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PATENTANSPRÜCHE
1. Schaltfehlerschutzgerät mit zwei durch einen Rückmelder eines Schaltgerätes der Schaltgerätstellung entsprechend zu betätigen bestimmten Hilfsschaltern, die miteinander verkIinkbar sind, damit sowohl während Schaltbewegungen als auch in Endstellung des Schaltgerätes keine unzulässigen Schaltgerät-Schaltbewegungen möglich sind, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Hilfsschalterje als ein eine Schaltwelle (17, 27) aufweisender Drehschalter (18, 28) ausgebildet sind, deren Schaltwellen (17, 27) je durch einen vom Rückmelder (300) betätigbaren Schrittantrieb (1, 2) schaltschrittweise drehbar sind, wobeijede Schaltwelle (17,27) mit einem Verriegelungskörper (16, 26) mechanisch gemeinsam drehbar verbunden ist,
und jeder dieser Verriegelungskörper (16,26) in einer den Schaltschritten entsprechenden Teilung abwechselnd Ausnehmungen (162,262) sowie Verriegelungsteile (161,261) zum Eingriff in eine der Ausnehmungen (162, 262) des anderen Verriegelungskörpers (16,26) aufweist, dergestalt, dass jeder der beiden Drehschalter (18, 28) nur dann mechanisch verriegelt ist, wenn in eine Ausnehmung (162, 262) des zugehörigen Verriegelungskörpers (16,26) ein Verriegelungsteil (161, 261) des anderen Verriegelungskörpers (16, 26) eingreift.
2. Schaltfehlerschutzgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalterwellen (17, 27) achsparallel zueinander sind.
3. Schaltfehlerschutzgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Verriegelungskörper (16, 26) als eine Kreisscheibe mit kreisbogenförmigen Ausnehmungen (162, 262) ausgebildet ist.
4. Schaltfehlerschutzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass elektrische Schrittantriebe (1,2) vorgesehen sind.
5. Schaltfehlerschutzgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass elektrische Drehmagnet-Schrittantriebe (1,2) vorgesehen sind.
6. Schaltfehlerschutzgerät nach einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Schrittantriebe (1, 2) elektrisch verriegelbar sind.
7. Schaltfehlerschutzgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehschalter (18, 28) Kontakte (11 bis 14, 21 bis 24) zur elektrischen Verriegelung ihrer Schrittan triebe (1, 2) aufweisen.
8. Schaltfehlerschutzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehschalter (18,28) in nur einer Drehrichtung betätigbar sind.
9. Schaltfehlerschutzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Drehschalter (18, 28) bei jedem zweiten Schaltschritt gleiche Kontaktstellungen aufweist.
10. Schaltfehlerschutzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass nach je zwei Schaltschritten beider Drehschalter (18, 28) eine mechanische Verriegelungsstellung wiedererlangbar ist, die vor dem ersten dieser Schaltschritte vorlag.
Die Erfindung betrifft ein Schaltfehlerschutzgerät entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Durch derartige Schaltfehlerschutzgeräte sollen in Schalt- anlagen unerlaubte Schaltungen vermieden werden, wie beispielsweise die Betätigung eines Trenners unter Last, bzw. die Betätigung eines Leistungsschalters während einer Trennerbewegung.
Der Aufbau und die Funktion eines derartigen Schaltfehlerschutzgerätes ist bekannt. Nachteilig ist der sehr aufwendige Aufbau mit zwei Hubmagneten und einem Entklinkungsmagnet, sowie mit einer Kippwaage, die feinmechanisch höchste Anforderungen stellt.
Eine entsprechende Steuerung ist in der DE-AS 1 224816 beschrieben, bei welcher im Falle des Verklemmens eines Rückmeldekontaktes gleichzeitig mehrere Verriegelungsrelais betätigbar sind, so dass Fehlschaltungen möglich sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein wirtschaftlich vorteilhaftes Schaltfehlerschutzgerät hoher Betriebssicherheit zu schaffen, das es ermöglicht, auch dann Schaltfeh ler zu vermeiden, wenn Störungen der Rückmeldeorgane auftreten.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Schaltfehlerschutzgerät gemäss Anspruch 1 vorgeschlagen.
Ein erfindungsgemässes Schaltfehlerschutzgerät ermöglicht es, mit Sicherheit Schaltfehler zu vermeiden, weil der jeweils mechanisch verriegelte Drehschalter bei einem falschen Schaltbefehl gar nicht drehbar ist.
Bei einer Weiterausbildung der Erfindung kann eine elektrische Verriegelung eines Schrittantriebes durch Kontakte des zugehörigen und/oder des anderen der beiden Drehschalter erfolgen, wodurch sichergestellt ist, dass die elektrische Verriegelung mit der mechanischen Verriegelung übereinstimmt. Bei einer Störung dieser elektrischen Verriegelung bleibt die mechanische Verriegelung durch die Verriegelungskörper bestehen, so dass selbst ein fehlerhafterweise anlaufender Schrittantrieb den mechanisch verriegelten Drehschalter nicht zu drehen vermag.
Wird bei intakter Anlage ein korrekter Schaltbefehl erteilt, so kann vorerst der mechanisch unverriegelte Drehschalter durch seinen Schrittantrieb um einen Schaltschritt weitergeschaltet werden, wodurch er in eine Lage kommt, in der er auch die Drehung des anderen Drehschalters freigibt, der dann ebenfalls um einen Schaltschritt weitergedreht wird, wobei sein Verriegelungskörper den zuerst gedrehten Drehschalter mechanisch verriegelt. Es ist so eine entgegengesetzte Schaltstellung mit der ursprünglichen Verriegelungslage entgegengesetzter Verriegelungslage erreichbar. Daraus kann in den vorherigen Zustand zurückgekehrt werden, indem die beiden Drehschalter in umgekehrter Reihenfolge wieder umje einen Schaltschritt weitergeschaltet werden.
Vorteilhafterweise sind die Schalterwellen zueinander achsparallel, so dass die beiden Drehschalter nebeneinander günstig untergebracht werden können. Die Verriegelungskörper können dann auch direkt auf die Schalterwellen aufgesetzt sein, wobei man kreisscheibenartige Verriegelungskörper mit kreisbogenförmigen Ausnehmungen verwenden kann.
Ein elektrischer Schrittantrieb kann vorteilhaft als Drehmagnet ausgebildet sein, was wirtschaftlich und platzsparend ist. Eine elektrische Verriegelung dieses Schrittantriebes kann dann die mechanische Verriegelung ergänzen, wobei die bereits weiter vorne genannten Vorteile erreichbar sind.
Jeder der Drehschalter kann über ein Gesperre von seinem Schrittantrieb immer in der gleichen Drehrichtung angetrieben werden, wobei man beide Drehschalter im gleichen Drehsinn antreibbar ausführen kann. So ist es möglich, zwei an sich gleiche Drehschalter zu verwenden, an deren Schalterwellen die Verriegelungskörper hinsichtlich der Kontaktstellungen um eine Teilung versetzt sind. Dies ermöglicht eine rationelle Fertigung mit grösseren Stückzahlen der Einzelteile.
Die Schrittantriebe können sehr schnell ansprechen und es ergeben sich dann auch sehr kurze Schaltzeiten, durch die es auch möglich ist, schnell aufeinanderfolgende Schaltvorgänge des Schaltgerätes praktisch augenblicklich zu verarbeiten, wie dies beispielsweise bei Leistungsschaltern mit Wiedereinschaltung nötig sein kann. Andererseits kann durch geeignete Mittel erreicht werden, dass zwar beim Schaltbefehl der erste Drehschalter augenblicklich weitergeschaltet wird, der zweite
Drehschalter aber erst verzögert betätigt wird, wenn ein relativ langsamer Schaltgerät-Schaltvorgang abgeschlossen ist, wie dies bei Trennern nötig werden kann. Zwischenzeitlich kann die elektrische Verriegelung wirksam bleiben.
Die Schrittantriebe können in an sich bekannter Weise über eine Hilfsspannung betrieben werden. Selbst wenn diese Hilfsspannung ausfällt, bleibt an den Drehschaltern der Schaltzustand erhalten.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der rein schematischen Zeichnung beispielsweise besprochen. Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht zweier achsparalleler Drehschalter mit ihren Schrittantrieben und Verriegelungsscheiben,
Fig. 2 eine Draufsicht auf zwei miteinander im Eingriff stehenden Verriegelungsscheiben,
Fig. 3 eine ähnliche Draufsicht mit ausser Eingriff stehenden Verriegelungsscheiben,
Fig. 4 eine ähnliche Draufsicht mit in anderer Weise miteinander im Eingriff stehenden Verriegelungsscheiben, und
Fig. 5 ein stark vereinfachtes Schaltschema mit den Drehschaltern gemäss Fig. 1.
In Fig. 1 erkennt man nebeneinander zwei an sich gleiche Drehschalter 18 bzw. 28, deren Schalterwellen 17 bzw. 27 je- doch um einen 90 Schaltschritt verschiedene Drehstellungen aufweisen, wenn sie in einer der in Fig. 2 und 4 dargestellten Lage sind.
Aufjeder Schalterwelle 17 bzw. 27 befindet sich eine drehfest auf ihr sitzende Verriegelungsscheibe 16 bzw. 26, die zusammen mit der Schalterwelle 17 bzw. 27 über ein Gesperre 15 bzw. 25 durch einen Drehmagnet 1 bzw. 2 unter gewissen Voraussetzungen antreibbar ist.
Durch nicht näher darzustellende, an sich bekannte Mittel, betätigt jede der Schalterwellen 17 bzw. 27 eine Reihe von elektrischen Kontakten 11 bis 14 bzw. 21 bis 24 (vgl. Fig. 5) der Schalter 18 bzw. 28.
Jede der beiden Verriegelungsscheiben 16 bzw. 26 ist im Prinzip gleich aufgebaut. Jede weist zwei Ausbuchtungen 161 bzw. 261 und zwei Aussparungen 162 bzw. 262 auf, die dadurch zustandekommen, dass man aus Kreisscheiben sich radial gegenüberliegende Teile ausnimmt, wie sich das aus den Fig. 2 bis 4 klar erkennen lässt. Die Ausbuchtungen 161 bzw. 261 sind somit stehengelassene Viertelskreisteile, die in die Aussparungen 162 bzw. 262 in der in Fig. 2 und 4 gezeigten Weise passen und dabei die Verriegelungsscheibe blockieren, in die sie eingreifen.
Mit 100 und 200 sind Kontakte des Rückmelders 300 bezeichnet.
Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung weist in den Fig. 1,2 und 5 die gleiche Grundstellung auf, von welcher angenommen sei, dass sie der AUS-Stellung eines Schaltgerätes entspreche.
Zur Herbeiführung des EIN-Zustandes kann ein Schaltbefehl nur erteilt werden, wenn dabei die mechanische Verriegelung des Drehschalters 28 durch den Eingriff der Verriegelungsscheibe 16 in die Verriegelungsscheibe 26 aufgehoben wird. Wird der richtige Schaltbefehl erteilt, so wird vom Rückmelder 300 der Kontakt 100 geöffnet und der Kontakt 200 geschlossen, wobei Hilfsspannung über die geschlossenen Kontakte 200, 11, 12 und 24 zum Drehmagnet 1 gelangt, der den Schalter 18 um 90 d.h. um einen Schaltschritt, weiterdreht. Dabei gelangt die Verriegelungsscheibe 16 in ihre in Fig. 3 gezeigte Lage, die Kontakte 11 und 12 werden geöffnet und die Kontakte 13 und 14 werden geschlossen.
Der Drehmagnet 1 wird spannungslos und kann in die Ausgangslage zurückkehren, während nun über die geschlossenen Kontakte 200,23 und 14 der Drehmagnet 2 Spannung führt und den Schalter 28 um einen 90 Schaltschritt weiterdreht, so dass die Verriegelungsscheibe 26 gemäss Fig. 4 die Verriegelungsscheibe 16 blockiert und die Kontakte 21 und 22 geschlossen werden, während die Kontakte 23 und 24 geöffnet werden. Es sind dann beide Drehmagnete 1 und 2 spannungslos.
Nur wenn ein richtiger Schaltbefehl zum AUF-machen erteilt wird, kann nun durch Schliessen des Kontaktes 100 und Öffnen des Kontaktes 200 vorerst der Drehmagnet 2 und in der Folge der Drehmagnet 1 betätigt werden, wobei man wieder in eine der Ausgangsstellungen der Fig. 1 und 2 entsprechende Stellung zurückkehrt. Dies allerdings so, dass die Drehmagnete 2 und 1 die Schalterwellen 17 und 27 immer im gleichen Drehsinn drehen.
Es kann somit nach je zwei Schaltschritten und je 180 Drehungjeder Schalterwelle 17 und 27 ein gleichartiger Schalt- und Verriegelungszustand erreicht werden. Durch eine andere Teilung der Schalter-Schaltschritte und der Verriegelungsscheiben 16 und 26 sowie der Drehmagnete 1 und 2 kann der Schaltschrittwinkel variiert werden, wenn dies nötig erscheint. Geringere Schaltschrittwinkel als 90", z.B. solche von 45", können vorteilhaft sein.
Nicht dargestellte zusätzliche Kontakte der Schalter 18 und 28 können Hilfsfunktionen ausüben. -
Während die gezeichnete und soeben besprochene Vorrichtung sehr rasche Schaltungen gestattet, wie sie beim Wiedereinschalten bestimmter Leistungsschalter vorteilhaft sind, kann man in bestimmten Fällen durch Verzögerung des Schliessens von Kontakten die in Fig. 3 dargestellte Zwischenstellung so lange aufrechterhalten, bis beispielsweise durch eine weitere Rückmeldung bestätigt wird, dass ein langsamer Schaltvorgang (z.B. Trennerbewegung) abgeschlossen ist. Erst wenn der beendete Verriegelungsvorgang besteht, kann dann eine neue Schaltung erfolgen.
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PATENT CLAIMS
1.Switching fault protection device with two auxiliary switches which are to be actuated by a feedback device of a switching device in accordance with the switching device position and which can be connected to one another so that inadmissible switching device switching movements are not possible both during switching movements and in the end position of the switching device, characterized in that the two auxiliary switches are each as one a selector shaft (17, 27) having rotary switches (18, 28) are formed, the selector shafts (17, 27) of which can be rotated step by step by means of a stepping drive (1, 2) which can be actuated by the feedback unit (300), each selector shaft (17.27) is mechanically rotatably connected to a locking body (16, 26),
and each of these locking bodies (16, 26) in a division corresponding to the switching steps alternately has recesses (162, 262) and locking parts (161, 261) for engaging in one of the recesses (162, 262) of the other locking body (16, 26), in such a way that each the two rotary switches (18, 28) are mechanically locked only when a locking part (161, 261) of the other locking body (16, 26) engages in a recess (162, 262) of the associated locking body (16, 26).
2. Switching fault protection device according to claim 1, characterized in that the switch shafts (17, 27) are axially parallel to each other.
3. Switching fault protection device according to claim 2, characterized in that each locking body (16, 26) is designed as a circular disk with circular-arc-shaped recesses (162, 262).
4. Switching fault protection device according to one of claims 1 to 3, characterized in that electrical stepping drives (1,2) are provided.
5. Switching fault protection device according to claim 4, characterized in that electrical rotary magnet stepper drives (1,2) are provided.
6. Switching fault protection device according to one of claims 4 and 5, characterized in that the electrical stepper drives (1, 2) are electrically lockable.
7. Switching fault protection device according to claim 6, characterized in that the rotary switches (18, 28) have contacts (11 to 14, 21 to 24) for the electrical locking of their step drives (1, 2).
8. Switching fault protection device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the rotary switches (18, 28) can be actuated in only one direction of rotation.
9. Switching fault protection device according to one of claims 1 to 8, characterized in that each of the rotary switches (18, 28) has the same contact positions in every second switching step.
10. Switching fault protection device according to one of claims 1 to 9, characterized in that after two switching steps of both rotary switches (18, 28), a mechanical locking position can be regained, which existed before the first of these switching steps.
The invention relates to a switching fault protection device according to the preamble of claim 1.
Switching fault protection devices of this type are intended to avoid unauthorized switching operations in switchgear, such as the actuation of a disconnector under load, or the actuation of a circuit breaker during a disconnector movement.
The structure and function of such a switching fault protection device is known. A disadvantage is the very complex structure with two lifting magnets and a release magnet, as well as with a tilting scale, which places the highest demands on precision engineering.
A corresponding control is described in DE-AS 1 224816, in which in the event of a feedback contact jamming, a plurality of locking relays can be actuated simultaneously, so that incorrect switching operations are possible.
The invention has for its object to provide an economically advantageous switching fault protection device high operational reliability, which makes it possible to avoid Schaltfeh ler even when malfunctions of the feedback organs occur.
To solve this problem, a switching fault protection device according to claim 1 is proposed.
A switching error protection device according to the invention makes it possible to avoid switching errors with certainty because the mechanically locked rotary switch cannot be rotated at all when the switching command is incorrect.
In a further development of the invention, an electrical locking of a stepper drive can take place by contacts of the associated and / or the other of the two rotary switches, which ensures that the electrical locking corresponds to the mechanical locking. In the event of a fault in this electrical interlock, the mechanical interlock remains in place by the interlocking bodies, so that even a step drive that starts incorrectly cannot turn the mechanically interlocked rotary switch.
If a correct switching command is issued when the system is intact, the mechanically unlocked rotary switch can initially be switched by one switching step by means of its stepper drive, which puts it in a position in which it also enables the rotation of the other rotary switch, which then also rotates by one switching step is, its locking body mechanically locks the first rotated rotary switch. An opposite switching position can thus be reached with the original locking position of the opposite locking position. This can be used to return to the previous state by switching the two rotary switches one step at a time in the reverse order.
The switch shafts are advantageously axially parallel to one another, so that the two rotary switches can be accommodated next to one another at low cost. The locking bodies can then also be placed directly on the switch shafts, it being possible to use circular locking bodies with circular-arc-shaped recesses.
An electrical stepper drive can advantageously be designed as a rotary magnet, which is economical and space-saving. An electrical locking of this stepper drive can then supplement the mechanical locking, whereby the advantages already mentioned above can be achieved.
Each of the rotary switches can always be driven by its stepper drive in the same direction of rotation, whereby both rotary switches can be driven in the same direction. It is thus possible to use two rotary switches that are identical in themselves, on the switch shafts of which the locking bodies are offset by one pitch with respect to the contact positions. This enables rational production with larger quantities of the individual parts.
The stepper drives can respond very quickly and there are also very short switching times, which also make it possible to process switching operations of the switching device in quick succession, practically instantaneously, as may be necessary, for example, in circuit breakers with reclosure. On the other hand, it can be achieved by suitable means that the first rotary switch is instantaneously switched on during the switching command, the second
However, the rotary switch is only actuated with a delay when a relatively slow switching device switching process has been completed, as can be necessary with isolators. In the meantime, the electrical lock can remain effective.
The stepper drives can be operated in a manner known per se via an auxiliary voltage. Even if this auxiliary voltage fails, the switching status remains on the rotary switches.
The invention is discussed below with reference to the purely schematic drawing, for example. Show it:
1 is a side view of two axially parallel rotary switches with their stepper drives and locking disks,
2 is a plan view of two interlocking locking disks,
3 shows a similar top view with disengaged locking disks,
Fig. 4 is a similar plan view with locking disks engaged in a different way, and
5 shows a greatly simplified circuit diagram with the rotary switches according to FIG. 1.
1 shows two rotary switches 18 and 28, which are identical per se, whose switch shafts 17 and 27, however, have different rotary positions by a 90 switching step if they are in one of the positions shown in FIGS. 2 and 4.
On each switch shaft 17 or 27 there is a locking disk 16 or 26 seated on it in a rotationally fixed manner, which, together with the switch shaft 17 or 27, can be driven under certain conditions via a locking mechanism 15 or 25 by a rotary magnet 1 or 2.
By means which are not known and which are known per se, each of the switch shafts 17 and 27 actuates a series of electrical contacts 11 to 14 and 21 to 24 (cf. FIG. 5) of the switches 18 and 28.
In principle, each of the two locking disks 16 and 26 is constructed identically. Each has two bulges 161 and 261 and two recesses 162 and 262, which are achieved by removing radially opposite parts from circular disks, as can be clearly seen from FIGS. 2 to 4. The bulges 161 and 261 are thus left-standing quarter-circle parts which fit into the recesses 162 and 262 in the manner shown in FIGS. 2 and 4 and thereby block the locking disk in which they engage.
With 100 and 200 contacts of the feedback 300 are designated.
The device shown in the drawing has the same basic position in FIGS. 1, 2 and 5, from which it is assumed that it corresponds to the OFF position of a switching device.
To bring about the ON state, a switching command can only be issued if the mechanical locking of the rotary switch 28 is released by the engagement of the locking disk 16 in the locking disk 26. If the correct switching command is issued, the contact 300 is opened by the feedback module 300 and the contact 200 is closed, auxiliary voltage passing through the closed contacts 200, 11, 12 and 24 to the rotary magnet 1, which rotates the switch 18 by 90, i.e. by one switching step. The locking disc 16 comes into its position shown in FIG. 3, the contacts 11 and 12 are opened and the contacts 13 and 14 are closed.
The rotary magnet 1 is de-energized and can return to the starting position, while the rotary magnet 2 now carries voltage via the closed contacts 200, 23 and 14 and rotates the switch 28 by a 90 switching step, so that the locking disk 26 according to FIG. 4 the locking disk 16 blocked and contacts 21 and 22 closed while contacts 23 and 24 open. Both rotary magnets 1 and 2 are then dead.
Only if a correct switching command is given to make OPEN, can the rotary magnet 2 and subsequently the rotary magnet 1 be actuated by closing the contact 100 and opening the contact 200, again in one of the starting positions in FIGS 2 corresponding position returns. However, this is so that the rotary magnets 2 and 1 always turn the switch shafts 17 and 27 in the same direction.
After two switching steps and 180 rotations of each switch shaft 17 and 27, a similar switching and locking state can thus be achieved. By a different division of the switch switching steps and the locking disks 16 and 26 and the rotary magnets 1 and 2, the switching step angle can be varied if this appears necessary. Switching step angles smaller than 90 ", e.g. those of 45", can be advantageous.
Additional contacts of the switches 18 and 28, not shown, can perform auxiliary functions. -
While the device shown and just discussed allows very fast switching operations, such as are advantageous when certain circuit breakers are switched on again, the intermediate position shown in FIG. 3 can be maintained in certain cases by delaying the closing of contacts until, for example, confirmed by further feedback will mean that a slow switching process (e.g. disconnector movement) has been completed. Only when the locking process has been completed can a new circuit be carried out.