CH623173A5

CH623173A5 -

Info

Publication number: CH623173A5
Application number: CH1291777A
Authority: CH
Inventors: Charles Hoff Titus
Original assignee: Gen Electric
Priority date: 1976-11-01
Filing date: 1977-10-24
Publication date: 1981-05-15
Also published as: SE7712338L; JPS5378078A; FR2369714B1; ES463586A1; BR7707246A; US4096366A; SE413212B; GB1590639A; DE2748354A1; IT1087806B; FR2369714A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Erfassen eines Vakuumverlustes in einem dreiphasigen Vakuum-Wechselstrom-Leistungsschalter, der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art, die sehr einfach sowie preiswert ist und die betriebsmässig in starkem Ausmass auf Komponenten beruht, die bereits in einer typischen Schaltvorrichtung vorhanden sind, welche für einen Leistungsschalter des Typs vorgesehen ist, wie er als Schutz für dreiphasige Wechselstrom-Leistungsverteilungssysteme für mittlere Spannungen benutzt wird. Eine solche Schaltvorrichtung wird gewöhnlich als Metallkapselung-Schaltvorrichtung für mittlere Spannungen (medium voltage metal-clad switchgear) bezeichnet. Die Angabe «mittlere Spannung» bezeichnet einen Spannungsbereich zwischen 2,4 und 38 kV.

Eine typische Schaltvorrichtung der obigen Art enthält Überstrom-Erfassungsmittel mit drei Stromwandler-Sekundärwicklungen, jeweils eine für jede Phase, die parallel zueinander an einen Kurzschlussleiter angeschlossen ist In jedem der parallelgeschalteten Zweige dieser Überstromerfassungsschal-tung und in Reihe mit der zugeordneten Stromwandler-Sekundärwicklung befindet sich ein Eingangskreis bzw. eine Eingangsschaltung eines Überstromrelais. Die Stromwandler-Sekundärwicklung für jede Phase liefert an das zugeordnete Überstromrelais einen Strom, der im wesentlichen proportional zu dem primären Strom durch den zugeordneten Phasenleiter ist. Dieser sekundäre Strom fliesst durch die Serienkombination der Stromwandler-Sekundärwicklung, des Eingangskreises des zugeordneten Überstromrelais und des Kurzschlussleiters. Wenn der Phasenstrom einen vorbestimmten Wert übersteigt, spricht das zugeordnete Überstromrelais auf den sich dann ergebenden vergrösserten Sekundärstrom an, um ein Auslösen des Leistungsschalters einzuleiten.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer solchen Einrichtung der genannten Art, die ein Erfassen eines Vakuumverlustes in einem dreiphasigen Vak-kum-Schalter in zweckmässiger Weise ermöglicht. Die Aufgabe wird durch die im unabhängigen Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.

Diese Vakuumverlust-Erfassungseinrichtung für einen Vakuum-Leistungsschalter benutzt eine Eingangsinformation, die von den Stromwandlern der Überstromerfassungseinrich-tung abgeleitet wird, welche in typischer Weise in Schaltvorrichtungen für mittlere Spannungen vorgesehen ist. In dieser Überstromerfassungseinrichtung sind die Stromwandler-Sekundärwicklungen für die entsprechenden Phasen der Schaltvorrichtung zueinander parallelgeschaltet und an einen Kurzschlussleiter angeschlossen. In Reihe mit jeder Sekundärwicklung befindet sich die Arbeitsspule eines Überstromrelais. In dem Kurzschlussleiter befindet sich ein Schalter, der im Schliesszustand des Vakuum-Leistungsschalters geschlossen und im Öffnungszustand desselben geöffnet ist. Die Gleichrichtermittel sind an den Schalter angeschlossen, um eine Gleichspannung zu entwickeln, wenn der Schalter geöffnet und

2

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3 623173

ein oder mehrere der Sekundärwicklungen erregt sind. Von die- zugeordnete Überstromrelais betätigt wird, schliesst es den für ser Gleichspannung zu erregende Zeitverzögerungs-Relaismit- die Auslösung zuständigen Stromkreis in der Auslösungsschal-tel können arbeiten, wenn die daran anstehende Spannung tung 50, wobei das Solenoid 25 den Leistungsschalter auslöst,

einen vorbestimmten Pegel über eine vorbestimmte minimale Das in dieser detaillierten Beschreibung bevorzugter Aus-

Zeitperiode nach dem öffnen des Schalters übersteigt. Wenn 5 führungsformen soweit beschriebene Überstrom-Erfassungs-die Relaismittel arbeiten, wird hierdurch angezeigt, dass in mittel 30 ist allgemein herkömmlich. Ein Hauptziel der vorlie-

einem der Vakuumunterbrecher des Vakuum-Leistungsschal- genden Erfindung besteht darin, die Stromwandler eines sol-ters ein Vakuumverlust vorliegt. chen Überstrom-Erfassungsmittels zu benutzen, um einen

Die Erfindung wird nachfolgend an zeichnerisch dargestell- Vakuumverlust in irgendeinem der drei Vakuum-Schalter 15,16 ten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen: 10 oder 17 zu erfassen, und zwar ohne Störung der Fähigkeit der

Fig. 1 in einer schematischen Darstellung eine Schaltvor- Überstromerfassungsschaltung, in der üblichen Weise auf richtung mit einem Vakuum-Leistungsschalter und einer Vaku- Überströme anzusprechen.

umverlust-Erfassungseinrichtung für den Leistungsschalter Dieses Ziel wird zum einen durch Ausbilden eines Satzes gemäss einer Ausführungsform der Erfindung und von «a»-Schaltkontakten 60 in dem Kurzschlussleiter 35 und

Fig. 2 in einer schematischen Darstellung eine Vakuumver- 15 zum anderen durch Anschliessen eines Gleichrichters 62 und lust-Erfassungseinrichtung gemäss einer anderen Ausführungs- eines Zeitverzögerungs-Relaismittels 64, das nachfolgend teilform der Erfindung. weise als Vakuumverlust-Relaismittel bezeichnet wird, an die

In Fig. 1 sind drei Phasenleiter 11,12 und 13 dargestellt. Der <<a»-Schaltkontakte 60 erreicht.

durch diese Leiter fliessende Strom wird durch einen dreiphasi- Der «a»-Schalter (61 ) ist ein solcher Schalter, der im gen Leistungsschalter 14 mit drei Schaltkammern 15,16 und 17 20 Schliesszustand des Leistungsschalters geschlossen und im Öff-gesteuert. Jede Schaltkammer ist eine solche vom herkömmli- nungszustand des Leistungsschalters geöffnet ist. Gemäss der chen Vakuumtyp, wie er beispielsweise in dem US-Patent schematischen Darstellung aus Fig. 1 ist zum Betätigen des

3 441 698 offenbart ist. Da die Einzelheiten des Vakuum-Schal- «a»-Schalters an dem Leistungsschalter-Betätigungselement 20 ters keinen Bestandteil der vorliegenden Erfindung bilden, sind eine Nocke bzw. Steuerkurve 65 vorgesehen. Wenn der Lei-sie nicht in Fig. 1 dargestellt. 25 stungsschalter öffnet, sorgt die Nocke 65 für ein sofortiges

Die beweglichen Kontakte der drei Vakuum-Schalter sind Niederdrücken des Stössels des «a»-Schalters, wodurch die mittels eines isolierenden Betätigungselements 20 mechanisch Kontakte 60 geöffnet werden. Der «a»-Schalter enthält ferner miteinander gekoppelt. Auf dieses Betätigungselement wirkt einen anderen Satz von normalerweise geschlossenen Kontak-eine Öffnungsfeder 22 ein, um die beweglichen Kontakte der ten 66, die beim öffnen des Leistungsschalters ebenfalls geöff-drei Schalter aus ihrer dargestellten Schliessposition in eine 30 net werden. Diese zusätzlichen Kontakte, die in die Auslösungs-Öffnungsposition vorzuspannen, in der die Kontakte eines Schaltung 50 eingeschaltet sind, dienen dazu, das Auslösesole-

jeden Schalters vollständig getrennt sind. noid 25 zu schützen und ein fortgesetztes Erregen desselben

Die beweglichen Kontakte sind gemäss der Darstellung in nach dem Öffnen des Leistungsschalters zu vermeiden.

ihrer Schliessposition durch herkömmliche Verriegelungsmit- Der Gleichrichter 62 ist eine herkömmliche Doppelweg-

tel 24 verrastet, die durch ein Öffnungssolenoid 25 betätigt wer- 35 gleichrichterbrücke, deren Wechselstromanschlüsse 68 sowie den können. Wenn das Solenoid 25 erregt wird, arbeitet es in 69 an die Kontakte 60 des «a»-Schalters und dessen Gleichstrom-der Weise, dass es die Verriegelung aufhebt und sich den Lei- anschlüsse 70 sowie 71 an das Zeitverzögerungs-Relaismittel stungsschalter unter dem Einfluss der Öffnungsfeder 22 öffnen 64 angeschlossen sind. Dieses weist bei der dargestellten Aus-lässt. führungsform ein empfindliches Relais 73 vom Telefontyp,

Die Schaltvorrichtung, in der der Leistungsschalter 14 40 einen Widerstand 74 und einen Kondensator 75 in Reihe zum angeordnet ist, enthält Überstrom-Erfassungsmittel 30, die den Widerstand 74 auf. Die Arbeitsspule 76 des Relais liegt in Reihe Schalter in Abhängigkeit von einem Überstrom irgendeiner zum Widerstand 74 und parallel zum Kondensator 75. Der letz-der drei Phasen 11,12 oder 13 zum öffnen veranlassen. Diese tere wird durch die niederohmige Arbeitsspule 76 des Relais Überstrom-Erfassungsmittel weisen drei Stromwandler-Sekun- normalerweise entladen gehalten. Ein Nebenschlusspfad 77 ist därwicklungen 31,32 und 33 auf, und zwar jeweils eine für jede 45 an die Gleichstromanschlüsse des Gleichrichters 62 ange-Phase. Diese drei Stromwandler-Sekundärwicklungen sind in schlössen und enthält bezüglich ihres Widerstandes nichtli-bezug aufeinander parallelgeschaltet und an einen Kurzschluss- neare Leitungsmittel in Form einér Vielzahl von Dioden 78, die leiter 35 angeschlossen. Dieser liegt in Reihe mit den drei parai- in dem Nebenschlusspfad in Reihe geschaltet sind, lelgeschalteten Zweigen, welche die Stromwandler-Sekundär- Wenn an den Gleichstromanschlüssen 70 und 71 des

Wicklungen enthalten. Es sind drei Überstromrelais 41,42 und 50 Gleichrichters 62 eine Spannung angelegt bzw. erzeugt wird, 43 vorgesehen, deren entsprechende Arbeitsspulen 45,46 und erfolgt ein Aufladen des Kondensators 75 mit einer durch die 47 in den drei parallelen Zweigen in Reihe zu den zugeordneten RC-Zeitkonstante der Schaltung 74,77,75 bestimmten Sekundärwicklungen geschaltet sind. Geschwindigkeit. Wenn am Kondensator 75 eine vorbe-

Jedes der Überstromrelais hat einen Satz von normaler- stimmte Spannung erreicht ist, erfolgen ein Ansprechen des weise offenen Kontakten, die in einer Auslösungsschaltung 50 55 Relais 73 und hierdurch ein Schliessen seiner normalerweise in Reihe zu dem Auslösesolenoid 25 liegen. Diese mit den Hin- offenen Kontakte 80 und 81. Ein solcher Betrieb des Relais 73 weiszahlen 51,52 und 53 bezeichneten Kontakte sind in der wird dazu benutzt, um einen Vakuumverlust in einem Vakuum-Auslösungsschaltung 50 in bezug aufeinander parallelgeschal- Schalter anzuzeigen, wie es noch erläutert wird.

tet. Wenn der Strom durch jeden Phasenleiter unter einem vor- Solange der Leistungsschalter 14 gemäss der Darstellung bestimmten Wert liegt, ist der Sekundärstrom in jedem der par- 60 geschlossen ist, sind die «a»-Schaltkontakte 60 geschlossen und allelgeschalteten Zweige unzureichend, um das zugeordnete der Kurzschlussleiter 35 vollständig bzw. ununterbrochen. In Überstromrelais zu betätigen. Wenn aber der Strom in irgend- diesem Zustand wird den Wechselstromanschlüssen des Brük-einer Phase einen vorbestimmten Minimumwert übersteigt, kengleichrichters 62 keine Spannung zugeführt, und das Überentwickelt der zugeordnete Stromwandler in seinem zugeord- stromerfassungsmittel 30 ist tatsächlich von dem Zeitverzöge-neten Zweig einen ausreichenden Sekundärstrom zum Betäti- 65 rungs-Relaismittel 64 elektrisch getrennt. Diese aufrechterhal-gen des zugeordneten Überstromrelais. Dieser Sekundärstrom tene elektrische Trennung erlaubt es, dass das Überstrom-folgt einem Pfad durch den zugeordneten Zweig und durch den Erfassungsmittel 30 in seiner normalen Weise arbeitet, um ein hieran angeschlossenen Kurzschlussleiter 35. Wenn somit das Ansprechen des Leistungsschalters in Abhängigkeit von einem

623173

Überstrom einzuleiten, und zwar ohne Beeinflussung des Zeit-verzögerungs-Relaismittels 64 oder einer hierdurch erfolgenden Beeinflussung. Nur wenn der Leistungsschalter 14 geöffnet wird, erfolgt ein Wegfallen der Trennung zwischen diesen zwei Schaltungen (30 und 64) durch öffnen der «a»-Schaltkontakte 60.

Unter normalen Schaltbedingungen ist der zwischen den Kontakten auftretende Lichtbogen gelöscht und der Unterbrechungsvorgang beendet, wenn ein Vakuum-Schalter seine vollständig offene Position erreicht hat. Gelegentlich erfolgt in einem normal arbeitenden Vakuum-Schalter ein Andauern des Lichtbogens über einige Halbperioden nach einer vollständigen Kontakttrennung, um dann beendet zu werden. Wenn die Lichtbogenbildung länger als eine vorbestimmte Minimumperiode von beispielsweise drei Perioden nach einer vollständigen Kontakttrennung nachwirkt, wird hierdurch ein Fehler des Vakuum-Schalters angezeigt, wie er aufgrund eines Vakuum-verlusts auftreten könnte. Bei der Ausführungsform aus Fig. 1 spricht das Vakuumverlust-Relais 73 auf einen solchen Zustand an, indem es dann seine Kontakte 80 schliesst und einen Notschutz-Leistungsschalter auslöst, der den Strom durch den fehlerhaften Vakuum-Schalter unterbricht. Der nicht dargestellte Notschutz-Leistungsschalter ist an der Versorgungsseite des Leistungsschalters 14 in die Versorgungsschaltung bzw. die Phasenleiter 11,12,13 eingeschaltet und hat einen Auslösungskreis 79, der durch Schliessen der Kontakte 80 des Relais 73 geschlossen wird.

Um einen falschen Betrieb des Relais 74 in Abhängigkeit von einem kurzzeitigen Stromfluss durch einen Vakuum-Schalter nach einem vollständigen Öffnen des Leistungsschalters zu vermeiden, wird von den Zeitverzögerungscharakteristiken des Relais 64 und vom Nebenschlusspfad 77 Gebrauch gemacht. Wenn ein Stromfluss durch einen Vakuum-Schalter 15,16 oder 17 auftritt, nachdem die «a»-Schaltkontakte 60 (in Abhängigkeit von dem Öffnungsvorgang des Leistungsschalters) geöffnet wurden, wird an den Gleichstromanschlüssen 70, 71 der Gleichrichterbrücke 62 schnell eine Spannung erzeugt. Diese Spannung wird durch den Durchlassrichtung-Spannungsabfall der in Reihe geschalteten Dioden 78 in dem Nebenschlusspfad 77 begrenzt und beginnt den Kondensator 75 zu laden. Wenn jedoch der Stromfluss durch die Vakuum-Schalter 15,16 und 17 beendet wird, bevor am Kondensator die vorbestimmte Ansprechspannung des Relais 73 erreicht ist, verbleibt das Relais inaktiv. Nach einer solchen Beendigung des Stromflusses durch die Vakuum-Schalter fällt die Spannung an den Wechselstromanschlüssen 68,69 der Gleichrichterbrücke schnell auf Null, wonach sich der Kondensator 75 über die Arbeitsspule 76 des Relais 73 entlädt, ohne dass ein ausreichender Strom zum Betätigen des Relais 73 auftritt.

Es sei nunmehr der Fall betrachtet, bei dem sich der Leistungsschalter in seiner geöffneten Position befindet und bei dem ein Leckstrom infolge eines Vakuumverlusts durch einen der Vakuum-Schalter zu fliessen beginnt. Dieser Leckstrom wird von dem zugeordneten Stromwandler erfasst. Wenn der Leckstrom einen vorbestimmten Minimumwert übersteigt, beispielsweise einen Wert, der in der Stromwandler-Sekundär-wicklung zu einem Strom von 1 % oder mehr des sekundären Nennstroms führt, dann wird den Gleichstromanschlüssen der Gleichrichterbrücke 62 eine zum Betätigen des Vakuumverlust-Relais 73 ausreichende Spannung entwickelt.

Das Zeitverzögerungs-Relaismittel 64 kann so eingestellt werden, dass es auf sehr kleine Leckstromwerte anspricht (beispielsweise auf 1 % des primären Stromwandler-Nennstroms), ohne jedoch durch sehr grosse Fehlerstromwerte (beispielsweise Vielfaches von 20 oder mehr des primären Stromwand-ler-Nennstroms) beschädigt zu werden, da die während solcher Fehlerstrombedingungen entstehenden grossen Sekundärströme leicht abgeleitet werden, ohne die Dioden 78 des

Nebenschlusspfades 77 zu zerstören. Die unter diesen Fehlerbedingungen an den Gleichstromanschlüssen 70,71 der Gleichrichterbrücke 62 erzeugte Spannung ist nur etwas grösser als die Spannung, welche auftritt, wenn kleine Werte des Leckstromflusses durch den Vakuum-Schalter vorliegen.

Es ist festzustellen, dass der «a»-Schalter 61 sofort nach öffnen des Leistungsschalters 14 betätigt wird. Das ohne beabsichtigte Zeitverzögerung sofort erfolgende Betätigen dieses Schalters 61 ist erwünscht, da dieses Betätigen (das heisst das Öffnen der Kontakte 66) zu einem schnellen Unterbrechen der Auslösungsschaltung 50 führt, wodurch das Auslösesolenoid 25 vor den Einflüssen einer verlängerten Erregung geschützt wird. Das sofortige Betätigen des «a»-Schalters führt jedoch durch Öffnen der Kontakte 60 zu einem sofortigen Beenden der Trennung zwischen dem Vakuumverlust-Relaismittel 64 und der Stromerfassungsschaltung 30. In diesem Moment kommen die Zeitverzögerungseigenschaften des Relais zum Tragen, das hierdurch inaktiv verbleibt, wenn aus irgendeinem Grunde der Stromfluss durch einen der Vakuum-Schalter für eine normale kurze Zeitperiode nach dem vollständigen Trennen der Schaltkontakte fortgesetzt wird.

Um eine klare Anzeige zu bilden, dass das Vakuumverlust-Relais 73 betätigt ist, ist ein Target-Relais 83 vorgesehen. Wenn das Vakuumverlust-Relais 73 anspricht, schliesst es seine Kontakte 81, um einen Erregungskreis 82 für das Target-Relais 83 zu schliessen. Dieses spricht sofort an und betätigt ein klar sichtbares Ziel bzw. Target 86, welches den Betrieb des Vakuumverlust-Relais 73 anzeigt. Das Target-Relais hält sich selbst mit Hilfe eines Satzes von Selbsthaltekontakten 85, so dass es angesprochen bleibt, auch wenn das Vakuumverlust-Relais 73 abfallen sollte, beispielsweise wenn der Notschutz-Leistungsschalter arbeitet. Um das Target-Relais 83 nach einem solchen Betrieb in die Position aus Fig. 1 zurückzubringen, ist es notwendig, einen manuellen Rücksetzschalter 88 zu betätigen, der den Erregungskreis 82 für das Target-Relais 83 unterbricht und ein Abfallen desselben ermöglicht.

Das dargestellte Target-Relais enthält auch einen Satz von Kontakten 87 in dem Schliesskreis 94 des Leistungsschalters. Gemäss der Darstellung liegen die Kontakte 87 in Reihe mit dem schliessenden Betätigungsorgan 92 des Leistungsschalters. Beim Betätigen des Target-Relais werden die Kontakte 87 geöffnet, um so ein weiteres Schliessen des Leistungsschalters zu vermeiden, bis das Target-Relais zurückgesetzt ist.

Obwohl ein direktes Betätigen des Notschutz-Leistungsschalters in Abhängigkeit von einem Betrieb des Vakuumverlust-Relais 73 bevorzugt ist, sind stattdessen auch ein sofortiges Wiedereinschalten des Leistungshauptschalters 14 und ein Halten desselben im Schliesszustand möglich. Wenn zu diesem Zeitpunkt die das Öffnen des Leistungsschalters 14 einleitende Bedingung noch vorliegt, wird der Notschutz-Leistungsschalter nach dem Schliessen des Leistungshauptschalters 14 öffnend ausgelöst. Die mit dieser abgewandelten Betriebsweise verbundenen Schaltungsmodifikationen sind in Fig. 2 dargestellt. Die anderen Komponenten bleiben dieselben wie in Fig. 1 (mit Ausnahme einer gemäss Fig. 2 hinzugefügten und noch zu beschreibenden Prüfschaltung).

In Fig. 2 werden die Kontakte 80 des Vakuumverlust-Relais 73 zum Vervollständigen bzw. Schliessen eines Erregungskreises 79 für ein Leistungsschalter-Wiedereinschaltrelais 90 benutzt. Dieses Relais 90 schliesst beim Ansprechen seine Kontakte 91, um hierdurch einen Erregungskreis 94 für die Lei-stungsschalter-Schliessvorrichtung 92 zu vervollständigen bzw. zu schliessen. Die Schliessvorrichtung 92 spricht an, indem sie einen Schliessvorgang durchführt, wonach sie von einem geeigneten Steuerungsaufbau 93 herkömmlicher Art entregt wird.

Der Leistungshauptschalter 14 wird nach einem solchen Schliessvorgang an einem erneuten Öffnen gehindert, indem seine Auslöseschaltung 50 offengehalten wird. Gemäss Fig. 2

4

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

623173

erfolgt dieses dadurch, dass die Kontakte 87 des Target-Relais 83 in die Auslöseschaltung 50 und in Reihe mit dem Auslöseso-lenoid 25 geschaltet werden. Wenn einmal das Target-Relais 83 in Abhängigkeit von einem Betrieb des Vakuumverlust-Relais 73 ausgelöst worden ist, verbleibt es bis zu einem manuellen 5 Rücksetzen in diesem Zustand, wodurch ein erneuter Auslösevorgang bis zum manuellen Zurücksetzen vermieden wird.

Ein Schliessen kann unabhängig von dem Vakuumverlust-Relais bewirkt werden, und zwar durch Schliessen eines manuell gesteuerten Schalters 95, der parallel zu den Kontakten 80 10 des Vakuumverlust-Relais liegt.

Wie es oben erwähnt wurde, enthält die Schaltung aus Fig. 2 Mittel zum Überprüfen des Vakuumverlust-Relais 73, um zu jedem Zeitpunkt feststellen zu können, ob dieses betriebsbereit ist. Dieses Überprüfungsmittel weist einen Transformator 15 100 mit einer Primärwicklung 102 sowie einer Sekundärwicklung 104 auf. Die Primärwicklung 102 ist in einer Reihenschaltung mit einem normalerweise offenen Prüfschalter 105 an eine Quelle 103 einer Wechselstrom-Prüfspannung, beispielsweise mit 120 Volt, angeschlossen. Die Sekundärwicklung 104 liegt in 20 Reihe mit einer Diode 106 sowie einem Widerstand 107, und diese Reihenschaltung ist an die Gleichstromanschlüsse 70,71 des Brückengleichrichters 62 angeschlossen. Wenn der Prüfschalter 105 geschlossen wird, wird eine Spannung, die mit derjenigen vergleichbar ist, welche von den Stromwandlern aus 25 Fig. 1 abgeleitet wird, von dem Prüftransformator 100 sowie dem Gleichrichter 106 an die Anschlüsse 70,71 angelegt. Wenn sich das Relais 73 in einwandfreiem Betriebszustand befindet, spricht es auf diese Spannung an. Hierdurch werden die Kontakte 81 des Vakuumverlust-Relais 73 geschlossen, wodurch 30 das Target-Relais 83 anspricht, um eine Anzeige dafür zu bilden, dass das Vakuumverlust-Relais betätigt ist.

Bei der dargestellten Ausführungsform aus Fig. 2 verbleibt das Vakuumverlust-Relais in dem durch die Prüfspannung ausgelösten Zustand, auch wenn der Prüfschalter 105 freigegeben 35 wird und sich öffnen kann. Dies ist möglich, da das Vakuumver-lust-Relais einen zusätzlichen Satz von Kontakten 110 hat, die beim Schliessen infolge eines Betriebsvorgangs des Vakuumverlust-Relais einen Nebenschluss-Selbsthaltekreis herstellen, der den Prüfschalter 105 überbrückt. Ein Rücksetzen des Vaku- 40 umverlust-Relais 73 kann im Bedarfsfall dadurch erfolgen, dass ein in Reihe mit der Primärwicklung 102 liegender Rücksetzschalter 112 göffnet wird, wodurch der Transformator 100 entregt wird und das Relais 73 abfallen kann.

Der oben beschriebene Prüfvorgang kann durchgeführt 45 werden, wenn der Leistungshauptschalter 14 geöffnet oder geschlossen ist. Auch wenn die «a»-Schaltkontakte 60 geschlossen sind, was zutrifft, wenn der Leistungsschalter geschlossen ist, ist der durchgehende Kurzschlusspfad 35 elektrisch von der durch den Prüftransformator 100 zugeführten Spannung 50 getrennt, und zwar wegen des Vorhandenseins des Brückengleichrichters 62. Die Polarität der Prüfspannung ist dergestalt, dass der Brückengleichrichter 62 den Strom durch den Kurzschlusspfad 35 abblockt.

Wenn es erwünscht ist, das Schliessbetätigungsorgan 92 an einem Arbeiten in Abhängigkeit von dem Auslösen des Vaku-umverlust-Relais 73 während eines Testvorgangs zu hindern, kann ein solches Ergebnis dadurch erzielt werden, dass ein geeigneter manuell gesteuerter Schalter (nicht dargestellt) in dem Erregungskreis 79 vorgesehen wird. Dieser Schalter wird in passender Weise betätigt, um den Erregungskreis 79 während dieses Prüfvorgangs offen zu halten.

Die Prüfschaltung kann nicht nur zum Verschliessen bzw. Selbsthalten des Vakuumverlust-Relais 73 während des Prüfens, sondern auch nach einem normalen Betrieb des Vakuum-verlust-Relais benutzt werden. Es sei beispielsweise angenommen, dass das Vakuumverlust-Relais 73 in Abhängigkeit von einer Spannung ausgelöst wird, die durch eine der Stromwand-ler-Sekundärwicklungen 31,32 oder 33 aus Fig. 1 erzeugt worden ist. Ein solches Auslösen führt zum Schliessen der Kontakte 110, wodurch die Prüfspannungsquelle 103 dazu veranlasst wird, den Anschlüssen 70,71 des Brückengleichrichters eine Spannung zuzuführen. Diese Spannung bleibt fortgesetzt bestehen, auch wenn der Leistungsschalter und der «a»-Schal-ter 60 wieder eingeschaltet sind.

Während die Prüfschaltung in Verbindung mit der Schaltung aus Fig. 2 dargestellt worden ist, ist darauf hinzuweisen, dass sie in gleicher Weise auch bei der Schaltung aus Fig. 1 angewendet werden kann. Dies würde im wesentlichen in der gleichen Weise erfolgen, wie es im Zusammenhang mit Fig. 2 offenbart ist.

Ob nun das Vakuumverlust-Relais 73 im Betrieb wie in Fig. 1 einen Notschutz-Leistungsschalter auslöst oder wie in Fig. 2 ein Wiedereinschalten des Leistungshauptschalters 14 begründet, besteht die Wirkung eines solchen Relaisbetriebes in der Einleitung eines Schutzvorgangs, der ein Beschädigen des Leistungsschalters 14 infolge der Bedingung eines Vakuumverlustes begrenzt, die den Betrieb bzw. das Ansprechen des Relais 73 eingeleitet hat.

Es ist festzustellen, dass die vorliegende einen Vakuumverlust erfassende Einrichtung nur einfache Komponenten mit erwiesener Zuverlässigkeit verwendet. Bei der dargestellten Ausführungsform aus Fig. 1 sind die Dioden 78 und die Dioden der Brücke 62 die einzigen elektronischen Komponenten. In einem typischen Beispiel sind diese Dioden Leistungsdioden, die für einen ständigen Nennstrom von 25 Ampère bemessen sind und die über kurze Zeitperioden Ströme von mehr als 100 Ampère leiten können. Bei diesem Beispiel haben die Stromwandler bzw. -transformatoren einen Primärnennstrom von 2000 Ampère und einen Sekundärnennstrom von 5 Ampère.

Obwohl die dargestellte Zeitverzögerungs-Relaiseinrich-tung 64 eine RC-Schaltung aufweist, ist festzustellen, dass stattdessen andere Arten von Zeitverzögerungsrelais benutzt werden könnten, wie ein verzögertes Relais vom Telefontyp mit eingebauten Vorkehrungen für eine zeitlich verzögerte Auslösung.

G

1 Blatt Zeichnungen

Claims

623173

PATENTANSPRÜCHE

1. Vakuumverlust-Erfassungseinrichtung für einen dreiphasigen Vakuum-Leistungsschalter mit drei Stromwandler-Sekun-därwicklungen, die an die sich durch den Schalter erstreckenden drei Phasenleiter angeschlossen sind, ferner einen Kurzschlussleiter, ferner Mittel, die die Sekundärwicklungen zueinander parallel und in Reihe mit dem Kurzschlussleiter schalten, und drei Überstromrelais enthalten, jeweils ein Relais für jede Phase, wobei jedes Relais einen in Reihe zu der zugeordneten Stromwandler-Sekundärwicklung sowie den Kurzschlussleiter geschalteten Eingangskreis hat, gekennzeichnet durch einen in Reihe zu den drei parallel geschalteten Stromwandler-Sekundärwicklungen (31,32,33) in den Kurzschlussleiter (35) geschalteten bzw. eingebauten Schalter (60), der geschlossen ist, wenn der Leistungsschalter (14) geschlossen ist, durch Mittel (65) zum Öffnen des Schalters (60), wenn der Leistungsschalter (14) geöffnet wird, durch an den Schalter (60) und an die Parallelschaltung der Stromwandler-Sekundärwicklungen (31,32,33) angeschlossene Gleichrichtermittel (62) zum Entwickeln einer Gleichspannung, wenn der Schalter (60) geöffnet ist und eine der Sekundärwicklungen (31,32,33) erregt wird, und durch Zeitverzögerungs-Relaismittel (64), die durch die Gleichspannung erregt werden und dann arbeiten, wenn die hieran anstehende Spannung nach dem Öffnen des Schalters (60) einen vorbestimmten Pegel über eine vorbestimmte minimale Zeitperiode übersteigt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch auf den Betrieb der Relaismittel (64) ansprechende Mittel, um einen Schutzvorgang einzuleiten, der ein Beschädigen des Lei-stungsschalters (14) aufgrund des Zustandes begrenzt, der den Betrieb der Relaismittel (64) einleitete.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die auf den Betrieb der Relaismittel (64) ansprechenden Mittel Auslösungsmittel (79,80) für einen im speisenden Netz angeordneten Notschutz-Leistungsschalter für den Vakuum-Leistungsschalter aufweisen.
4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die auf den Betrieb der Relaismittel (64) ansprechenden Mittel Wiedereinschaltungsmittel für den Vakuum-Leistungsschalter (14) aufweisen.
5. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen nichtlinearen Widerstand aufweisende Leitungsmittel (77,78), die an der Gleichstromseite der Gleichrichtermittel (62) an die Zeitverzögerungs-Relaismittel (64) angeschlossen sind, um Gleichstrom von den Stromwandler-Wicklungen (31, 32,33) sowie den Gleichrichtermitteln (62) im Nebenschluss von den Zeitverzögerungs-Relaismitteln (64) abzuleiten, wenn der Schalter (60) offen und der Gleichstrom gross ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die nichtlinearen Leitungsmittel (77,78) eine Vielzahl von Dioden aufweisen, die in Reihe geschaltet und so gepolt sind, dass die Gleichspannung die Dioden in Durchschaltrichtung leitend macht.
7. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von in Reihe geschalteten Dioden (78), die an der Gleichstromseite der Gleichrichtermittel (62) an die Zeitverzögerungs-Relaismittel (64) angeschlossen sind, um hieran den Spannungsaufbau zu begrenzen, wobei die Dioden (78) so gepolt sind, dass die Gleichspannung die Dioden (78) in einer Vorwärts- bzw. Durchschaltrichtung leitend macht.
8. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Gleichstrom-Prüfspannungsquelle (103) und durch eine Prüfschaltung, die an der Gleichspannungsseite der Gleichrichtermittel (62) an die Zeitverzögerungs-Relaismittel (64) angeschlossen ist, um diesen die Prüfgleichspannung zuzuführen, die eine solche Polarität hat, dass die Gleichrichtermittel (62) einen Gleichstromfluss von der Quelle (103) durch den Kurzschlussleiter (35) auch dann sperren, wenn der Schalter (60) in dem

Kurzschlussleiter (35) geschlossen ist.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen zweiten Schalter (110), der dafür sorgt, dass die Prüfgleichspannung durch die Prüfschaltung an die Zeitverzöge-rungs-Relaismittel (64) angelegt wird, und durch Mittel zum Betätigen des zweiten Schalters (110) in Abhängigkeit von einem Betrieb der Zeitverzögerungs-Relaismittel (64), wodurch die Prüfgleichspannung fortgesetzt den Zeitverzögerungs-Relaismitteln (64) zugeführt wird, auch wenn der erste Schalter (60) geschlossen ist.