DD220740A1 - Schaltungsanordnung zur ueberwachung des schaltzustandes mehrpoliger schuetze - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Ueberwachung des Schaltzustandes von mehrpoligen Luft- oder Vakuumschuetzen, die elektromagnetisch oder elektropneumatisch betaetigt werden und die aus n einpoligen Schalteinheiten mit einem Einzelantrieb pro Pol aufgebaut sind und deren Antriebsysteme elektrisch parallel geschaltet und angesteuert werden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem evtl. Ausfall eines Einzelantriebes eine zwangsweise folgende Ausschaltung der gesamten Schalteinheit bzw. des gesamten n-poligen Schuetzes zu erreichen. Weiterhin soll eine Wiedereinschaltung erst nach Kontrolle und Wiederherstellung der Funktionstuechtigkeit des schadhaften Einzelantriebes moeglich sein. Erfindungsgemaess wird das erreicht durch Vorschalten eines Schaltelementes (Sicherung) in den Spulenstromkreis bzw. Betaetigungsstromkreis, weiter durch Parallelschalten eines Widerstandes zum Spulenstromkreis, der durch Hilfsschalter gesteuert von den zu ueberwachenden Einzelantrieben im Fehlerfall an Spannung gelegt wird, einen zusaetzlichen Stromfluss durch die Sicherung verursacht und diese wiederum zum Abschmelzen innerhalb kurzer Zeit bringt. Eine volle Wiedereinschaltung ist erst nach Auswechseln der Sicherung moeglich. Fig. 1

Description

Erfinders Dipl.-Ing. Eckehard Gebauer Berlin, 8*12* Ing. Joachim Cmok (P 1412)

Zustellungsbevollm.: j

Institut für Regelungstechnik

im Kombinat VEB SAW Berlin-Treptow

"Friedrich Ebert"

1055 Berlin, Storkower Str. 101

<- Büro für Schutzrechte -

Schaltungsanordnung zur Überwachung des Schaltzustandes mehrpoliger Schütze ,

- H 01 F 7/18

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur überwachung des Schaltzustandes von mehrpoligen Luft- oder Vakuumschützen, die elektromagnetisch oder elektropneumatisch betätigt werden und die aus η einpoligen Schalteinheiten mit einem Einzelantrieb pro Pol aufgebaut sind und deren Antriebssysteme elektrisch parallel geschaltet und angesteuert werden für Gleich- und Wechselstrom.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bei Einsatz von elektromagnetisch oder elektropneumatisch angetriebenen n-poligen Schützen, Luft- oder Vakuumschütze, die aus η Einheiten mit jeweils einem eigenen Einzelantrieb aufgebaut sind, besteht keine mechanische zwangsweise Kopplung der von den einzelnen Antrieben betätigten Hauptkontaktanordnungen (in Luft oder Vakuum oder einem anderen Schaltmedium arbeitend) , im Gegensatz zu Schützen mit einem Gruppenantrieb gemeinsam für alle Pole. Bei Ausfall eines Einzelantriebes durch Verschleiß oder äußere Einwirkungen würde ein den zu steuernden Verbraucher, z.B. Motorantrieb, gefährdender Schaltzustand entstehen.

Bekannt ist der Aufbau mehrpoliger Vakuum- oder Luftschutz« · aus mehreren Einheiten mit Einzelantriebssystem (GB-PS 1 263 375)ο Bekannt ist weiter eine Schaltungsanordnung zur Umschaltung und gegenseitigen Verriegelung von gleichstrom» gespeisten elektromagnetischen Luftschützen, mit der jedoch ein ungewolltes gleichzeitiges Einschalten verhindert werden soll« die somit für die Aufgabe nicht relevant ist (DD-PS 70 316).

,Weiterhin bekannt ist eine Schaltungsanordnung für die Verriegelung mehrpoliger, gleichstrombetätigter Schütze mit Einzelantrieb pro Pol, bei der die Funktion Einschaltung des Sparwiderstandes in die Spulenstromkreise und zwangsweise Ausschaltung des mehrpoligen Schützes bei Auftreten eines Fehlers in einem Einzelantrieb dadurch erreicht wird, daß von den jeweiligen Magnetankern betätigten Hilfsschaltern ein Signal gegeben wird, mit dem die Einschaltung eines für alle Antriebe gemeinsamen Sparwiderstandes mittels elektronischer Lösungen realisiert wird. Bei Ausfall eines Antriebes und damit öffnen eines dieser in Reihe liegenden Hilfsschalter wird der Betätigungsstrom aller Antriebe unterbrochen.

Hachteile dieser Lösung sind u.a. der höhere Aufwand, die größere thermische Belastung der Einschaltspulen, bedingt durch die alle Toleranzen berücksichtigende Umschaltzeit in den Sparbetrieb der Magnetspulen, die der jeweiligen Polzahl und Betätigungsspannung anzupassende Schaltung, die Eignung nur für gleichstrombetätigte Magnetantriebe (DD-PS 144 982).

Bai einer weiteren Schaltungsanordnung wird eine elektrische Verriegelung der Einzelpole eines Vakuumschützes dadurch erreicht, daß eine Reihenschaltung vorgesehen ist, gebildet aus je einem Hilfasphalter der Eihzelantriebe, dem ein anzugsverzögertes Relais parallel geschaltet ist, dessen Ruhekontakt bei Versagen eines Einzelantriebes die Spülenströme aller Antriebssysteme des mehrpoligen Schützes unterbricht (DD-PS 207 797.)·.

Bei einer anderen bekannten Schaltungsanordnung werden im Fehlerfall die Spulenströme aller Magnetantriebe durch ein

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elektronisches oder mechanisches Schaltglied unterbrochen, wenn durch eine disjunktive Verknüpfung der Spannungsabfälle über die Magnetspulen nach einer durch ein Verzögerungsglied bestimmten Zeit der Ansprechwert einer bistabilen Kippstufe überschritten wird (DD-PS 20? 839).

Nachteil dieser Anordnungen ist der hohe Aufwand und daß im fehlerfall zwar das n-polige Schütz ausgeschaltet wird, daß aber bei Wiederanlegen der Betätigungsspannung die Schütze kurzzeitig einschalten können und danach wieder ausschalten» Dadurch könnte bei Schaltbetrieb u.U. der Pehlerzustand nicht sofort erkannt werden.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, eine Anordnung zu schaffen, die den Schaltzustand eines aus mehreren einpoligen Geräten mit magnetisch betätigten Einzelantrieben aufgebauten mehrpoligen Schützes überwacht und bei Versagen bzw· Ausfall eines Einselantriebes die Betätigungsspannung für alle Einzelantriebe sofort unterbricht und damit das Ausschalten bzw. Zurückgehen in die Ruhelage des mehrpoligen Schützes bewirkt.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mittels der von den Einzelantrieben betätigten Hilfsschaltern im Fehlerfall ein sofortiges und endgültiges Unterbrechen der Betätigungsspannüng an den gestörten und ungestörten Binzelantrieben zu erreichen und damit eine Wiedereinschaltung bis zur Beseitigung des Fehlerzustandes zu verhindern.

Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß die Hilfsschal-¹ ter als öffner ausgebildet und parallel geschaltet sind und daß hierzu in Reihe ein Prüfwiderstand und ein Schaltelement geschaltet sind, wobei das Schaltelement den Spulenstromkreis der parallelgeschalteten Einzelantriebe direkt oder über weitere Schaltmittel unterbricht. ,

Bei Einschalten der Betätigungsspannung sind die von den Ein-r zelantrieben betätigten als öffner ausgebildeten Hilfsschalter

geschlossen, so daß ein zusätzlicher Prüfstrom über das Schaltelement fließt, der jedoch nach ordnungsgemäßem Anziehen aller Einzelantriebe unterbrochen wird und damit das Schaltelement nicht zum Ansprechen bringt.

Im Fehlerfall, wenn entweder ein Einzelantrieb nicht anzieht oder nach Erreichen der Bndstellung, z.B. durch einen Spulenfehler o.a., wieder abfällt, wird der betreffende Öffner wieder geschlossen, der durch den Prüf widerstand bestimmte Prüfstrom fließt wieder über das Schaltelement, das dann anspricht und damit die Betätigungsspannung für das gesamte n-polige Schaltschütz unterbricht. Mit dem. Ansprechen des Schaltelementes und der Unterbrechung der Betätigungsspannung ist eine sofortige Wiedereinschaltung des fehlerhaften Schaltschützes und damit ein Herbeiführen eines zu Gefährdungen am Verbraucher führenden Schaltzustandes nicht möglich.

Ausführungsbeispiel

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung dargestellt. Es zeigen:

Fig, 1: die Grundschaltung

.Pig, 2 und 3* weitere Schaltungsvarianten mit zusätzlichen

Schaltmitteln

Bei der in Fig. 1 gezeigten Grundschaltung sind die Spulen der Einzelantriebe 1 eines 3-poligen Schützes parallelgeschaltet, die von den Einzelantrieben betätigten, als öffner ausgebildeten HiIfssehalter 2 ebenfalls parallelgeschaltet und mit einem Schaltelement in Form einer Sicherung 3 und einem .Prüfwiderstand 4 in Reihe .geschaltet·.

Beim Anlegen der Betätigungsspannung U„, d.h. Einschalten des Schützes, fließt kurzzeitig sowohl der Anzugsstrom der Spulen der Einzelantriebe 1 als auch der Prüfstrom, bestimmt durch den Prüfwiderstand 4 durch die Sicherung 3· Nach Erreichen der Schließstellung der Einzelantriebe 1 und dem damit verbundenen öffnen der HilfsschaltGi' 2 wird der Prüfstrom unterbrochen.

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Im Fehlerf all j» Ausfall eines Einzelantriebes .1 und damit Schließen eines Hilfsschal te rs 2 fließt der Prüf strom durch den Prüfwiderstand 4 und die Sicherung 3» die damit zum Abschmelzen gebracht wird und damit das gesamte Schaltschütz, d.h. auch die noch funktionsfähigen Einzelantriebe, ausschaltet, Ein Wiedereinschalten ist auch bei noch anstehendem Einschaltbefehl erst möglich, wenn die Sicherung 3 gewechselt bzw«, erneuert wird. Die Sicherung 3 und der Prüfwiderstand 4. sind dabei so zu bemessen, daß während des Kinschaltvorganges, der in dar Regel etwa 30 - 50 ms, max. etwa 100 ms je nach Antriebsart, dauert, die Sicherung nicht anspricht, aber im Fehlerfall nach wenigen Sekunden ausschaltet.

Bei der verbesserten Schaltungsvariante nach Fig. 2 ist parallel zu den parallelgeschalteten Hilfsschaltern 2 und dem Prüfwiderstand 4 ein Relais 3 geschaltet. Zu dieser Parallelschaltung ist die Sicherung 3 in Reihe geschaltet,und der als Schließer 6 ausgebildete Kontakt des Relais 5 ist in Reihe zu den parallelgeschalteten Spulen der Einzelantriebe 1 geschaltet. ,

Bei Anlögen der Betätigungsspannung U-g fließt bei dieser Schaltungsvariante der Spulenanzugs- und Haltestrom nicht mehr über die Sicherung 3· Damit kann der Prüfstrom kleiner gehalten und die Belastung der Hilfsschalter 2 verringert und der Sicherungsnennstrom herabgesetzt werden, verbunden mit dem weiteren Vorteil einer Reduzierung der Vorbelastung der Sicherung 3· Bei dieser Schaltungsvariante kann Prüfstrom und Sicherung so ausgelegt werden, daß im Fehlerfall, Wiederschließen eines Hilfsschalters 2, die Ausschaltzeit der Sicherung 3 z,B, auf 1-2 s reduziert werden kann. Durch das Relais 5 bzw. dessen Schließer 6 wird dabei das Schütz mit den Einzelantrieben 1 ein- und ausgeschaltet, ebenso im Fehlerfall bei Ansprechen der Sicherung 3« Ein Einschalten des Schützes ist dann auch hisr erst nach Wechseln der Sicherung 3 möglich. Weiterer Vorteil der Anordnung nach Fig. 2 ist die wesentliche

Reduzierung der Belastung dor Hilfsschalter 2, von denen der jeweils zuletzt öffnende bei einem normalen Einschaltvorgang den Prüfstrom unterbrechen muß.

Bine weitere mögliche Schaltungsvariante ist in Pig. 3 dargestellt. Hier ist parallel zur Reihenschaltung der Hilfsschal ter 2, Prüfwiderstand 4 und Sicherung 3 ein anzugsverzögertes Relais 7 geschaltet, das einen Öffner 8 und einen Schließer 9 aufweist. Hierbei ist der Öffner ö zur Sicherung 3 parallelgeschaltet und der Schließer 9 ist in Reihe mit den parallelgeschalteten Hilfssehaitern 2 und dem Prüfwiderstand 4 geschaltet und liegt somit nach öffnen des Öffners 8 in Reihe mit der Sicherung 3· .· ''

Mit Hilfe des anzugsverzögerten Relais 7, dessen Yerzögerungszeit durch den Widerstand 10 bestimmbar ist und der durch dieses Relais betätigten öffner 8 und Schließer 9 kann sowohl die Belastung der Hilfsschalter 2 als auch die Vorbelastung der Sicherung 3 vollständig -wer miede η werden. Bei Anlegen der Betätigungsspannung U-g ist die Sicherung 3 durch den öffner 8 überbrückt. Nach Anziehen der Magnete der Hinzelantriebe 1 öffnen die Hilfsschalter 2. Gleichzeitig bzw. unmittelbar danach öffnet öffner 8 und schließt Schließer 9 des anzugsverzögerten Relais 7.

Im Fehlerfall, Nichtanziehen eines der Binzelantriebe 1 und damit geschlossenen Hilfsschalter 2 des betreffenden Antriebes oder Zurückfallen eines fehlerhaften Hnzelantriebes 1 und damit ebenso Schließen des Hilfsschalters 2 fließt der Prüfstrom über Sicherung 3 und Prüfwiderstand 4 und bringt damit die Sicherung 3 zum Ansprechen und führt damit zum Ausschalten des gesamten 3-poligen Schützes.

Diese vorgeschlagenen Schaltungsanordnungen nach Fig. 1-3 bzw. nach dem B-rfindungsge danken können sowohl für elektromagnetische Antriebe für Wechselstrom oder Gleichstrom als auch für elektropneumatische Schützantriebe angewandt werden. Anstelle dar Schmelzsicherung könnte ebenso ein anderes, auf Überstrom ansprechendes Schaltelement 3» z.B. ein Leitungsschutzschalter, genommen werden. '

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Claims (5)

1. Erfindungsanspruch

   Schaltungsanordnung zur überwachung des Schaltzustandes von mehrpoligen Luft- oder Vakuumsc'hützen, die elektromagnetisch oder elektropneumatisch betätigt werden und aus n-einpoligan Schalteinheitön mit linzelantrieben je Pol aufgebaut sind, wobei die Spulen der Binzelantriebe elektrisch parallel geschaltet sind und die Einzelantriebe Hilfsschalter für die Überwachung betätigen für Gleich- und Wechselstrom, gekennzeichnet dadurch, daß die Hilfsschalter (2) als Öffner ausgebildet und parallel geschaltet sind und daß hierzu in Reihe ein Prüfwiderstand (4) und ein Schaltelement (3) geschaltet sind, wobei das Schaltelement den Spulenstromkreis der parallalgeschalte ten Einzelantriebe (1) direkt oder über weitere Schaltmittel unterbricht.
2. 2. Schaltungsanordnung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die parallelgeschalteten Hilfsschalter zu den ebenfalls parallelgeschalteten Spulen der Binzelantriebe (1) paraliel-geschaltot und das Schaltelement (3) hierzu in Reihe geschal bet sind. -
3. 3.· Schaltungsanordnung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß parallel zu der Reihenschaltung der parallelgeschalteten Hilfsschalter (2) und dem Prüfwiderstand (4) ein Relais (5) geschaltet ist, daß zu dieser Parallelschaltung das Schaltelement (3) in Reihe geschaltet ist und daß hierzu parallel die Reihenschaltung des als Schließer (6) ausgebildeten Kontaktes des Relais (6) und den parallelgesehalteten Spulen der Mnzelantriebe (1) geschaltet ist·
4. 4. Schaltungsanordnung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß parallel zur Reihenschaltung der parallelgeschalteten Hilfsschalter (2), Prüfwiderstand (4) und Schaltelement (3) ein anzugsverzögertes Relais (7) geschaltet ist, das einen öffner (8) und einen Schließer (9) aufweist, wobei der öffner (8) zum Schaltelement (3) parallelgeschaltot ist und

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   dar Schließer (9) in Reihe mit den parallelgeschalteten Hilfsschaltörn (2) und dem Prüfwiderstand (4) geschaltet ist und nach dem öffnen des Öffners (8) in Reihe mit dem Schaltelement (3) liegt.
5. 5. Schaltungsanordnung nach Punkt 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß als Schaltelement (3) eine Schmelzsicherung verwendet wird.

   - Hierzu 1 Blatt Zeichnung -