verlängert ist und anschliessend über einen Arbeitskontakt des Hilfsrelais<I>EH</I> zum Einschalten und einen zweiten Arbeitskontakt des Hauptschüt zes HS mit dem positiven Pol P2 der Speisespan nungsquelle für den Schalterantrieb verbunden ist.
Die dritte Zuleitung des Antriebsmotors 4 ist für die Ausschaltdrehrichtung vorgesehen und über den Umschaltkontakt 10 und einen Arbeitskontakt des Hilfsrelais <I>AH</I> für die Ausschaltung und dien mit dem Pol P2 verbundenen Arbeitskontakt des Haupt schützes HS geführt. Das mittlere Kontaktstück des Umschaltkontaktes 10 ist :dabei in Richtung der Ausschaltstellung verlängert.
Die Wicklungen 7 und 8 des Drehmagneten 6 sind über jeweils einen Ruhekontakt der Hilfsrelais <I>EH</I> und<I>AH</I> und je einen der in der Ein- oder Au@Gchaltstellung des. Schaltiers geschlossenen Hilfs kontakte 2 oder 3 an ;die Steuerspannungsquelle mit den Polen P1 und Ni angeschlossen.
Die Wirkungsweise dieser Schaltungsanordnung ist folgende: Zum Einschalten des Hauptkontaktes 1 wird der Betätigungsschalter E geschlossen. Das Hilfsre lais<I>EH</I> zieht an und trennt mit seinem Ruhekontakt den Stromkreis für die Wicklung 7 des Drehmagne ten.
Dieser wird durch die Rückstellfeder 9 in die Mittellage gezogen. Die in die Sperrkette <I>SK</I> einge schalteten Steuerkontakte 13 und 14 des Melde schalters schliessen und erregen die Wicklung des Hauptschützes HS über einen Arbeitskontakt des Hilfsrelais<I>EH,</I> wenn alle übrigen Verriegelungs- und Sperrkettenkontakte geschlossen sind.
über den zwei ten nunmehr geschlossenen Arbeitskontakt dieses Hilfsrelais <I>EH</I> und über die ebenfalls geschlossenen Umschaltkontakte 11 und 12 .des Meldeschalters gelangt Spannung an den Antriebsmotor 4, und der Einschaltvorgang ist eingeleitet.
Während des Schaltvorganges bleibt .der Melde schalter in seiner Mittelstellung (Störstellung). Wenn der Hauptkontakt 1 geschlossen ist, schliesst auch der Hilfskontakt 3 und legt über .einen Ruhekontakt des Hilfsrelais<I>AH</I> ;die Wicklung 8 des Drehmagne ten an Spannung.
Die Meldeschalterkontakte schalten in ihre zweite Endlage, und die verlängerten mittle ren Kontaktstücke der Umschaltkontakte 11 und 12 des Meldeschalters bewirken, dass diese Kontakte erst geöffnet werden, wenn - bedingt durch die Öffnung der Steuerkontakte 13 und 14 des Melde schalters - das Hauptschütz HS wieder abgefallen ist. Die verlängerten Kontaktstücke bewirken also, dass in jedem Fall die Leistung von dem Haupt schütz geschaltet wird.
Der Ausschaltvorgang verläuft entsprechend. In diesem Fall! wird der Stromkrei@i der Wicklung 8 aufgetrennt und der Antriebsmotor über die Um schaltkontakte 10 und 11 an Spannung gelegt. Wie derum veranlassen .die Steuerkontakte 13 und 14 in der Sperrkette SK den Abfall des Hauptschützes nach Beendigung der Schalthandlung.
Schaltet man den Hauptkontakt 1 des Schalters an Ort und Stelle von Hand ein, @so wird der Strom kreis der Wicklung 7 über :den Hilfskontakt 2 auf getrennt und nach beendigter Schalthandlung der Stromkreis für die Wicklung 8 durch den Hilfs kontakt 3 wieder geschlossen. Auch in diesem Fall stimmt die Schaltstellung des Meldeschalters immer mit derjenigen das Hauptkontaktes 1 überein.
Der Meldeschalter wird bei der beschriebenen Ausführungsform in seinen Endstellungen durch die vom Strom durchflossenen Wicklungen 7 oder 8 ge halten. Diese Anordnung erfordert bei vielen Schal tern schon eine erhebliche, dauernd benötigte Gleich stromleistung. Diesen Leistungsbedarf kann man ver mindern, wenn man z. B. - wie in Fig. 2 dargestellt in Reihe zu den Wicklungen 7 bzw. 8 einen Wider stand legt, dem ein Umschaltkontakt 16 des Melde schalters parallel geschaltet ist.
Wenn das Mittel stellungskontaktstück dieses Umschaltkontaktes 16 beidseitig verlängert ist, iso wird - ausser in den End- stellungen des Meldeschalters - der Widerstand 15 überbrückt, so d'ass während des Schalters des Melde schalters die volle Gleichspannung zur Verfügung steht.
Während die Anordnung nach Fig.2 nur eine Verminderung der erforderlichen Gleichstromleistung für den Meldeschalter mit sich bringt, ist in Fig. 3 eine Schaltung mit einer mechanischen Verriegelung des Meldeschalters .in .den Endstellungen dargestellt. In Fig. 3 sind zur besseren Übersichtlichkeit die in Fig. 1 gezeichneten Zuleitungen für den Antrieb, das Hauptschütz und die Sperrkette sowie die dort gezeichneten Kontakte des Meldeschalters weggelas sen.
Der Drehmagnet 6 trägt an seinen Enden je weils eine mechanische Verriegelungsanordnung 17 und 18, welche den Drehmagneten in der einen oder anderen Endstellung hält, bis durch Ansprechen eines der angeschlossenen Magnetsysteme 19 oder 20 die Verriegelung aufgehoben wird.
Ein. weiterer Unter schied zu der Schaltung nach Fig. 1 besteht darin, dass die Verbindungsleitungen zwischen den Hilfs- kontakten 2 und 3 des Schalters mit den nachge schalteten Ruhekontakten der Hilfsrelais<I>EH</I> und <I>AH</I> noch über Umschaltkontakte 21 und 22 des Meldeschalters geführt .sind. Dabei ist der Umschalt kontakt 21 dem in der Aus -Stellung des Schalters geschlossenen Hilfskontakt 2 nachgeschaltet und so
ausgebildet, dass nur in der der Aus -Stellung des Schalters entsprechenden Schaltstellung des Melde schalters der Umschaltkontakt 21 geöffnet ist. In gleicher Weise liegt der Umschaltkontakt 22 in Reihe zu dem Hilfskontakt 3 und ist in der entgegengesetz ten Meldeschalterstellung geöffnet.
Als Entriegelungsvorrichtungen für die mechani schen Verriegelungsanordnungen .des Meldeschalters sind Magnetsysteme 19 und 20 mit je einer Wick lung vorgesehen. Ein Wicklungsende des Magnet systems 19 ist .an :den negativen Pol Ni angeschlos sen, während der zweite Wicklungsanschluss einer seits über eine Sperrdiode 23 und den Betätigungs schalter E an den positiven Pol P1 der Steuer spannungsquelle geschaltet ist und anderseits über eine Sperrdiode 24 mit dem Umschaltkontakt 22 .des Meldeschalters verbunden ist.
In gleicher Weise ist das Magnetsystem 20 ebenfalls an den negati ven Pol Ni der Steuerspannungsquelle und über eine Sperrdiode 25 und den Betätigungsschalter A an den positiven Pol P1 oder über die Sperrdiode 26 an den Umschaltkontakt 21 des Meldeschalters angeschlossen. Die nicht beschriebenen Schaltungs- teile in Fig. 3 sind wie in Fig. 1 geschaltet und be zeichnet.
In der gezeichneten Schaltstellung ist der Melde schalter in der Aus -Stellung durch die Verriege- lungsanordnung 17 festgehalten. Die Wicklung 7 führt keinen Strom, da der Umschaltkontakt 21 geöffnet ist. Zum Einschalten .des Hauptkontaktes 1 des Schalters wird wieder der Betätigungsschalter E geschlossen. Über die Sperrdiode 23 wird die Wick lung des Magnetsystems 19 an Spannung gelegt, entriegelt die mechanische Verriegelungsanordnung 17, und der Meldeschalter wird durch die Rück stellfeder 9 in seine Mittellage geführt. Dabei schliesst der Umschaltkontakt 21.
Durch die Wicklung 7 fliesst jedoch kein Strom, da gleichzeitig mit dem Schliessen des Betätigungsschalters E das nachge schaltete Hilfsrelais<I>EH</I> angesprochen und seinen Ruhekontakt geöffnet hat. Wie zu der Anordnung nach Fig. 1 beschrieben, wird nun .der Einschalt vorgang für den Schalter eingeleitet.
Nach dem Einschalten schliesst der Hilfskon takt 3 und legt über d'en noch geschlossenen Umschaltkontakt 22 des Meldeschalters und einen Ruhekontakt des Hilfsrelais <I>AH</I> die Wicklung 8 an Spannung. Der Meldeschalter schaltet in die ent- gegengesetzte Endlage und wird dort durch die Ver- riegelungsanordnung 18 gehalten.
Der Stromkreis für -die Wicklung 8 ist in @dieser Stellung durch den Umschaltkontakt 22 unterbrochen, so dass kein Gleichstrom mehr fliesst.
Würde z. B. im Falle einer Störung der Hilfs- kontakt 2 nicht geöffnet haben, so bliebe das Ma gnetsystem 20 angezogen, und der Meldeschalter würde nicht verriegelt.
In ähnlicher Weise würde bei weiter geöffnetem Hilfskontakt 3 die Wicklung 8 nicht .anziehen und so der Meldeschalter ebenfalls in Störstellung verbleiben. Auch für den Fall, dass der Schalter von Hand eingeschaltet wird, bleibt die tichtige Stellungsanzeige des Meldeschalters erhal ten, da der Meldeschalter in der Aus -Stellung stehen bleibt,
bis der Hilfskontakt 3 schliesst. Über den Umschaltkontakt 22 des Meldeschalters gelangt dann Spannung an das Magnetsystem 19 und be wirkt .die Entriegelung der Verriegelungsanordnung 17.
Gleichzeitig wird die Wicklung 8 erregt, und der Meldeschalter schaltet in seine entgegengesetzte End- lage. Die Sperrdioden 23 und 25 verhindern das Ansprechen des jeweils nicht betätigten Hilfsrelais <I>EH</I> oder<I>AH</I> über einen der Umschaltkontakte .21 oder 22, und die Sperrdioden 24 und 26 gewährlei- sten, dass die Betätigungsschalter E und A keine Erregung der Wicklungen 7 oder 8 einleiten können.
Diese Sperrdioden können durch entsprechende Kon- takte der Hilfsrelais,<I>EH</I> und<I>AH</I> ersetzt werden. Sie sind ausserdem dann. überflüssig, wenn. die Magnet systeme 19 und 20 jeweils, mit zwei Wicklungen aus gerüstet werden.
Anstatt einer mechanischen Verriegelung lässt sich diese auch - wie in Fig. 4 :dargestellt - durch einen Dauermagneten 27 .erreichen. Dieser ist mit einer Wicklung 28 versehen, welche in diesem Fall als Entriegelungsvorrichtung bei durchfliessendem Strom einen dem Dauermagneten 27 entgegenge- richteten Fluss erzeugt und so die Verriegelung auf heben kann.
Die Verriegelungsbedingungen der Schalter unter- einander können in. bekannter Weise durch Ein fügen entsprechender Kontakte zwischen die Betäti gungsrelais E und A und idie nachgeschalteten Hlfs- reIais <I>EH</I> und;
<I>AH</I> erfüllt) werden. Anstatt der Paral- lelschaltung aller Steuerkontakte 13 und 14 in der Sperrkette SK ist es .genau so gut möglich, diese Steuerkontakte jeweils in Reihe zu dem @entsprechen- iden Arbeitskontakt der Hilfsrelais <I>EH</I> und<I>AH</I> zu schalten.
Vorteilhafterweise fasst man jeweils .die Schalter eines Abzweiges zu einer Schaltergruppe zusammen. Auch für Schalter mit nicht ;elektrischem Antrieb ist die erfindungsgemässe Anordnung anzu wenden. In diesem Fall würde man über die Um schaltkontakte 10, 11 und 12 nicht unmittelbar den Antriebsmotor, sondern Steuerglieder für den betref fenden Antrieb sehalten.