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Elektromagnetisch gesteuertes Druckluftschließgerät für Kurzschlußversuche
Für Kurzschlußversuche mit elektrischen Schaltern und für andere ähnliche Versuche
ist es von größter Bedeutung, daß der Prüfstromkreis mit großer Genauigkeit in einem
beabsichtigten Zeitpunkt geschlossen wird. Dies gilt besonders für die Prüfung mehrphasiger
Schalter. Hier ist es gewöhnlich notwendig, die Stromkreise der verschiedenen Phasen
absolut gleichzeitig zu schließen bzw. nur mit einer Abweichung von höchstens einigen
elektrischen Graden.
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In gewissen Fällen kann es auch erforderlich sein, die Stromkreise
der verschiedenen Phasen zu verschiedenen Zeitpunkten zu schließen, wobei aber die
Zeiten zwischen den Schließpunkten im voraus mit großer Genauigkeit festgelegt sein
müssen.
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Bei bisher verwendeten Anordnungen zur Durchführung eines Kurzschlußversuches
sind Schalter verwendet worden, die durch irgendeine mechanische Anordnung ausgelöst
wurden, z. B. Sperrhaken od. dgl. Die Auslösezeit für solche Sperrhaken ist aber
verhältnismäßig lang, so daß die erzielte Einschaltgenauigkeit in vielen Fällen
nicht ausreicht.
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Es sind im übrigen schnell wirkende Ausschalter bekannt, bei denen
der unter Federspannung stehende Schaltkontakt mit Hilfe einer Reibungskupplung
in der Einschaltstellung gehalten wlrd'-wobei die für das Einkuppeln 'der lEamellenkupplung
erforderliche Anpreßkraft von dem Schaltgestänge über einen Winkelhebel abgeleitet
wird. Zur Auslösung des Schalters wird diese Anpreßkraft aufgehqben bzw. verringert,
worauf die Ausschaltung sehr schnell erfolgt. Es ist deshalb- auch eine Ausschaltung
zu einem genauen Zeitpunkt möglich. Ein entsprechend aufgebautes Stromschließgerät'würde
gegenüber den bekannten Geräten aber keine Vorteile aufweisen, da ein Stromschließgerät
unter wesentlich ungünstigeren Bedingungen arbeitet als ein Ausschalter.
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Bei einem mit Federkraft arbeitenden Ausschalter steht im Ausschaltaugenblick
die volle Federkraft zur Verfügung, die auch noch durch die im Sinne eines Abhebens
des Schaltkontaktes wirkende Stromkraft unterstützt wird,- während bei einem Stromschließgerät
die Federkraftsim Schaltaugenblick bereits entsprechend dem von der Schaltbrücke
zurückgelegten Weg abgenommen hat, wobei dann dieser verminderten Federkraft: auch
noch die Stromkraft entgegenwirkt, die bei Kurzschlußversuchen ganz erhebliche Werte
annehmen kann. Da in der Einschaltstellung des Schaltkontaktes der Kontaktdruck''
auf jeden Fall größer als die größtmögliche Strämkraft sein muß, ergibt sich in
der Ausschaltstellung, also bei vollständig gespannter Feder, eine sehr große Federkraft,
die nur durch verhältnismäßig robuste mechanische Sperren, wie z. B. Klinken, Sperrhaken
od. dgl., abgefangen werden kann, wenn ein unbeabsichtigtes Schalten vermieden werden
soll. Wie bereits erwähnt, erfordert die Auslösung derartiger Sperren aber eine
verhältnismäßig lange Zeit.
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Die Erfindung bezieht sich auf ein elektromagnetisch gesteuertes
Druckluftschließgerät für Kurzschlußversuche, dessen bewegliches Schaltstück bzw.
Schaltstücke in der Ausschaltlage gegen die Schließkraft verklinkt gehalten wird.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Schließkraft durch einen Síeuerbefehl
erzeugt wird durch Verbinden der einen Kammer eines Zweikammer-Druckluftsystems
mit der Außenluft und daß nach Herstellen dieser Verbindung durch einen nachfolgenden
Steuerbefehl die Verklinkung ausgelöst wird.
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Infolge der Verwendung von Druckluft ergibt sich eine große und bis
in die Schließstellung praktisch gleichbleibende, auf das Schaltstück wirkende Schließkraft.
Da diese Schließkraft erst durch einen Steuerbefehl-kurz vor der beabsichtigten
Schaltung erzeugt wird, braucht die Verklinkung auch erst kurz vorher wirksam zu
werden. Sie darf deshalb während ihrer kurz zeitigen Wirksamkeit überlastet werden.
Ein Verklinkungsmagnet kann daher sehr klein bemessen werden und besitzt somit eine
sehr kurze Ausschaltzeit. Wird für die Verklinkung ein Magnet mit einem mit der
Außenluft in Verbindung stehenden Hohlraum seines Ankers verwendet, so wird die
Magnetkraft durch die Druckluft unterstütit. In diesem Fall
kann
der Verklinkungsmagnet ganz besonders klein und mit entsprechend geringer Ausschaltzeit
ausgefiihrt werden. Die verwendete Druckluft, die auf dem Betätigungskolben schon
vom Anfang der Auslösung an lastet und eine praktisch konstante Beschleunigung der
Schaltkontaktstücke bewirkt, ermöglicht im Zusammenhang mit der kurzen Entklinkungszeit
ein genaues Einhalten eines im voraus festgelegten Schließzeitpunktes, wie es für
Kurzschlußversuche erforderlich ist.
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Schließlich wird dadurch, daß die Schließkraft erst kurz vor der
beabsichtigten Schaltung aufgebracht wird, ein ungewolltes Einschalten praktisch
unmöglich gemacht. Dies ist gerade bei Kurzschlußversuchen, bei denen unter Umständen
außerordentlich große Leistungen zur Verfügung stehen, sehr wichtig.
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Die Erfindung ist im folgenden an Hand der Zeichnung erläutert. Hierin
bezeichnet 1 einen Druckluftbehälter, der durch eine Zwischenwand 2 in zwei Räume
3 und 4 geteilt ist. Beide sind mit Druckluft gefüllt, welche durch Leitungen 5
und 6 zugeführt wird. An der Zwischenwand ist ein Zylinder 7 befestigt, in welchem
zwei Kolben 8 und 9 angeordnet sind; sie sind durch eine Kolbenstange 10 verbunden,
die auch die Kontaktbrücke 11 trägt. Sie verbindet in der geschlossenen Lage des
Schalters die festen Kontaktstücke 12 und 13. Diese Kontakte werden von in der Wand
des Behälters 1 befestigten Durchführungsisolatoren 14 und 15 getragen. Der Behälter
1 ist oben durch einen Inspektionsdeckel 16 und unten durch einen Deckel 17 verschlossen,
der einen Haltemagnet 18 trägt. Der Zylinder 7 ist durch die Zwischenwand 2 in zwei
Räume 19 und 20 aufgeteilt.
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Der Raum 19 steht durch eine Rohrleitung 21 in Verbindung mit einem
elektromagnetisch betätigten Ventil 22, das diesen entweder mit dem Raum 4 durch
eine Rohrleitung 23 oder mit der Außenluft verbindet. Das Ventil 22 wird durch die
Spule 24 gesteuert.
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Am Kolben 9 ist ein Anker 25 befestigt, der in der offenen Lage des
Schalters vom Haltemagneten 18 festgehalten wird. Außerdem ist im Zylinderraum 19
eine Schraubenfeder 26 angeordnet, die die Kolben 8 und 9 in die gezeichnete Lage
zurückführt, wenn der Raum 19 über das Ventil 22 mit dem Raum 4 verbunden ist. Der
scheibenförmige Anker 25 ist an der Unterseite schwach ausgehöhlt, und der Raum
27, der dabei zwischen dem Anker und dem Haltemagneten gebildet wird, steht durch
einen Kanal 28 im Haltemagneten in Verbindung mit der Außenluft. Hierdurch wird
der Anker 25 am Magneten 18 durch die magnetische Zugkraft und auch durch den Luftdruck
im Raum 4 festgehalten. An Stelle einer vollständigen Aushöhlung des Ankers 25,
die in Fig. 1 gezeigt wird, kann diese durch eine Kreisnut 34 ersetzt werden, die
in Fig. 2 gezeigt ist.
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Der Haltemagnet (Fig. 3) ist zweckmäßig so ausgeführt, daß er aus
einem Ring 29 aus permanentmagnetischem Material besteht, der an einem Joch 30 aus
weichem Eisen befestigt ist. Dieses trägt einen zentralen Kern 31 aus weichem Eisen,
er ist oben von einem am magnetischen Ring 29 befestigten U-förmi-
gen Polring 32
umgeben, in dem die eine Entmagnetisierungswicklung 33 liegt. Um die Größe des Haltemagneten
zu vermindern und damit seine Ansprechzeit herabzusetzen, kann man neben diesem
einen oder mehrere Permanentmagneten ohne Entmagnetisierungsanordnung anordnen,
welche nicht selbst, sondern in Zusammenwirken mit dem entmagnetisierbaren Haltemagneten
18 den Kolben 9 festhalten können.
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Um die Bewegung der Kolben 8 und 9 und der Kontaktbrücke 11 zu begrenzen,
ist an der Kolbenstange 10 über dem Zylinder 7 die Traverse 35 befestigt, die mit
ihren Enden in zwei am Zylinder 7 befestigten Bügeln 36 geführt ist.
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Die Anordnung wirkt in folgender Weise: Beim Ausführen eines Kurzschlußversuches
erhält man über die den Schaltversuch steuernde Kontrollerwalze einen Strom durch
die Wicklung 24, der das Ventil 22 so steuert, daß der Raum 19 im Zylinder 7 über
die Leitung 21 in Verbindung mit der Außenluft gebracht wird. Unmittelbar danach
erhält auch der Haltemagnet 18 iiber die Kontrollerwalze einen Auslöseimpuls durch
die Wicklung 33, der Anker 25 wird freigegeben, so daß der Kolben 9 von dem im Raum
4 wirkenden Druck mit großer Kraft nach oben geführt wird, bis seine Bewegung durch
das im oberen Teil des Raumes 20, d. h. oberhalb des Kolbens 8 gebildete Luftkissen
gedämpft wird. Die Bewegung nach oben wird schließlich dadurch begrenzt, daß das
Querstück 35 den Bogen der Bügel 36 erreicht. Die Kontaktbrücke 11 hat dabei die
festen Kontaktstücke 12 und 13 verbunden.
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Wenn der Schalter geöffnet werden soll, wird das als Dreiwegeventil
ausgebildete Ventil 22 umgelegt, so daß der Raum 19 über die Leitungen 21 und 23
in Verbindung mit dem Raum 4 gebracht wird. Da hierdurch der Druck auf beiden Seiten
des Kolbens 9 gleich wird, so wird dieser unter Einwirkung der Feder 26 wieder nach
unten geführt, bis der Anker 25 am Haltemagneten 18 anliegt.
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PATENTANSPROCHE: 1. Elektromagnetisch gesteuertes Druckluftschließgerät
für Kurzschlußversuche, dessen bewegliches Schaltstück bzw. Schaltstücke in der
Ausschaltlage gegen die Schließkraft verklinkt gehalten wird, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schließkraft durch einen Steuerbefehl erzeugt wird durch Verbinden der einen
Kammer (19) eines Zweikammer-Druckluftsystems (4 bis 19) mit der Außenluft und daß
nach Herstellen dieser Verbindung durch einen nachfolgenden Steuer befehl die Verklinkung
ausgelöst wird.