DE1126976B

DE1126976B - Protective device against premature activation of an overcurrent multi-phase switch-disconnector

Info

Publication number: DE1126976B
Application number: DES60610A
Authority: DE
Inventors: Horst Heidenreich
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1958-11-14
Filing date: 1958-11-14
Publication date: 1962-04-05

Description

Schutzeinrichtung gegen vorzeitiges Ansprechen eines Überstrom führenden mehrphasigen Lasttrennschalters In elektrischen Mehrphasennetzen werden häufig die Abzweige über Reihenschaltungen von Hochspannungssicherungen und Lasttrennschalter geführt. Um nach Ansprechen einer Hochspannungssicherung einen unsymmetrischen Betrieb zu vermeiden, wird meist die allpolige Ausschaltung des Lasttrennschalters durch das Ansprechen nur einer Hochspannungssicherung verlangt. Bei einer bekannten Ausführung wirken die Schlagstifte der Sicherungen auf einen gemeinsamen Schlagteller, der um einen Hebelarm drehbar befestigt ist. Der Hebelarm hat eine Klinke, die auf ein unter Federdruck stehendes Getriebe einwirkt, welches seinerseits den Lastschalter zum Ansprechen bringt. Bereits beim Abschalten einer einzigen Sicherung wird -der Lastschalter mit geringem Verzug ausgelöst. Da die Hochspannungssicherungen nicht unbedingt gleichzeitig unterbrechen, was eine Folge der verschieden langen Schmelzzeiten im Bereich der zugelassenen Toleranzen ist, kann der Lasttrennschalter durch die zuerst ansprechende Sicherung bereits dann ausgelöst sein, wenn die anderen Sicherungen noch gar nicht unterbrochen haben. Hierbei besteht die Gefahr, daß die nicht unterbrochenen Phasenleiter einen Fehlerstrom führen, der über dem zulässigen Ausschaltstrom des Lasttrennschalters liegt. Hierdurch kann der Lasttrennschalter überfordert und die Betriebssicherheit der zugeordneten Anlage gefährdet werden.Protective device against premature activation of an overcurrent Multi-phase switch-disconnectors In electrical multi-phase networks, the Branches via series connections of high-voltage fuses and switch disconnectors guided. To ensure asymmetrical operation after a high-voltage fuse has responded to avoid is usually the all-pole disconnection of the switch-disconnector only requires one high-voltage fuse to respond. In a known design the striking pins of the fuses act on a common striking plate, the is mounted rotatably about a lever arm. The lever arm has a latch that is on a gear under spring pressure acts, which in turn controls the load switch to respond. When a single fuse is switched off, the Load switch tripped with little delay. Because the high voltage fuses are not must be interrupted at the same time, which is a consequence of the different long melting times is in the range of the permitted tolerances, the switch-disconnector can be replaced by the The fuse that responds first will be triggered when the other fuses haven't stopped at all. There is a risk that the uninterrupted Phase conductors carry a fault current that exceeds the permissible breaking current of the Switch-disconnector. This can overwhelm the switch disconnector and the Operational safety of the assigned system are endangered.

Die Erfindung bringt eine Verbesserung an einer Schutzeinrichtung gegen vorzeitiges Ansprechen eines Überstrom führenden mehrphasigen Lasttrennschalters, der mit Hochspannungssicherungen in den einzelnen Phasenleitern in Reihe geschaltet ist und über ein Zeitglied in Ausschaltabhängigkeit von der zuerst ansprechenden Hochspannungssicherung steht. Gemäß der Erfindung ist das Zeitglied derartig bemessen, daß seine Zeiteinstellung größer ist als der für die Hochspannungssicherungen zugelassene Zeittoleranzbereich. Auf diese Weise wird erreicht, daß die nach dem Durchschmelzen der ersten Sicherung ansprechenden übrigen Hochspannungssicherungen, die einen Fehlerstrom führen, ihren Stromkreis unterbrechen, bevor der Lasttrennschalter abgeschaltet hat. Dadurch wird vermieden, daß der Lasttrennschalter zerstört wird.The invention brings an improvement to a protective device against premature response of an overcurrent carrying multi-phase switch-disconnector, connected in series with high voltage fuses in the individual phase conductors is and via a timer in switch-off dependency of the first responding High-voltage fuse is in place. According to the invention, the timing element is dimensioned such that that its time setting is greater than that permitted for the high-voltage fuses Time tolerance range. In this way it is achieved that the after melting the first fuse responding other high-voltage fuses, which have a fault current lead, interrupt their circuit before the switch-disconnector is switched off Has. This prevents the switch-disconnector from being destroyed.

Zur näheren Erläuterung wird auf die Ausführungsbeispiele in der Zeichnung verwiesen. Es zeigt Fig. 1 schematisch die neue Schutzeinrichtung mit elektromagnetischem Auslöser für den Lasttrennschalter, Fig. 2 schematisch die neue Schutzeinrichtung mit mechanischem Auslöser für den Lasttrennschalter. In den Fig. 1 und 2 sind gleiche Schalt- und Bauelemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.For a more detailed explanation, reference is made to the exemplary embodiments in the drawing referenced. It shows Fig. 1 schematically the new protective device with electromagnetic Trigger for the switch-disconnector, Fig. 2 schematically shows the new protective device with mechanical release for the switch-disconnector. In Figs. 1 and 2 are the same Switching and components are provided with the same reference numerals.

In Fig. 1 sind die Hochspannungssicherungen 1, 2 und 3 an die Phasenleiter R, S und T eines Drehstromnetzes angeschlossen. Das andere Ende der Sicherungen führt über entsprechende Klemmkontakte 4, 5 und 6 zu den Klemmen eines nicht dargestellten Lasttrennschalters und von diesem zu den eigentlichen Verbrauchern. Die Hochspannungssicherungen 1, 2 und 3 sind jeweils mit einem Schlagstift 7, 8 und 9 ausgerüstet. Dieser Schlagstift befindet sich dann, wenn die Hochspannungssicherung nicht ausgelöst hat, im Innern des Hohlzylinders der Hochspannungssicherung. Beim Ansprechen einer Hochspannungssicherung wird der Schlagstift unter Federkraft nach unten herausgedrückt. Für jeden Schlagstift ist ein Schlagteller 10, 11 und 12 vorgesehen, der jeweils an einem Hebelarm 13, 14 und 15 befestigt ist. Die Hebelarme 13,14 und 15 sind drehmomentenschlüssig mit einer Auslösewelle 16 verbunden. Am rechten Ende der Auslösewelle 16 befindet sich ein Ringrohr 17, das über ein Haltestück 18 mit der Auslösewelle 16 verbunden ist. Das Ringrohr 17 kann z. B. aus Glas oder einem anderen Isolierstoff bestehen, zumindest aber muß seine Innenfläche isoliert sein. In einem Halbbogen dieses Ringrohres 17 sind zwei Kontakte 19 und 20 eingelassen, die isoliert durch die Außenwand des Ringrohres 17 nach innen geführt sind. Das Ringrohr ist zum Teil mit einer leitenden Flüssigkeit, z. B. Quecksilber, gefüllt. An einer Stelle ist das Ringrohr durch ein Drosselventil 21 verengt. Der Kontakt 19 ist direkt mit dem einen Ende der Auslösespule 22 für den Lasttrennschalter und der Kontakt 20 ist über eine Stromquelle mit dem anderen Ende der Auslösespule 22 verbunden. Wird die Auslösespule 22 erregt, so öffnet der Lasttrennschalter.In Fig. 1, the high voltage fuses 1, 2 and 3 are connected to the phase conductors R, S and T of a three-phase network connected. The other end of the fuses leads via corresponding terminal contacts 4, 5 and 6 to the terminals of a not shown Switch disconnector and from this to the actual consumers. The high voltage fuses 1, 2 and 3 are each equipped with a striker 7, 8 and 9. This striker is located inside if the high-voltage fuse has not tripped of the hollow cylinder of the high-voltage fuse. When a high-voltage fuse triggers the striker is pushed out downwards under spring force. For every striker a beater plate 10, 11 and 12 is provided, each of which is attached to a lever arm 13, 14 and 15 is attached. The lever arms 13, 14 and 15 are torque-locked with a trip shaft 16 connected. At the right end of the release shaft 16 is located an annular tube 17 which is connected to the release shaft 16 via a holding piece 18. The ring tube 17 can, for. B. made of glass or some other insulating material, at least but its inner surface must be insulated. In a semicircle of this ring tube 17 two contacts 19 and 20 are embedded, which are isolated by the outer wall of the ring tube 17 are led inside. The ring tube is partially covered with a conductive liquid, z. B. mercury filled. At one point the ring pipe is through a throttle valve 21 narrowed. The contact 19 is directly with one end of the trip coil 22 for the Load break switch and the contact 20 is connected to a power source with the other end the trip coil 22 connected. If the trip coil 22 is energized, the load break switch opens.

Spricht eine der Hochspannungssicherungen 1, 2 oder 3 an, während die übrigen Sicherungen noch nicht angesprochen haben, so schlägt zunächst der Schlagstift dieser Hochspannungssicherung auf den Schlagteller des zugeordneten Hebelarmes, und dieser verdreht, da er mit der Auslösewelle 16 drehmomentenschlüssig verbunden ist, die Auslösewelle 16 und das Ringrohr um einen bestimmten Winkelweg. Das Ringrohr befand sich vorher in der Ruhestellung, d. h., die Kontakte 19 und 20 wurden vom Quecksilber nicht berührt. Es bestand also keine elektrische Verbindung zwischen den beiden Kontakten. Ausgelöst durch den Schlagstift der zuerst ansprechenden Hochspannungssicherung hat sich das Ringrohr so gedreht, daß der Halbbogen mit den beiden Kontakten 19 und 20 (wie in der Fig. 1 dargestellt) die untere Stellung einnimmt. Das im Ringrohr vorhandene Quecksilber fließt nunmehr über das Drosselventil 21 in den Halbbogen mit den beiden Kontakten 19 und 20. Da das Drosselventil das Quecksilber nur langsam in den Halbbogen mit den beiden Kontakten 19 und 20 fließen läßt, wird eine bestimmte Zeit benötigt, bis zwischen den beiden Kontakten 19 und 20 elektrische Verbindung besteht. Diese Zeit ist so bemessen, daß sie größer ist als die zugelassene Toleranz in der Schmelzzeit der Hochspannungssicherungen. Die übrigen Fehlerüberstrom führenden Hochspannungssicherungen werden also ihren Stromkreis unterbrechen, bevor der Lasttrennschalter abgeschaltet hat. Erst nachdem die beiden Kontakte 19 und 20 durch das Quecksilber miteinander elektrisch verbunden sind, schaltet auch der Lasttrennschalter ab.Responds to one of the high voltage fuses 1, 2 or 3 while the other fuses have not yet responded, the striker will strike first this high-voltage fuse on the striking plate of the assigned lever arm, and this rotates because it is connected to the release shaft 16 in a torque-locking manner is, the release shaft 16 and the ring tube by a certain angular path. The ring pipe was previously in the rest position, d. i.e., contacts 19 and 20 were dated Mercury not touched. So there was no electrical connection between the two contacts. Triggered by the striker of the first responding high-voltage fuse the ring tube has rotated so that the half-arc with the two contacts 19 and 20 (as shown in FIG. 1) assumes the lower position. That in the ring pipe Any mercury present now flows through the throttle valve 21 into the semicircle with the two contacts 19 and 20. Since the throttle valve only slowly releases the mercury in the semicircle with the two contacts 19 and 20 can flow, a certain Time required until between the two contacts 19 and 20 electrical connection consists. This time is calculated so that it is greater than the permitted tolerance in the melting time of the high voltage fuses. The remaining fault overcurrent carrying High voltage fuses will therefore interrupt their circuit before the load break switch has switched off. Only after the two contacts 19 and 20 through the mercury are electrically connected to each other, the switch-disconnector also switches off.

Wird durch das Ansprechen nur einer Hochspannungssicherung der Überstrom beseitigt, so wird der Lasttrennschalter über das Zeitglied ebenfalls verzögert zum Abschalten angeregt.If only one high-voltage fuse is triggered, the overcurrent eliminated, the switch-disconnector is also delayed via the timer encouraged to switch off.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 unterscheidet sich von dem nach Fig. 1 dadurch, daß an Stelle der elektrischen Auslösung eine mechanische Auslösung vorgesehen ist. Hierzu ist auf dem rechten Ende der Auslösewelle 16 eine Klinkenvorrichtung 23 befestigt. Diese Klinkenvorrichtung enthält eine Klinke 24, gegen die sich in der Ruhestellung von links die Hebelstange 25 abstützt. Die Hebelstange steht dabei ; unter dem Zug der Feder 26. An ihrem oberen Ende ist an diese Hebelstange eine Kolbenstange 27 angelenkt. Das andere Ende der Kolbenstange 27 ist mit einem Kolben 28 verbunden, der seinerseits in einem Zylinder 29 geführt ist. Der Zylinder 29 ist mit einem ; Druckmittel, z. B. Luft oder Öl, gefüllt. Seine Öffnung 30 ist mit einem Drosselventil 31 verbunden, das seinerseits zu einem nicht dargestellten Druckmittelbehälter oder ins Freie führt. Die Hebelstange 25 ist bei 32 drehbar gelagert. Ihr Endstück ist so ausgebildet, daß dieses bei Drehung der Hebelstange 25 um den Drehpunkt 32 gegen ein mechanisches Auslöseglied 33 des nicht dargestellten Lasttrennschalters schlägt.The embodiment according to FIG. 2 differs from that according to Fig. 1 in that instead of the electrical release, a mechanical release is provided. For this purpose, there is a ratchet device on the right end of the release shaft 16 23 attached. This ratchet device includes a pawl 24 against which in the lever rod 25 is supported from the left in the rest position. The lever rod is there ; under the tension of the spring 26. At the upper end of this lever rod is a Piston rod 27 is articulated. The other end of the piston rod 27 is connected to a piston 28, which in turn is guided in a cylinder 29. The cylinder 29 is with one; Pressure means, e.g. B. air or oil filled. Its opening 30 is with connected to a throttle valve 31, which in turn leads to a pressure medium tank, not shown or leads into the open. The lever rod 25 is rotatably mounted at 32. Your tail is designed so that when the lever rod 25 rotates about the pivot point 32 against a mechanical release element 33 of the switch disconnector, not shown beats.

Spricht eine der Hochspannungssicherungen an, so schlägt der Schlagstift auf den zugeordneten Schlagteller des Hebelarmes, der seinerseits die Auslösewelle und damit die Klinkenvorrichtung 23 dreht. Die Klinke 24 der Klinkenvorrichtung 23 gibt der Hebelstange 25 den Weg (nach rechts) frei, und diese steht nun allein unter dem Zug der Feder 26. Die Bewegung der Hebelstange wird durch den Kolben 28 mit Kolbenstange 27 gehemmt, da der Kolben 28 zunächst das- im Zylinder 29 vorhandene Druckmittel über das Ventil 31 hinausdrücken maß. Die Abströmgeschwindigkeit des Druckmittels aus dem Zylinder 29 wird durch die Öffnung des Drosselventils 31 bestimmt. Das untere Ende der Hebelstange 25 benötigt also eine gewisse Zeit, bis es mit dem mechanischen Auslöseglied des Lasttrennschalters in Berührung kommt und diesen zum Ansprechen bringt. Im übrigen ist die Wirkungsweise der Schutzeinrichtung nach Fig. 2 die gleiche wie der nach Fig. 1.If one of the high voltage fuses responds, the striker will strike on the associated hammer plate of the lever arm, which in turn is the trigger shaft and thus the ratchet device 23 rotates. The pawl 24 of the ratchet device 23 gives the lever rod 25 the way (to the right) free, and this is now alone under the tension of the spring 26. The movement of the lever rod is controlled by the piston 28 inhibited with piston rod 27, since piston 28 is initially the one present in cylinder 29 Press pressure medium beyond the valve 31 measured. The outflow velocity of the Pressure medium from the cylinder 29 is determined by the opening of the throttle valve 31. The lower end of the lever rod 25 so requires a certain time before it with the mechanical release element of the switch disconnector comes into contact and this to Appeals. Otherwise, the mode of operation of the protective device according to Fig. 2 is the same as that of FIG. 1.

Um eine leichte Anpassung der in den Zeitgliedern nach Fig. 1 und 2 eingestellten Zeit durchführen zu können, können die in diesen Zeitgliedern vorgesehenen Drosseln und Drosselventile einstellbar gemacht werden. .In order to be able to easily adapt the timing elements according to FIGS. 1 and 2 to be able to carry out the time set in these timers Throttles and throttle valves can be made adjustable. .

An Stelle der beschriebenen Zeitglieder können auch andere mechanische oder elektrische Zeitglieder verwendet werden. So ist es z. B. auch möglich, ein elektrisches Zeitglied zu verwenden, dessen Einschaltung über drei parallel geschaltete Kontakte, die jeweils einem Schlagstift der Hochspannungssicherungen zugeordnet sind, die Abschaltung des Lasttrennschalters rein elektrisch vorzunehmen. Schließt einer der Schlagstifte einen der parallel geschalteten Kontakte, so wird das Zeitglied angeregt, das dann seinerseits nach einer bestimmten Zeit die Abschaltung des Lasttrennschalters einleitet.Instead of the timers described, other mechanical or electrical timers can be used. So it is z. B. also possible a To use an electrical timer, which is switched on via three parallel-connected Contacts, each assigned to a striker of the high-voltage fuses are to switch off the switch-disconnector purely electrically. Closes one of the striker pins becomes one of the contacts connected in parallel, then the timer stimulated, which in turn switches off the switch-disconnector after a certain time initiates.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Protective device against premature response an overcurrent multi-phase switch disconnector with high voltage fuses is connected in series in the individual phase conductors and via a timing element in Switch-off dependency on the high-voltage fuse that responds first, characterized by such a dimensioning of the timer that its time setting is greater than the time tolerance range permitted for the high-voltage fuses.

2. Protection device according to claim 1, characterized in that the timing element a release shaft with one torque lock for each high-voltage fuse has attached lever arm, which in turn each (loose or tight) with a striker the associated high-voltage fuse are coupled.

3. Protective device according to Claim 1 and 2, characterized in that the timing element is at least one. in his The inner tube is insulated and partially filled with conductive liquid. whose cross-section is narrowed at one point by a throttle valve and its a semicircle two outwardly leading contacts for the circuit of the release element of the switch-disconnector.

4. Protection device according to claim 1 and 2, characterized characterized in that a piston cylinder is used as a timing element, which is under spring pressure upright piston coupled with a release element for the circuit-breaker is and its Cylinder via a throttle valve with a pressure medium tank connected is.

5. Protection device according to claim 3 and 4, characterized in that that the throttle valve is adjustable. Publications considered: German Patent Nos. 693 603, 689 915, 687 295, 658 748, 598 399, 547 270; Swiss U.S. Patent No. 316,529; French patent specification No. 786 219.