DE1011959B

DE1011959B - Einrichtung zur vorwiegend ohmschen Stromunterbrechung bei Schalterkontakten

Info

Publication number: DE1011959B
Application number: DES47583A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Werberger
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1956-02-21
Filing date: 1956-02-21
Publication date: 1957-07-11

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur vorwiegend ohmschen Stromunterbrechung bei Schalterkontakten im natürlichen Nulldurchgang, insbesondere bei Kontakten von Lastschaltern von Stufenregeleinrichtungen für Transformatoren, Drosseln, Kondensatoren usw., bei denen die unter Last schaltenden Kontakte sprunghaft von der einen in die andere Schaltstellung gebracht werden. Wenn verhältnismäßig große Lastströme zu schalten sind, weisen bekanntlich die unter Last zu schaltenden Kontakte einen dementsprechend großen Kontaktabbrand auf, weil die Kontakttrennung vollkommen unkontrolliert in irgendeinem Augenblick, z. B. kurz nach dem Stromnulldurchgang erfolgt, so daß der Schaltlichtbogen annähernd für die Dauer einer Halbwelle stehenbleibt.

Es hat nicht an Versuchen gefehlt, die darauf abzielten, die Kontakttrennung in der Nähe oder im Stromnulldurchgang vermittels eines sogenannten Synchronauslösers, z. B. Synchronmotor, Relais usw., vorzunehmen. Diese Einrichtungen konnten sich aber in der Praxis bisher nicht durchsetzen, weil sie einerseits umständlich und teuer und andererseits wegen der möglichen Verlagerung der Phasenlage des Laststroms empfindlich waren. Besonders nachteilig war, daß die auf die Schaltkontakte wirkenden treibenden und dämpfenden Kräfte sowie die Massenkräfte nur schwer so abzugleichen waren, daß der Schaltvorgang stets genau zu dem gewünschten Zeitpunkt kurz vor oder im Nulldurchgang der Strom- bzw. Spannungsphase lag.

Hier schafft die Erfindung in einfacher und billiger Weise Abhilfe und ermöglicht eine genau einstellbare, zeitgerechte Kontaktunterbrechung.

Gemäß der Erfindung ist mit dem festen Schalterkontakt ein Zusatzkontakt elektrisch verbunden, der gegenüber dem festen Kontakt so beweglich ist, daß er dem sich vom zugehörigen festen Kontakt abhebenden beweglichen Schalterkontakt unter Kontaktberührung eine gewisse Wegstrecke zwangläufig folgt und daß Mittel vorgesehen sind, die den Zusatzkontakt vor bzw. im Nulldurchgang des Schalterstroms von dem sich abhebenden beweglichen Schalterkontakt trennen. Dadurch ergibt sich der große Vorteil, daß an den Schalterkontakten kein oder wenigstens kein nennenswerter Kontaktabbrand mehr auftritt. Hierdurch kommt man zu einer verschleißfesten Schalterbauart von ungewöhnlich großer Lebensdauer, bei der Überholungsarbeiten und umständliche Kontaktauswechslungen erst nach langer Betriebszeit nötig werden.

An Hand der Zeichnung, die ein gemäß der Erfindung ausgebildetes Schalterkontaktpaar samt synchron arbeitender Steuereinrichtung zeigt, soll die Erfindung näher erläutert werden:

Einrichtung zur vorwiegend ohmschen
Stromunterbrechung bei Schalterkontakten

Anmelder:

Siemens-Schuckertwerke

Aktiengesellschaft,

Berlin und Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Heinrich Werberger, Nürnberg,
ist als Erfinder genannt worden

Mit 1 und 2 sind die beiden zusammenarbeitenden Kontakte eines Schalters bezeichnet, und zwar mit 1 der bewegliche Kontakt, der im Ausführungsbeispiel sich bereits von dem am Schaltergestell irgendwie fest angeordneten Kontakt 2 abgehoben hat. Mit 10 und 20 sind die beiden Stromzuführungen angedeutet. Der bewegliche Kontakt 1 kann, wie durch die Feder 11 angedeutet ist, nachgiebig an seinem nicht weiter dargestellten Tragteil befestigt sein. An diesem Tragteil ist des weiteren ein Anschlagstück 12 befestigt, das an seinem freien Ende eine Stellschraube 13 trägt. Durch eine mittlere Bohrung des festen Kontaktes 2 ragt ein in dieser Bohrung hin- und herbewegbarer Schaltstift 3, der als Zusatzkontakt zum Kontakt 2 anzusehen ist. Ein Stellring 4 begrenzt die Bewegung des Schaltstiftes 3 gegen den beweglichen Kontakt 1 zu. Durch die Leitung 5 ist der Schaltstift 3 galvanisch mit dem festen Kontakt 2 verbunden. An seinem hinteren Ende trägt der Schaltstift 3 einen Anschlagstift oder Nocken 30, der von einem Gabelteil 52 angegriffen wird, der wieder am freien Ende eines Ankers 50 eines Schützes 5 vorgesehen ist. Der Anker 50 wird durch eine Zugfeder 53 in die Offenstellung gedrängt und dadurch der Schaltstift 3 gegen den beweglichen Kontakt 1 zu bewegt. Die Öffnung des Gabelteils 52 ist so weit gemacht, daß zwischen dem Gabelteil und dem Anschlag 30 beim Bewegen aus den Endstellungen des Schaltstiftes 3 heraus jeweils das Gabelstück erst einen gewissen Leergang zurücklegen muß. Mit 51 ist die Erregerwicklung des Schützes 5 bezeichnet. Diese liegt in einem parallelen Stromzweig eines Steuer-Stromkreises 6, der eine Drosselspule 61 und einen Schalter 62 enthält, der als Hilfsschalter dient. Der feste Kontakt 63 dieses Hilfsschalters ist mit einer nachstellbaren Kontaktschraube 64 ausgerüstet, während der bewegliche Kontakt 65 unter der Wirkung

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einer Zugfeder 66 in die Offenstellung strebt, wo er am Anschlag 67 zur Auflage kommt. Der den beweglichen Kontakt 65 tragende Schaltarm ist über diesen Kontakt hinaus verlängert und trägt dort das Anschlagstück 68, das in den Bewegungsweg der am Anschlag 12 befestigten Stellschraube 13 ragt. Wenn sich also der bewegliche Kontakt 1 dem festen Kontakt 2 nähert, trifft er einerseits auf den Schaltstift 3, drückt diesen nach rechts und damit über die Gabel 52, den Schützanker 50 gegen das Schütz 5, gleichzeitig trifft die Stellschraube 13 auf das Anschlagstück 68 und bewegt den Hilfsschalter 62 in seine Schließstellung, in der durch Berühren der Kontakte 63 und 65 die Schützwicklung 51 kurzgeschlossen ist.

Ausgehend von dieser Schließstellung, soll im nachstehenden der Ausschaltvorgang beschrieben werden:

Wenn sich der bewegliche Schalterkontakt 1 von seinem zugehörigen festen Schalterkontakt 2 abhebt, kann der Schaltstift 3, da die Schützwicklung 51 kurzgeschlossen ist, unter dem Zug der auf den Schützanker 50 wirkenden Zugfeder 53 dem sich abhebenden Kontakt 1 folgen, höchstens aber bis der verstellbar angebrachte Stellring 4 auf den Kontakt 2 trifft. Da gleichzeitig mit dem beweglichen Kontakt 1 auch der mit ihm verbundene Anschlagteil 12 bewegt wird, folgt der Anschlagteil 68 des Hilfsschalters 62 der Anschlagschraube 13 des Anschlagteils 12 und hebt unter dem Zug der Feder 66 den beweglichen Kontakt 65 von dem festen Kontakt 63 bzw. dessen Stellschraube 64 ab. Am Anschlag 67 findet dann der Tragarm des beweglichen Kontakts 65 seine Auflage. In diesem Zeitpunkt löst sich die Stellschraube 13 von ihm, und diese bewegt sich frei weiter mit dem Kontakt 1 bis in dessen Offenstellung. Beim Abheben des beweglichen Kontakts 65 des Hilfsschalters 62 vom Gegenkontakt 63, 64 wurde der Steuerstromkreis 6 unterbrochen, und der am sich öffnenden Hilfsschalter zwischen den Kontaktteilen 65 und 63 bzw. 64 entstehende Lichtbogen brennt bis zum nächsten Stromnulldurchgang des Steuerstromkreises. Der Steuerstromkreis hängt irgendwie mit dem durch die Kontakte 1 und 2 zu unterbrechenden Strom zusammen und ist von diesem zweckmäßig über Stromwandler oder Widerstände abgegriffen. Damit hat der Steuerstromkreis auch gleiche Phasenlage, jedoch wegen Einbau der Drossel 61 um 90° verschobene Phasenlage wie der Schaltstrom. Nach Erlöschen des Lichtbogens am Hilfsschalter 62 tritt die wiederkehrende Spannung mit ihrem Scheitelwert an der Schützwicklung 51 auf, da die der Schützspule vorgeschaltete Drossel 61 eine Phasenverschiebung um 90° erzeugt hat. Der Anker 50 des Schützes wird nunmehr kräftig angezogen, und der mit ihm verbundene Gabelteil 52 zieht den daran angelenkten Schaltstift 3 praktisch im Nulldurchgang des Laststroms zurück und hebt ihn damit von dem beweglichen Schalterkontakt 1, dem er bis dahin zwangläufig unter dem Zug der Feder 53 gefolgt war, sprunghaft ab. Durch entsprechende Verstellung der Stellschrauben 13,64 des Stellringes 4 sowie Wahl des Leerganges am Gabelteil 52 und der Eigenzeit desSchützes5 ist unschwer zu erreichen, daß die Kontakttrennung einwandfrei lichtbogenfrei erfolgt. Die zu bewegenden Massen von Schaltstift und Schützanker sind sehr klein. Die richtige Einstellung der Kontakttrennung auf die Zeit kurz vor bzw. im Stromnulldurchgang läßt sich leicht durch oszillografische - Messungen korrigieren bzw. einstellen. Den Schaltstift 3 macht man zweckmäßig so lang, daß er mit dem abgehenden Schaltkontakt 1 mindestens über zwei Halbwellen lang in Berührung bleibt. Da der Schaltstift also nur äußerst kurzzeitig allein eingeschaltet ist, z. B. etwa nur 20 ms, kann er, da er praktisch im Nulldurchgang öffnet und somit keinen nennenswerten Abbrand aufweist, ein sehr kleines Gewicht aufweisen, damit können auch die ihn ίο bewegenden Steuermittel klein und demgemäß billig sein.

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur vorwiegend ohmschen Stronfc unterbrechung im natürlichen Nulldurchgang von Schalterkontakten, insbesondere den Kontakten der Lastschalter von Stufenregeleinrichtungen für Transformatoren u. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß mit dem festen Schalterkontakt ein Zusatzkontakt elektrisch verbunden ist, der gegenüja| dem festen Kontakt so beweglich ist, daß er dl sich vom zugehörigen festen Kontakt abhebende! beweglichen Kontakt unter Kontaktberührung eine gewisse Wegstrecke zwangläufig folgt und daß Mittel vorgesehen sind, die diesen Zusatzkontakt von dem sich abhebenden beweglichen Schalterkontakt kurz vor bzw. im Stromnjilldurchgang des Schalterstroms trennen. ■

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzkontakt als dünner Stift ausgebildet ist und den zugehörigen festen Schalterkontakt vorzugsweise mittig durchsetzt. «

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge^ kennzeichnet, daß der Zusatzkontakt durch ein von dem den Schalter durchfließenden oder von ihm abhängigen Strom gesteuertes Schütz betätigt

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4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerschütz in einem Pärc allelzweig eines einen Steuerschalter enthaltenden Stromkreises liegt.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschalter von dem beweglichen Schalterkontakt betätigt wird.

6. Einrichtung nach Anspruch 1 und 4, daduiftäi

gekennzeichnet, daß der Steuerschalter beim Abheben des beweglichen Schalterkontaktes nach Zurücklegung einer bestimmten Wegstrecke geöffnet wird.

7. Einrichtung nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnungsweg des unter der Wirkung einer Zugfeder in seine Offenstellung strebenden beweglichen Kontaktes des Steuerschalters durch vorzugsweise nachstellbare An- schlage veränderbar ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Kontakt «Jes Steuerschalters mit einem am beweglichen Schalterkontakt angebrachten und vorzugsweise nachstellbaren Anschlag betätigt wird.

9. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schützanker unter Zwischenschaltung eines Leerganges mit dem Zusatzkontakt verbunden ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 607 651,648 888, :

179, 665 797, 694 934, 702 051.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen