DE1588774A1 - Ausschaltvorrichtung fuer einen Schalter mit selbsttaetiger Abschaltung bei einem Ausfall der Netzspannung - Google Patents

Description

SOCIETE DES ACCUMULATED FIXES ET DE TEACTION, Soc.ln.y

Romainville / Frankreich

Aussehaltvorrichtung für einen Schalter mit selbsttätiger Abschaltung bei einem Ausfall der Netzspannung

Die Erfindung bezieht sich auf eine AusschaItTorrichtung für einen Schalter mit selbsttätiger Abschaltung bei einem Ausfall der Netzspannung am Schaltereingang, mit einer aus dem Netz gespeisten, bei Entregung den Schalter in ausgeschalteten Zustand überführenden Auslösespule,

Es gibt als Unterbrecher verwendete Schalter, deren Kontakte sich unter gewissen, vorbestimmten Bedingungen selbsttätig öffnen und vom Verbraucher nur von Hand wieder geschlossen werden können· Derartige Schalter sind meist gemäß obigem Gattungsbegriff derart aufgebaut, daß sich ihre in der Arbeitsstellung geschlossenen Kontakte durch die Einwirkung der· Auslösespule öffnen, wobei zwei verschiedene; Arten bekannt sind:

- Bei dem sog. "Spannungsemissionssystem" wird die Auslösespule mit einem kräftigen Stromstoß von einer Hilfsstromquelle ge-

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speist, wodurch die mechanische!Ausschaltmittel betätigt werden;·

- in einem anderen, neueren System wird die Spule dauernd durch das Netz gespeist, wenn der Schalter geschlossen ist.

In diesem letzteren. System wird durch einen Netzausfall die Speisung der Spule unterbrochen und dementsprechend werden die mechanischen Ausschaltmittel betätigt. Hierbei wird also beim Netzausfall die Auslösespule entregt und verbleibt in diesem Zustand, selbst wenn die Stromunterbrechung nur von sehr kurzer Dauer ist· Darüberhinaus muß zum Wiederschließen des Schalters die Auslösespule von einer unabhängigen Quelle, beispielsweise einer Batterie, gespeist werden»

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ausschaltvorrichtung der eingangqtenannten Art zu schaffen, bei der die oben beschriebenen Nachteile vermieden sind·

Hierzu muß die erfindungsgemäße Ausschaltvorrichtung mit Mitteln versehen sein, die das Öffnen des Schalters bei einem kurzzeitigen, eine bestimmte Dauer nicht übersteigenden Netzausfall verhindern»

Weiterhin ermöglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung bei einem Netzausfall, dessen Dauer den vorbestimmten Wert überstägt, die erneute Speisung der Auslösespule und dadurch das manuelle Schließet des Ausschalters.

Eine erfindungsgemäße Ausschaltvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß . "<·

— die Speisung der Auslösespule des Schalters durch eine Hilfsstromquelle bewirkt wird, die mit den Klemmen dieser Spule ver-

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bunden ist, deren Speisung durch das Netz sie ohne jede Unterbrechung fortsetzt, wenn dieses einmal ausfällt;

- in den Hilfsstromquellen-Speisestromkreis der Auslösespule ein kontakt eingesetzt ist, der durch ein Verzögerungsrelais betätigt ist, das nach Ablauf einer bestimmten Zeit t, die beim Netzausfall beginnt, die Speisung der Auslösespule durch "die Hilfsstromquelle unterbricht, so daß die Kontakte des Schalters sich nur dann öffnen, wenn sich die Netzspannung in der Zwischenzeit nicht wieder aufgebaut hat;

■■- durch ein Organ, ζ.Β« einen Drucktastenschalter das Verzögerungsrelais von der Hilfsstromquelle gespeist und dadurch der durch dieses Relais betätigte Kontakt geschlossen werden kann, wenn sich die Netzspannung Tor Ablauf der Zeit t nicht wieder aufgebaut hat, s/o daß die Speisung der Auslösespule durch die Hilfsstromquelle für eine neue Periode t wieder stattfindet, während der der Schalter wiedereingerückt werden kann, sofern die Kapazität der Hilfsstromquelle ausreicht»

Vorzugsweise besteht die Hilfsstromquelle aus einer Akkumulatorenbatterie, die ständig von einer Ladevorrichtung geladen oder im geladenen Zustand gehalten wird, die vom Netz gespeist ist, wenn dieses Strom liefern kann«

Gemäß einem Merkmal der Erfindung ist die Kapazität der Hilfsstromquelle derart gewählt, daß sie nach Ablauf der Zeit t, während der sie allein die Auslösespule des Schalters speist, nicht gänzlich entladen wird, damit sich dieser während dieser Zeit nicht öffnete

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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Hilfsquelle aus einer Batterie aus dichten, alkalischen Nickel-Kadmium-Akkumulatoren. Die Kapazität C dieser Batterie beträgt vorzugsweise 2 It bis 4 It, wobei I die Stromstärke ist, die die Batterie bei Alleinbetrieb liefern soll«,

Die Verwendung derartiger dichter alkalischer Akkumulatoren ermöglicht einen Schutz gegen alle mehr oder weniger explosiven Gasentwicklungen und gegen Elektrolyt-Leckverluste. Weiterhin haben diese Akkumulatoren den Vorteil, daß sie durch ein geeignet gewähltes, ggflse sehr einfaches Ladesystem mit konstantem Strom wiederaufladbar sind«,

Um nutzlose Arbeitsgänge beim erneuten Speisen der Auslösespule zu vermeiden, die im Fall von lange dauernden Netzausfällen zum Versiegen der Batteriekapazität oder ggfls. der mechanischen Reserve einer Feder führen kann, die das manuelle Wiedereinrücken des Schalters unterstützt, ist letzterer vorteilhafterweise mit einem Kontrollorgan versehen, das dem Verbraucher anzeigt, ob eine Netzspannung vorhanden ist. Dieses Organ, das unmittelbar in das Netz eingeschaltet ist, darf dieses nicht beeinträchtigen und darf insbesondere keine nennenswerte Leistung haben. Es kann beispielsweise aus einer Neon-Kontrollampe bestehen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat gegenüber den bekannten Vorrichtungen zahlreiche Vorteile, insbesondere folgende:

- der Schalter öffnet sich nicht bei Netzausfällen von kürzerer Dauer als der Zeit t;

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- es erübrigt sich die Verwendung einer unabhängigen Hilfs-. speisung großen Umfangs und die Vorrichtung ist dadurch wesentlich vereinfacht: ·

■- durch die Verwendung dichter Akkumulatoren ist ein sauberes und sicheres Arbeiten gewährleistet.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung* Auf der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigen

.■Fig.I einen Schaltplan eines mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung versehenen Schalters,

Fig. 2 einen.Schaltplan eines mit einer abgewandelten erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestatteten Schalters,und

Figo 3 einen Schaltplan eines mit einer anderen erfindungsgemäßen Vorrichtung gespeisten Sehalters.

Der Schaltplan gemäß Fig. 1 zeigt einen allgemein mit 1 bezeichneten Schalter f und eine allgemein mit 2 bezeichnete Verzögerungsspeisevorriehtung_e Der Schalter 1 hat zwei Kontakte 3 und 4, die im Stromnetz liegen und durch eine Auslösespule 5 geschlossen gehalten sind, solange diese mit Strom gespeist wird, sowie einen Bedienungshebel 6 zur manuellen Betätigung für diese Kontakte, einen Schaltkontakt 7 mit Drucktastenbetätigung und einen oder mehrere Kontakte 8, die durch verschiedene, beispielsweise auf Überstrom ansprechende Schutzvorrichtungen betätigt sind, mit denen die Schalter gewöhnlich versehen sind» Außerdem hat der Schalter verschiedene elektrische Klemmen zum Gewährleisten der notwendigen elektrischen Anschlüsse,, nämlich mit dem Netz verbundene Klemmen 9 und 10, Klemmen 11 und 12, mit denen die verschiedenen, durch den Schalter geschützten Verbraucher verbunden sind und an

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denen die Netzspannung anliegt, wenn die Kontakte 3 und 4 geschlossen sind, sowie Klemmen 13, 14 und 15, die mit der Speisevorrichtung der Auslösespule 5 verbunden sind. Die Spule 5 ist zwischen die Klemmen 13 und 15 geschaltet, der Schaltkontakt 7 zwischen die Klemmen 13· und 14.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt ein Gleichrichtersystem, das mit den Klemmen 11 und 12 zur Stromentnahme verbunden ist; an den Ausgangsklemmen des Gleichrichtersystems sind eine Akkumulatorenbatterie und ein Verzögerungsrelais parallelgeschaltet. Ausgangsklemmen 16, 17 und 18 sind mit der Auslösespule des Schalters über die Klemmen 13, 14 und 15 verbindbar. Im einzelnen umfaßt diese Vorrichtung:

« einen Spartransformator 19, an dessen Primärwicklung an den Kle»en 20 und 21 127 V oder an den Klemmen 20 und 22 220 V entsprechend der Netzspannung angelegt werden können;

- eine mit Dioden bestückte Gleichrichterbrücke 23, die auf zwei verschiedene Arten mit Wechselstrom gespeist werden kann, und zwar entweder über einen veränderlichen Widerstand 24, dessen Einstellung einen genauen Ladezustand der "Batterie 25 gewährleistet, oder über die Arbeitswicklung eines Transduktors 26;

- den Transduktor 26, der aus einer Arbeitswicklung 26a besteht, die mit Wechselstrom τοη der Sekundärwicklung des Transformators gespeist ist j und einer Steuerwieklung 26b, die durch den Gleichrichter mit Gleichstrom gespeist ist ι der Transduktor dient zum Nachlaufsteuern der Lad$leistung■mittels des Stroms, der von der an die

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Klemmen 16 und 18 angeschlossenen Spule aufgenommen wird. Er läßt umso mehr Strom durch die Arbeitswicklung fließen, je mehr Gleichstrom in die in Serie mit der Spule geschaltete Steuerwicklung fließt;

- die Verwendung des Transduktor 26 bietet den Vorteil, daß der Ladestrom der Batterie praktisch konstant ist und daß die Verzögerungsspeisevorrichtung 2 zusammen mit beliebigen S,pulen 5, d.h. mit verschiedenen Schaltertypen, verwendbar ist;

- ein Verzögerungsrelais 27, das parallel zur Batterie 25 geschaltet ist und dessen in den Stromkreis der Spule geschalteter Schaltko.ntakt 27a geschlossen ist, wenn das Relais gespeist wird, und das sich nach Beginn der Netzunterbrechung erst nach Ablauf einer bestimmten Zeit t Öffnet, und

- ein Relais 28, das mit den Klemmen 21 und 22 der Primärwicklung des Transformators verbunden ist. Die an den Klemmen 21 und 22 hängende Arbeitswicklung des Relais 28 hält bei Speisung dessen in Serie mit dem Verzögerungsrelais 27 geschalteten Kontakt 28a geschlossen· Außerdem umfaßt die Vorrichtung eine Anzeigelampe 29, die parallel zum Widerstand 24 geschaltet ist, sowie drei Sicherungen 30, 31 und 32·,

Die Klemmen 11 und 12 sind mit den Klemmen 20 und 21 verbunden, wenn die Netzspannung 127 V beträgt, bzw. mit den Klemmen 20 und 22, wenn die letzspannung 220 V beträgt; die Klemmen 13,14 und 15 sind mit den Klemmen 16,17 bzw« 18 verbunden. Die Vorrichtung gemäß der Erfindung arbeitet wie folgt:

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Wenn die Kontakte 3 und 4 des Schalters 1 geschlossen sind, werden die Relais 28 und 27 mit Wechsel- bzw. Gleichstrom gespeist und folglich sind die Kontakte 28a und 27a geschlossen; dadurch wird die Auslösespule 5 von der Gleichrichterbrücke 23 mit Gleichstrom gespeist und hält die Kontakte 3 und 4 in geschlossener Stellung. Wenn die an den Klemmen 9 und 10 ,anliegende Spannung ausfällt, beispielsweise aufgrund einer Netzstörung, hört die Gleichrichterbrücke auf, Gleichstrom zu liefern, die von der Batterie gelieferte Spannung bleibt jedoch an den Klemmen 13 und· 15 bestehen, so daß die Spule 5 weiterhin gespeist wird und die Kontakte 3,4.geschlossen bleiben.

Da in dieser Zeit das Relais 28 nicht mehr gespeist wird, ist sein Kontakt 28a offen und dadurch wird das Verzögerungsrelais 27 nicht mehr gespeist. Der Kontakt 27a des Verzögerungsrelais bleibt jedoch noch während einer bestimmten Zeit t geschlossen. Diese Zeit ist je nach Bedarf gewählt und liegt beispielsweise in der Größenordnung von 30 minο

Wenn die Netzstörung vor Ablauf der Zeit t zu Ende geht, schließt sich der Kontakt 28a wieder, das Verzögerungsrelais 27 wird wieder gespeist und der Verzögerungslauf zum Stehen gebrachte Da die Gleichrichterbrücke von neuem Gleichstrom liefert, dient ein Teil dieses Stroms dazu, die Batterie 25 wieder aufzuladen, die sich während der Zeit des Ausfalls teilweise entladen hat„

Dauert dagegen der Netzausfall langer als die Zeit t, so öffnet sich der Kontakt 27a, die Spule 5 wird nicht mehr gespeist und die Kontakte 3 und 4 werden geöffnet. Um diese Kontakte nach

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Rückkehr der Netzspannung erneut zu schließen und die verschiedenen, mit den Klemmen 11 und 12 verbundenen Verbraucher zu speisen, muß der Druckknopf 7 gedrückt werden, so daß das Verzögerungsrelais gespeist und der Kontakt 27a geschlossen wird; anschließend wird der Bedienungshebel 6 betätigt, um die Kontakte 3 und 4 in ihre geschlossene Stellung überzuführen, in der sie bei erneut gespeister Auslösespule 5 verbleiben. Wenn nämlich die Spule 5 nicht gespeist wird, können die Kontakte 3 und 4 nicht in geschlossener Lage gehalten werden,,

Würden die Kontakte 3 und 4 geschlossen, bevor das Netz wieder in Betrieb ist, so blieben sie während einer neuen Periode der Dauer t geschlossen, weil die Spule von der Batterie 25 gespeist wird. Bei Wiederholung dieser Betätigung bestände die Gefahr, daß sich die Batterie im Fall eines langen Ausfalls entladen würde. Vor dem Schließen der Kontakte 3 und 4 muß man sich also davon überzeugen, daß das Netz wieder in Betrieb ist_e Eine derartige Überprüfung wird vorzugsweise durch eine Neon-Kontrollampe bewirkt, die mit den Eingangsklemmen 9 und 10 des Schalters verbunden ist.

In Fig. 2 ist eine abgewandelte Ausführungsform der Vorrichtung nach Fig. 1 dargestellt; darin ist die Steuerwicklung 26b durch eine Leitung 33 überbrückte In den Zug der Leitung 33 ist ein Kontakt 28b gelegt, der durch das Relais 28 gesteuert ist und bei Netzausfall die geschlossene Stellung einnimmt. Diese Abwandlung soll die 0hm^fsehen Verluste vermindern, die von der Wicklung 26b herrühren, wann die Speisung der Spule 5 durch die Batterie 25

erfolgt. .

Das Verzögerungsrelais 27 kann unter Verwendung einer

mechanischen oder einer elektrischen, beispielsweise mit Halb-

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leitern ausgerüsteten Laufzeit-Einrichtung arbeiten.

In Fig. 3 ist eine weitere abgewandelte Ausführungsform, des erfindungsgemäßen Schalters dargestellt. Dabei wird die Speisung des Verzögerungsrelais nicht durch einen Kontakt betätigt, der
von einem mit zwei Klemmen der Transformator-Primärwicklung verbundenen Relais gesteuert ist, sondern unmittelbar durch eine
Sekundärwicklung des Transformators und Gleichrichter. Zu diesem Zweck sind auf der Sekundärseite des Transformators zwei Wicklungen vorgesehen; eine erste Wicklung 34a speist die Gleichrichterbrücke 23, die der Batterie 26 zugeordnet ist, und eine zweite Wicklung 34b speist eine Gleichrichteranordnung 35, die dem Verzögerungsrelais 27 zugeordnet ist« Wie in den oben beschriebenen Ausführungsformen erwähnt, kann das Verzögerungsrelais von der Batterie gespeist werden; dafür braucht nur der Druckknopf 7¹ betätigt zu
werden. Eine Diode 36 dient zum Trennen des LadeStromkreises der Batterie vom Speisungsstromkreis des Verzögerungsrelais, wenn das Netz in Betrieb ist. Außerdem steuert das Verzögerungsrelais einen Kontakt 37, der beispielsweise zwei Stellungen einnehmen kann, dessen Kommutierung unmittelbar auf die Beendigung der Speisung dieses Relais folgt und der in einen beliebigen Signalisierungsstromkreis eingeschaltet ist. Der Signalisierungsstromkreis zeigt den Verbrauchern die Beendigung der Speisung an und ggfls. eine Störung des Verzögerungsrelais, Im letzteren Fall kann durch einen Unter*· brecher 38, der.parallel zum Kontakt 27a geschaltet ist, die
Speisung der Auslösespule 5 des Schalters aufrechterhalten und
das Verzögerungsrelais ausgetauscht oder zurückgeschaltet werden.

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   \)_o Ausschaltvorrichtung für einen Schalter mit selbsttätiger Abschaltung bei einem Ausfall der Netzspannung am Schaltereingang, mit einer aus dem Netz gespeisten, bei Entregung den Schälter in ausgeschalteten Zustand überführenden Auslösespule, dadurch gekennzeichnet, daß an den Klemmen der Auslösespule (5) eine in ständiger Bereitschaft befindliche Hilfsstromquelle (25) über die Schaltkontakte (27a) eines Verzögerungsrelais (27) angeschlossen ist, dessen Arbeitsspulenspeisung durch die Netzspannung gesteuert ist.

   2, Ausschaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsstromquelle (25) aus einer Akkumulatorenbatterie besteht, deren Klemmen ständig mit einer vom Netz gespeisten und die Äuslösespule speisenden Gleichstromerzeugungsvorrichtung (23) verbunden sind,

   .5· Ausschaltvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verzögerungsrelais (27) in Arbeitsstellung durchgeschaltet ist und seine Arbeitsspule über einen Hilfsschalter (7) an die Hilfsstromquelle (25) anlegbar ist.

   4. Ausschaltvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Akkumulatorenbatterie (25) aus gasdichten alkalischen Ni-Cd-Akkumulatoren besteht»

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   5. Ausschaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazität der Akkumulatorenbatterie (25) eine Speisung der Auslösespule für eine längere Zeit erlaubt, als die Verzögerungszeit des Verzögerungsrelais (27) beträgt.

   6o Ausschaltvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazität der Akkumulatorenbatterie (25) im Bereich von 2 bis 4 mal(I.t) liegt, wobei

   I = die Aufnahmestromstärke der Auslösespule (5) bei

   reiner Batteriespeisung,
   t = die Verzögerungszeit des Verzögerungsrelais (27).

   7. Ausschaltvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verzögerungsrelais (27) parallel zur Hilfsstromquelle (25) geschaltet ist„

   8. AusschaItvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichstromerzeugungsvorrichtung einen Transformator (19) umfaßt, dessen Sekundärseite zwei Wicklungen hat, von denen die eine (34a) eine der Batterie (25) zugeordnete.Gleichrichteranordnung (23) und die andere (34b) eine an die Speisungseingänge des Verzögerungsrelais (27) angelegte Gleichrichteranordnung (35) speist«,

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