DE196199C

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Publication number: DE196199C
Application number: DENDAT196199D
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Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

In elektrischen Anlagen müssen Leitungsstrecken, Apparate und sonstige strom- | führende Teile, solange sie in Ordnung sind, an beiden Enden gleiche Stromstärke besitzen, während bei Auftreten von Isolationsfehlern in ihnen die beiderseitigen Stromstärken eine Differenz aufweisen, die vorteilhaft dazu verwendet werden kann, das Vorhandensein der Isolationsfehler zu signalisieren

ίο oder die fehlerhaften Teile abzuschalten. Ähnliches ist bei Umformern und Transformatoren der Fall, bei denen im normalen Zustande zwischen den beiderseitigen Spannungen und Strömen ein ganz bestimmtes Verhältnis besteht. Ein auftretender Fehler, wie z. B. ein Kurzschluß einzelner Spulen, wird auch hierbei eine größere Veränderung dieser Strom- und Spannungsverhältnisse sowie eine größere Differenz zwischen der eingeführten und abgegebenen Leistung nach sich ziehen. Es ist natürlich wichtig, derartige Veränderungen des normalen Zustandes sofort zu signalisieren oder den fehlerhaften Umformer bzw. Transformator selbsttätig abzuschalten.

In allen diesen Fällen kann man in bekannter Weise ein Differentialrelais anwenden, welches beim Auftreten oder Überschreiten einer gewissen Differenz in den Größen zweier Strom-Spannungs- oder Leistungswerte durch Schließen oder öffnen von Kontakten eines Hilfsstromkreises eine oder mehrere Signalvorrichtungen in Gang setzt oder selbsttätige Schalter zur Ausschaltung bringt.

Die bisher hierfür gebräuchlichen derartigen Differentialrelais bestehen alle in beweglichen Systemen, welche von Kräften, die von den zu vergleichenden elektrischen Werten in Abhängigkeit gebracht sind, in entgegengesetzter Richtung beeinflußt werden, so daß sich in normalem Zustande diese Kräfte gegenseitig aufheben und nur außergewöhnliche Kräftedifferenzen eine Wirkung auf das Relais ausüben.

Vorliegende Erfindung betrifft nun die neuartige Verwendung eines Differentialrelais hierfür, bei welchem sich die wirksamen Kräfte auch normal nicht aufheben.

In Fig. ι sind U₁ und a₂ zwei Solenoide, die von den zu vergleichenden Werten, z. B. von zwei normal gleich starken Strömen, beeinflußt werden. Durch die magnetische Wirkung der Solenoide werden in diese die mit beweglichen Systemen verbundenen Eisenkerne Ic₁ und k_t hineingezogen, wobei die Federn J₁ und f.₂ den magnetischen Kräften entgegenwirken.

An einer Verlängerung des Kernes Jk₁ befindet sich fest ein leitender Arm b_x, der die Doppelkontaktspitze c trägt, während mit dem verlängerten Kerne k ₂ der leitende Doppelarm £>., verbunden ist, der die beiden Kontaktplättchen d trägt, die der Doppelspitze c in gewissem, erforderlichenfalls einstellbarem Abstande gegenüberstehen. b_t und &_s sind außerdem durch biegsame Leitungen in den Stromkreis einer Stromquelle e geschaltet, der den Signalapparat m enthält.

Die beiden Solenoide a, und a.₂ sind nun so mit ihren beweglichen Systemen geeicht, daß gleichen Stromstärken in a_x und a.₂ genau gleiche' Bewegungsstrecken der zugehörigen Systeme entsprechen. Es wird daher, unabhängig von dem absoluten Werte der zu vergleichenden Stromstärken, ein Kontakt zwischen c und d nicht eintreten, solange die Stromstärken in Ci₁ und a.₂ einander gleich

ίο sind. Tritt aber zwischen den Stromstärken eine gewisse Differenz auf, so macht die Spitze c nach oben oder unten mit einem der Kontaktplättchen d Kontakt und schließt so den Hilfsstromkreis, der die Signalvorrichtung m betätigt. An Stelle dieser Signalvorrichtung kann auch eine Auslösevorrichtung für Selbstschalter angeschlossen sein, oder ein Zwischenrelais, welches erst seinerseits auf die Signal- oder Auslösevorrichtung wirkt. Um das Relais gegen etwa auftretende plötzliche Stromstöße unempfindlich zu machen, empfiehlt es sich, ihm eine gewisse Trägheit zu geben, etwa in Gestalt einer Dämpfungsvorrichtung.

Sind die im Relais zu vergleichenden Stromstärken normal nicht gleich, sondern stehen sie nur in einem bestimmten Verhältnis zueinander, so kann man, wenn es sich um Wechselströme, z. B. die Primär- und Sekun-

3-1 därströme eines Transformators, handelt durch Stromwandler eine Transformierung auf gleiche Stromstärke vorausgehen lassen, oder bei Gleichstrom durch passende Abzweigung von Nebenschlüssen die Stromstärken gleich machen, oder man wird die Solenoide α, und a.₂ verschieden bewickeln, so daß die zur Wirkung kommenden Amperewindungen normal in beiden den gleichen Wert haben.

In derselben Weise, wie es vorstehend für zwei Stromstärken beschrieben wurde, kann man aber auch zwei Spannungs- oder zwei Leistungswerte miteinander in dem Relais vergleichen oder schließlich auch einen Spannungsmit einem Stromwerte, einen Strommit einem Leistungswerte oder einen Spannungs- mit einem Leistungswerte.

Zur Konstruktion des Differentialrelais kann ferner außer dem beschriebenen elektromagnetischen Prinzip auch irgendein anderes bekanntes Prinzip, wie es bei Meßgeräten üblich ist, benutzt werden, z. B. das Drehspul-, das Induktions-, das dynamometrische oder das Hitzdrahtprinzip. Namentlich letzteres ist wegen der ihm innewohnenden erheblichen Trägheit dafür sehr geeignet.

Ein großer Vorzug des neuen Differentialrelais gegenüber den älteren Konstruktionen besteht darin, daß sich, wie schon erwähnt, die in ihm wirksamen Kräfte normal nicht aufheben, sondern stets einen Ausschlag herbeiführen, so daß man sich jederzeit durch den Augenschein davon überzeugen kann, ob das Relais in Wirksamkeit ist. Man kann das Relais deshalb auch in einfacher Weise zur Messung der absoluten Größen der zu vergleichenden elektrischen Werte verwenden, indem man die beiden beweglichen Systeme mit Zeigern versieht, die auf einer gemeinsamen oder auf zwei getrennten Skalen spielen. Es erhält dann den Charakter eines Doppelmeßgerätes und kann ganz in Form eines solchen gebaut werden.

In Fig. 2 ist die Anwendung des neuen Differentialrelais r für Sicherung eines Transformators t dargestellt. Letzterer ist primär und sekundär durch die selbsttätigen Schalter g_x und g.₂ abschaltbar, und seine primäre und sekundäre Stromstärke wird durch die Stromwandler S₁ und s.₂ auf normal einander gleich starke Ströme umgeformt, die dem Differentialrelais zugeführt werden. Dieses kann durch seine Kontakte den Stromkreis der Stromquelle e schließen, in dem die Auslösevorrichtungen Tn₁ und m.₂ der beiden Selbstschalter direkt oder unter Vorschaltung von Zwischenrelais liegen. Tritt nun im Transformator t irgendein Fehler ein, wie z. B. das Durchschlagen einer Spule, so wird das vorher in gewissen Grenzen konstante Verhältnis zwischen Primär- und Sekundärspule erheblich gestört, die beiden auf das Relais wirkenden Ströme der Sekundärspulen der Stromwandler S₁ s.₂ sind nicht mehr gleich groß und das Relais schließt infolgedessen den Hilfsstromkreis, welcher die Auslösevorrichtungen Jn₁ und jh, in Tätigkeit setzt und die Schalter g_l und g.₂ zum Auslösen bringt, so daß der Transformator t primär und sekundär abgeschaltet wird.

In ganz analoger Weise ist es möglich, mit Hilfe des Differentialrelais auch andere Teile eines elektrischen Leitungssystems, vvie Leitungsstrecken, Apparate, Umformer usw., wirksam zu sichern. Auch kann durch das Relais ein Hilfsstromkreis geöffnet werden, während nach den Ausführungsbeispielen eine Schließung erfolgt.

Claims

Patent-Ansprüche: _iiq

I. Sicherheitsschaltung für Gleich- und Wechselstromanlagen zur Auslösung von Signalapparaten oder selbsttätigen Schaltvorrichtungen bei auftretenden Isolationsfehlern, gekennzeichnet durch die Ver- wendung von einem oder mehreren Relais mit je zwei \^roneinander unabhängigen beweglichen Systemen, deren eines von den Strom-Spannungs- oder Leistungswerten vor dem zu schützenden Teile und deren anderes von den entsprechenden Werten hinter dem .zu schützenden Teile

mittelbar oder unmittelbar derart beein- j flußt wird, daß in der Stellung der beiden | Systeme zueinander eine wesentliche Diffe- | renz nicht eintritt, solange das Verhältnis j zwischen den beiden sie beeinflussenden j Werten eine bestimmte Größe behält, da- j gegen eine Schließung oder Öffnung der ! Kontakte und somit eine Auslösung der
Signal- oder selbsttätigen Schaltvorrichtungen erfolgt, wenn infolge Änderung '.. jenes Verhältnisses in der Stellung der j beiden beweglichen Systeme zueinander eine bestimmte Differenz eintritt oder überschritten wird.
2. Sicherheitsschaltung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Verwendung kommenden Relais mit Skalenteilungen versehen sind, welche gestatten, die jeweiligen Stellungen der beweglichen Systeme und somit die Größen der diese beeinflussenden elektrischen Werte einzeln abzulesen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.