DE2234056C3 - Anordnung zum Abschalten einer elektrischen Last bei unsymmetrischen Strömen in diese - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Abschalten einer elektrischen Last von einer elektrischen Stromquelle bei unsymmetrischen Strömen in die Last, mit einem Differentialtransformator mit zwei Magnetkreisen und zwei Primärstromwicklungen jeweils in Reihe mit einer Versorgungsleitung von der Stromquelle zur Last, die bei symmetrischen Strömen durch die Versorgungsleitungen die beiden Magnetkreise symmetrisch magnetisieren, und mit Sekundärwicklungen, die jeweils mit einem der Magnetkreise verkettet sind, und mit einer Differentialabgleicheinrichtung mit einer an die Sekundärwicklungen angeschlossenen Erregerwicklungseinheit und mit einem beweglicnen Kernteil, der bei unsymmetrischen Strömen durch die Versorgungsleitungen von der Stromquelle zur Last bewegt wird und dadurch einen elektrischen Kontakt öffnet, um den Strom in die Schaltspule eines Schützes so zu steuern, daß die Last von der Stromquelle abgeschaltet wird.

In einer derartigen und bekannten Anordnung (vgl. DT-PS 6 63 091) wird allerdings bei Unterbrechung des von den beiden Sekundärwicklungen und der Erregerwicklung gebildeten Stromkreises, sei es in den Verbindungsleitungen oder in den Wicklungen selbst, die Anordnung nicht betätigt, denn der bewegliche

JJsrnte bzw. Anker spricht nur auf einen Differenzstrom an, «i h, die Last wird nietrt abgescNhet Ebenso 3tfrd trotz eines Kurzschlusses der Erregerwicklung unö/oder eines gleichzeitigen Kurzschlusses der beiden Sekundärwicklungen die Last nicht abgeschaltet

Entsprechende Mangel treten in einer ähnlichen bekannten Anordnung (vgL DT-PS 7 63 216) auf, d.h. auch dort *wd die Last nicht abgeschaltet, wenn deichzeitig die Sekundärwicklungen kurzgeschlossen oder in ihrer Verbindung mit einem Retais unterbrochen werden.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die Anordnung der eingangs genannten Art zum Abschalten einer Last dahingehend zu verbessern, daß nicht nur bei unsymmetrischen Strömen in den Verbindungsleitungen von der Stromquelle zur Last, sondern auch bei Störungen in der Anordnung selbst vorsorglich die Last von der Stromquelle abgeschaltet wird, um zu verhindern, daß bei späterem Auftreten von unsymmetrischen Strömen die Anordnung überhaupt nicht anspricht.

Eine Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß alternativ durch das Kennzeichen nach den Ansprüchen 1 und 2.

Erfindungsgemäß wird also bei Nichterregung des Kerns infolge Störung in der Anordnung selbst, d. h. der den Kern erregenden Stromkreise, das Schütz zwischen Stromquelle und Last zu deren Abschalten betätigt und zwar entweder über einen zweiten beweglichen Kernteil oder über den einzigen beweglichen Kernteil.

Auf diese Weise wird auch gewissermaßen eine ständige »Eigenkontrolle« der Anordnung gewährleistet.

Daneben wird durch die erfindungsgemäße Anordnung ein Schutz der Last vor zu niedrigen Spannungen der Stromquelle erzielt, indem ein rechtzeitiges Abschalten bei Unterschreiten einer vorgegebenen Mindestspannung erfolgt.

Schließlich gestattet die erfindungsgemäß vorgesehene Primärspannungswicklung eine weit weniger aufwendige Ausbildung des Kerns des Differentialtransformators.

Die erfindungsgemäße Anordnung zum Abschalten einer elektrischen Last eignet sich besonders für elektrische Niedirspannungsgeräte, wie sie im Haushalt verwendet werden. Dadurch werden nicht nur die Anwender derartiger Geräte vor einem elektrischen Schlag geschützt, sondern auch die Entstehung von Bränden infolge elektrischen Leckstroms zur Erde wird ausgeschlossen.

Die praktische Erprobung der erfindun_e'sgemäßen Anordnung über viele |ahre hat gezeigt, daß die Anordnung in größenordnungsmäßig 10-²S die Last abschaltet, wenn Fehlströme mit einer einstellbaren Mindeststromstärke auftreten.

Durch die Anwendung der erfindungsgemäßen Anordnung wird die Sicherheit elektrischer Anlagen beträchtlich erhöht, indem bei Auftreten einer Störung in der Abschaltanordnung selbst diese auch ohne Vorliegen unsymmetrischer Ströme zwischen Stromquelle und Last abgeschaltet wird, so daß eine Freiheit von Fehlströmen im Gegensatz zum bekannten Stand der Technik nicht mehr vorgetäuscht werden kann. Insbesondere ist nicht mehr eine Zusatz-Kontrollvorrichtung nötig, die im übrigen auch ausfallen könnte, und zwar ebenso wie die Anordnung infolge mechanischer Unterbrechung, Kurzschlusses, fehlerhafter Isolierung wegen Feuchtigkeit, Alterung, Temperatur, Staub, mechanischer Beschädigungen u. dgl.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 6 angegeben.

Nachfolgend wird die Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert Es zeigt

Fig. 1 eine Schaltung der erfindungsgemäßen Abschalt-Anordnung,

Fig.2 einen Schnitt durch eine Ausführungsform eines Differentialtransformators, der bei der in der Fi g. 1 dargestellten Anordnung benutzt werden kann,

F i g. 3 einen Teil einer Schaltung, die eine Abwandlung der in der F i g. t dargestellten Anordnung darstellt und

Fig.4 ein Blockdiagramm einer Abwandlung der in der Fi g. 1 dargestellten Anordnung.

Die in der Fig. 1 dargestellte Abschalt-Anordnung umfaßt drei Hauptbestandteile: einen verbundgewickelten Differenüaltransformator 11, der Spannungs- und Stromwicklungen besitzt eine magnetische Differentialabgleichseinrichtung 21 und ein Schütz 31 mit Schaltmagnet.

Der Differentialtransformator kann beispielsweise einen lamellierten dreischenkeligen Kern 12 aus einem bekannten Transformatorstrahl haben, der einen mittleren Schenkel und zwei äußere Schenkel aufweist die in bezug auf den mittleren symmetrisch angeordnet sind, und der eine Anzahl von Wicklungen aufweist, und zwar

1. Eine Primärspannungswicklung 13 die auf dem mittleren Schenkel 12a des Kernes angeordnet ist.

2. Zwei identische Sekundärwicklungen 14 und 15, von denen jede mit einem der beiden äußeren Schenkel 126 und 12c des Kernes verkettet ist. wobei zur Vereinfachung der Zeichnung jede Wicklung auf einer Hälfte des Joches Hd des Kernes angeordnet gezeigt wird.

3. Zwei identische Primärstromwicklungen 16 und 17. jede in gleichen Teilen auf den beiden Scitenschenkeln 12&und 12cdes Kernes verteilt.

Es ist selbstverständlich, daß andere Ausbildungsformen des Kernes, die geeignete magnetische Wege liefern, in gleicher Weise benutzt werden können. Beispielsweise zeigt F i g. 2 eine andere Ausbildungsform des Kernes, bei der der Kern aus zwei identischen Ringen 12e und I2f besteht, von denen jeder einen rechteckigen Querschnitt aufweist, und die beide mit jeder der Primärstromwicklungen 16 und 17 verkettet sind. Jeder Ring 12e, 12Arägt je eine Hälfte 13a, 13öder Primärspannungswicklung 13. Weiterhin trägt jeder Ring eine Sekundärwicklung 14,15.

Die magnetische Differentialabgle-cheinrichtung 21 hat einen zweiteiligen Kern 22, dessen beide Teile 22a und 22b aus entsprechend E förmigen und I-förmigen Lamellierungen bestehen. Der Feil 22a ist stationär und trägt auf seinen äußeren Schenkeln je eine identische Erregerwicklung 23,24, die so angeordnet sind, daß die durch sie erzeugten magnetischen Flüsse additiv im mittleren Zweig 22cdes Kernes, wie in der F i g. 1 durch die Pfeile 25 angedeutet ist, zusammengeführt werden. Der Teil 22b des Kernes ist auf einem flexiblen Bauteil 2*i gelagert und vom Kernteil 22a durch Luftspalte 22e, 22/ getrennt, so daß der Teil 22b um dies Lager 26 pendeln kann (was durch die Doppelpfeile 27 angedeutet ist), abhängig von einer unsymmetrischen Magnetisierung des Kernes 22, die von einer eventueller Unsymmetrie der die beiden Erregerwicklungen 23, 24 durchfließenden Ströme, also von einer UnsymmetrU der Magnetisierung der Kerne der Sekundärwicklunger 14 und 15 und folglich auch von einer Unsymmetrie dei in diesen Wicklungen 14, 15 induzierten Spannungen

hervorgerufen wird, wenn infolge eines Fehlerstromes die in den Verbraucher eingespeisten Ströme unsymmetrisch werden.

Das obenerwähnte Pendeln des Kernteils 226 der magnetischen Differentialabgleicheinrichtung 21 öffnet den normalerweise geschlossenen elektrischen Kontakt 40. Der Kontakt 40 kann, nachdem er so geöffnet wurde, nur dann wieder geschlossen werden, wenn von Hand ein Druckknopf 41 betätigt wird, der vom Äußeren der Anordnung aus zugänglich ist.

Ein Teil 22g des Keines 22 wird magnetisch angezogen, wenn der Kern 22 erregt ist und schließt den elektrischen Kontakt 42, der bei aus irgendwelchem Grunde eintretender Nichterregung des Kernes 22 offen bleibt. In einer anderen Ausbildungsform dieser Vorrichtung kann, statt der Kontakte 40 und 42 nur ein einziger elektrischer Kontakt (beispielsweise ein Quecksilberschalter von einer sehr kleinen Größe) verwendet werden, der so angeordnet ist daß er bei Erregung des Kernes 22 geschlossen und bei Abschaltung der Erregung des Kernes 22 geöffnet wird, der aber weiterhin bei einer unsymmetrischen Erregung des Kernes 22 geöffnet und dann von Hand wieder geschlossen werden muß. Eine derartige Anordnung braucht nicht unbedingt die in der F i g. 1 dargestellte Form des Kernes aufzuweisen.

Die beschriebene Ausführungsform der magnetischen Differentialabgleicheinrichtung 21 soll lediglich ein Beispiel sein. Andere ähnliche Ausführungsformen sind für denselben Zweck auch geeignet

Das Schütz (Leistungsschalter) 31 ist von einer bekannten Art und dabei so ausgebildet, daß es der zu steuernden Schaltung angepaßt ist Es ist lediglich erforderlich, daß ein elektromagnetisches Schalten möglich ist. Die Art der Kontakte (Quecksilber oder Metall), die Anzahl der Pole und die Art und das Schaltungsvermögen des Schützes können in geeigneter Weise für ein gegebenes Anwendungsbeispiel gewählt werden. Wenn ein Schütz mit Quecksilberkontakten verwendet wird, dann braucht im wesentlichen die Anordnung nicht gewartet zu werden, wodurch ein sicherer Betrieb der Anordnung unabhängig von menschlichen Fehlern erzielt wird, was ein Vorteil ist, der den auf wahrscheinlich höheren Kosten im Vergleich zu Leistungsschaltern mit Kontakten aus Metallen beruhenden Nachteil aufwiegt

Die oben getrennt beschriebenen Hauptbestandteile der in der F i g. 1 gezeigten Anordnung sind wie folgt miteinander verbunden:

Die Wickelrichämg der Wicklungen 16,17 entspricht den durch die Pfeile Ha und lic gezeigten Richtungen des magnetischen Flusses, so daß bei unsymmetrischer Einspeisung die resultierenden Flüsse in den Zweigen 126 und 12c des Kernes, also auch die Ströme durch die Spulen 23 und 24, verschieden werden und der Teil 226 einseitig eingezogen wird und den Kontakt 40 öffnet Die Primärspannungswickhing 13 des Differentialtransformators 11 liegt in Serieuschaltung mit einem Widerstand 55, einem einpoligen Schalter 56 und einer Sicherung 57 auf einem Abzweig von der Phase 52 zum Nulleiter 51. Sie wird immer dann erregt, wenn der Schalter 56 geschlossen und die Sicherung 57 gesund ist. ENe Schaltspule 33 des Schützes 31 liegt in Serienschal tung zur Klemme 52, und zwar von der Verbindungsklemme 51 über eine erste Leitung 34. einen bei Unterspannung normalerweise offenen Kontakt 42. einen nur durch den Druckknopf 41 zu schließenden Kontakt 40. eine zweite Leitung 33 und eine Sicherung

57. Es ist vorteilhaft daß die Leitungen 34 und 35, wie angedeutet geerdete Abschirmleitungen sind. Dies wird weiter unten erläutert. Die Arbeitsweise der in der Fig. 1 dargestellten Abschnlt-Anordnung wird im folgenden näher erläutert:

a) Betrieb ohne Last

Der Schalter liegt zwischen einer Stromquelle und einem Verbraucher, gewöhnlicherweise zwischen

ίο Stromverbrauchszählern und der Hauptverteilertafel einer elektrischen Einrichtung, um die gesamte Einrichtung zu schützen. Es wird deshalb angenommen, daß die von der Quelle kommenden Leitungen, die mit den Eingangsanschlüssen 51, 52 verbunden sind, zu jeder Zeit unter Spannung stehen. Um den Schütz 31 durch Erregung seiner Schaltspule 33 zu betätigen, müssen beide Kontakte 40 und 42, die durch die magnetische Differentialabgleicheinrichtung 21 gesteuert werden, geschlossen sein. Wenn der Kontakt 40 durch eine manuelle Betätigung des Druckknopfes 41 geschlossen wird, was die einzige Möglichkeit ist, um diesen Kontakt zu schließen, dann muß die magnetische Abgleicheinrichtung 21 erregt werden, damit der bewegliche Kernteil 22g angezogen wird, der den Kontakt 42 steuert; dies geschieht durch Schließen des Schalters 56 von Hand.

Es ist offensichtlich, daß folgende Bedingungen zur Erregung der magnetischen Dtfferentialabgleicheinrichtung 21 erforderlich sind:

1. Die Sicherung 57 darf nicht unterbrochen sein,

2. der einpolige Schalter 56 muß geschlossen sein.

3. der Widerstand 55 und die Wicklungen 13, 14 und 15 des Differentialtransforrnators 11 dürfen nicht unterbrochen sein,

4. die Erregerwicklungen 23, 24 der magnetischen Abgleicheinrichtung 21 dürfen nicht unterbrochen sein.
5. alle Verbindungen zwischen den oben genannten Bauteilen müssen fehlerfrei sein.

Damit die Kontakte 40 und 42 nach dem Schließen des Schalters 56 schließen und geschlossen bleiben, ist es unentbehrlich, daß der gegen Vibration empfindliche bewegliche Teil 226 des Kernes 22 der magnetischen Abgleicheinrichtung 21 mechanisch in Ruhe bleibt. wenn er magnetisch erregt wird. Diese Bedingung setzi das Vorhandensein eines abgeglichenen Zustandes der Magnetisierung in den beiden Abschnitten des stationären Kernteiles 22a voraus. Wenn eine unsymmetrische Magnetisierung auftritt dann wird durch das Pendelr so des Teiles 226 der Kontakt 40 unmittelbar geöffnet unc das Schütz 31 schaltet aus.

b) Betrieb unter Last

Unter normalen Lastbedingungen induzieren dif

beiden Teile 16,17 der Primärstrorawickhingea die au jedem äußeren Zweig 12a, 12Jb des Differentialtransfor mator-Kernes 12 liegen, gleiche aber entgegengesetzt« magnetische Flüsse in diesen Zweigen, was durch di<

Pfeile Ua und Hc angedeutet ist Diese Wicklung«

haben daher keine Wirkung auf den von de

Spannungsspule 13 erzeugten magnetischen FIuB. de

durch die Heue 116 und Ud angedeutet ist Die in di< beiden Sekundärwicklungen 14, 15 induzierten Span nungen sind also gleich, der bewegliche Kernteil 226 de

6$ magnetischen Abgleicheinrichtung 21 bleibt im magne tischen und mechanischen Gleichgewicht und di

Kontakte 40 und 42 bleiben geschlossen, was da

fortgesetzte Schließen des Schützes 31 gewährleistet

Unter anormalen Lastbedingungen — wenn durch einen Fehlerstrom die in die Last eingespeisten Ströme in dem der außerordentlichen Empfindlichkeit der betreffenden Anordnung entsprechenden minimalen Maße unsymmetrisch werden — dann erzeugen die sich darauf ergebenden Unterschiede in den Flüssen, die durch die Primärstromwicklungen 16, 17 in den Kernschenkien 126, 12c des Differentialtransformators 11 erzeugt werden, einen Unterschied in den in den Sekundärwicklungen 14,15 induzierten Spannungen,die ihrerseits eine unsymmetrische Erregung der magnetischen Abgleicheinrichtung 21 bewirken. Der bewegliche Ankerteil 226 wird deshalb pendeln, und der Kontakt 40 geöffnet, wodurch das Schütz zum Ausschalten gebracht wird.

Bei einem ersten Erdschluß, der durch die Wirkung eines herkömmlichen Überstromschuizclements (beispielsweise durch das Durchbrennen einer Sicherung) beseitigt würde, gewährleistet die erfindungsgemäße Differentialschutzeinrichtung einen weiteren Schutz und verhindert, dank ihres sehr schnellen Ansprechens auf eine Störung, oft das Durchbrennen einer Sicherung.

Im unwahrscheinlichen Fall eines satten Erdschlusses am Lastanschluß 54 der Anordnung der F i g. 1 werden die Sekundärwicklungen 14, 15 und 23, 24 erstens von gefährlichen Überlastungen durch Sicherungen (nicht dargestellt), zweitens durch die magnetische Sättigung des Kernes 12 des Differentialtransformators 11 und drittens uurch die hohe Impedanz der Wicklungen selbst geschützt.

Es ist der entscheidende Vorteil der oben beschriebenen Anordnung, daß sie eigensicher ist, da ein noch so kleiner Fehler in irgendeinem seiner Bauteile eine sofortige öffnung des Schützes 31 bewirkt, weil das Schütz, wie schon erwähnt, nur dann schließt und geschlossen bleibt, wenn alle Bauteile des Schaltkreises fehlerfrei sind, also weder eine Unterbrechung des Stromkreises noch einen Kurzschluß oder irgendeinen Fehlersirom verursachen.

Das Auftreten von irgendeinem oder von mehreren von diesen Fehlern bei den Bauteilen der oben beschriebenen Anordnung bewirkt eine Unterbrechung des Stromes, bevor die Anordnung unior einer Störung betrieben wird.

Es sei nochmals betont, daß dieser Vorteil des fehlerfreien Arbeitens. also der anfänglichen und im weiteren dauernden Selbstkontrolle, zusammen mit der hohen Ansprechgeschwindigkeit, welche weniger als eine Periode des Wechselstromes beträgt, den entscheidenden Fortschritt der Erfindung darstellt

Die Anordnung spricht also auf irgendwelche Fehler oder irgendwelche Störungen ihrer Bauteile — Unterbrechung. Kurzschluß, fehlerhafte Isolierung wegen Feuchtigkeit, Alterung. Temperatur. Staub u.dgl. mechanischer Schaden usw. — an. Eine oft deswegen vorgesehene Kontrollhilfsvorrichtung ist im vorliegender. Falle nicht nötig und kann unter Umständen gefährlich sein, da sie gegen eventuell nach der Kontrolle vorkommende Fehler nicht sichert, vielmehr Sicherheit vortäuscht.

In der erfindungsgemäßen Anordnung sind also wesentlich:

a) die Erzeugung einer relativ schwachen magnet 1 sehen Induktion im Kern 12 durch die Primärspan nungswicklung 13, welche, wie durch Versuche ermittelt wurde, erstens eine beträchtliche Verringerung der Kemdimcnsionen, folglich des Gewichts und der Kosten des Kerns gestattet.

verglichen mit bekannten Arten von Differentialtransformatoren, die zum Schutz gegen derartige Störungen verwendet werden und zweitens der gesamten Anordnung seine außerordentliche Empfindlichkeit und Ansprechgeschwindigkeit gewährt.

b) der bewegliche Kernteil 22g, durch welchen die Gewähr geleistet wird, daß bei irgendwelcher Störung, die ein Ausfallen der Erregung des Differentialtransformators 11 bewirken würde, der Kontakt 42 geöffnet und das Schütz 31 ausgeschaltet wird; dies bedeutet eine kontinuierliche Selbstkontrolle und ist nicht der Fall mit den bekannten Fehlerstromschutzschaltern und verwandten Anordnungen.

c) der bewegliche Kernteil 22i>. der auf unsymmetrische Bedingungen anspricht, ist sehr einfach. Seine Lagerung auf einem biegsamen, federnden Element 26, ohne Reibung und die Gefahr der Klemmung, gewährleistet, daß nur eine sehr geringe Energie erforderlich ist, um die Wirkung der Schutzvorrichtung hervorzurufen. Auf diese Art der Lagerung des Teiles 226 sind also, hauptsächlich, die außergewöhnliche Emfindlichkeit und Ansprechgeschwindigkeit der Anordnung zurückzuführen.

Diese Vorteile werden von demjenigen des vernachlässigbaren Energieverbrauches für die Magnetisierung des Kernes begleitet, wobei die Verluste im Differentialtransformator 11 und im Widerstand 55 zusammen nur 1 bis 2 Watt betragen. Der Begrenzungswiderstand 55 kann durch einen Abwärtstransformator für kleine Spannungen ersetzt werden, wenn eine weitere Verringerung der Verluste gewünscht wird, wobei die diesbezügliche Wahl von wirtschaftlichen und anderen herstellungstechnischen Gesichtspunkten abhängt.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind:
1.) die geerdete Abschirmung für die Leitungen 34 und 35, die deswegen vorgesehen ist, weil es wesentlich ist, jede zufällige Berührung zwischen diesen beiden Leitungen zu vermeiden, welche die Überbrückung der Kontakte 40 und 42 verursachen könnte. Wenn irgendeiner der Leiter 34 und 35 beschädigt wird, dann verursacht die Erdung des Leiters durch die geerdete Abschirmung das Durchbrennen der Sicherung 57. Wenn es gewünscht wird, kann ein ähnlicher Schutz dadurch erreicht werden, daß die Abschirmungen für die Leitungen 34, 35 an den neutralen Leiter der Stromquelle angeschlossen werden, üblicherweise an den Eingangsanschlüssen 51 (Nullung).
2.) der Überspannungsschutz mit selbstätiger Rückschaltimg. Wenn die eingespeiste Spannung einen bestimmten, kritischen Überspannungswert erreicht dann setzt immer, wie das Experiment bewiesen hat eine Vibration des beweglichen Teils 226 ein. die den Kontakt 40 öffnet und das Schütz 31 zum Ausschalten bringt. Durch geeignete Einstellung des Uberspannungsrelats 61 (F i g. 3) wird erreicht daß die nachstehend beschriebene Überspannungs-Schutzanordnung vor Erreichen des obigen kritischen Wertes wirksam wird.
Der Schutz gegen Unterspannungen der Stromquelle erfolgt durch den Kernteil 22g der magnetischen Differentialabgleichemrichtung 21. Wenn die Spannung der Stromquelle unter einen vorbestimmten Pegel fällt dann reicht die Magnetisierung des Kernes 22 nicht weiter aus, um zu verhindern, daß der Kemteil 22g vom Hauptteil des Kernes wegfällt; somit wird der Kontakt geöffnet um den Leitungsschalter auszulösen.

709615/206

In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, daß der Leistungsschalter automatisch wieder geschlossen wird, nachdem er abhängig von einer Überspannung ausgelöst wurde. Hierzu wird auf die F i g. 3 und 4 verwiesen.

Die in der F i g. 3 dargestellte Abschalt-Anordnung 10 gleicht im wesentlichen der an Hand F i g. 1 beschriebenen Anordnung. Deshalb sind viele Teile, die unverändert bleiben, nur teilweise dargestellt oder in der F i g. 3 weggelassen und werden nicht wieder näher erläutert. Der Unterschied zu der Fig. 1 besteht in einem Überspannungsrelais 61 mit einer Erregerspule 61a und einem normalerweise geschlossenen Kontakt 62, der dann geöffnet wird, wenn die in die Erregerspule des Überspannungsrelais eingespeiste Spannung einen vorbestimmten Schwellenwertpegel übersteigt. Das Überspannungsrelais 61 weist einen normalerweise offenen Kontakt 63 auf. Dies ist wesentlich für die Selbstkontrolle und wird nachstehend näher erläutert

Die Erregerspule 61a des Überspannungsrelais 61 liegt zwischen dem Anschluß 51 und einer Sicherung 57, die ihrerseits mit dem Anschluß 52 verbunden ist. Das Überspannungsrelais 61 ist also spannungsabhängig, und der Kontakt 62 öffnet sich, wenn die Spannung einen vorbestimmten Maximalwert übersteigt. Der Kontakt 62 des Relais 61 ist in Serie mit der Priniärspannungswicklung 13 des Differentialtransformators 11 gestaltet, so daß beim Auftreten einer Überspannung die Spannungsspule 13 des Transformators 11 abgeschaltet und, wie oben an Hand der Fig. 1 beschrieben, der Kontakt 42 der magnetischen Differentialabgleicheinrichtung 21 geöffnet wird, wobei das Schütz 31 abschaltet.

In F i g. 4 sind ein Schema der Steuerschaltung für die trregerspule 33 des Schützes 31 (Fig.3) sowie der Stromkreis dargestellt, wodurch die Primärspannungswicklung 13 des Differentialtransformators 11 unter Spannung gesetzt wird.

Um eine dauernde Kontrolle des einwandfreien Arbeitens des Überspannungsrelais 61 zu gewährleisten.

ist es möglich, in Serienschaltung mit dem Kontakt 62 einen zusätzlichen, bei Null- oder Unterspannung offenen Kontakt 63 vorzusehen. Dieser Kontakt schließt sich, sobald die Spannung einen Wert erreicht, der etwas unter demjenigen der Nennspannung liegt.

Wie schon bezüglich der Kontakte 40 und 42 erwähnt wurde, können auch hier, und zwar mit vollständiger Automatik, die zwei Kontakte 62 und 63 durch einen einzigen ersetzt werden.

ίο Die F i g. 3 und 4 zeigen mit einer gestrichelten Linie einen Kondensator 65, der in Serie mit der Primärspannungswicklung 13 geschaltet werden kann. Dieser Kondensator soll die Induktivität der Wicklung 13 kompensieren, so daß der diese durchfließende Strom in Phase mit der Spannung ist. Dadurch ist eine noch höhere Empfindlichkeit gegen eine Unsymmetrie der Ströme in den Hauptleitungen gewährleistet.

Die Erfindung wurde an Hand einer einphasigen Quelle beschrieben, wobei die eine der Primärstromwicklungen mit einer Phasenleitung und die andere mit einer Null-Leitung verbunden ist. Es ist selbstverständlich, daß die Anordnung so abgeändert werden kann, daß sie einen Schutz gegen einen unsymmetrischen Strom in zweiphasigen oder dreiphasigen Systemen bietet Die einzig notwendige Veränderung liegt darin, ein Schütz 31 mit einer ausreichenden Anzahl von Kontakten zu benutzen und die notwendige Anzahl der Stromwicklungen auf dem Differentialtransformator Ii vorzusehen.

Eine andere Ausführungsform der magnetischen Differentialabgleicheinrichtung 21 ist so angeordnet, daß nur ein einziger beweglicher Kernteil verwendet wird. Dies kann dadurch geschehen, daß auf den beweglichen Kernteil 22g verzichtet wird. Der Kernteil 226 wird dann so angebracht daß er sowohl abhängig von einer Unsymmetrie der Ströme pendelt und den Kontakt 40 öffnet als auch abhängig von der Erregung des Kernes eine Parallel-Verschiebung vornimmt und den Kontakt 42 öffnet oder schließt.

Hieizu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   L Anordnung nun Abschalten einer elektrischen

   von e|ner^J elektrischen Stromquelle bei Unsymmetrischen Strömen in die Last, mit einem Differentiälteansforinator mit zwei Magnetkreisen und zwei Primärstoomwickiungen jeweils in Reihe mit einer Versorgungsleitung von der Stromquelle zur Last, die bei symmetrischen Strömen durch die ro Versorgungsleitungen die beiden Magnetkreise symmetrisch magnetisieren; und mit Sekundärwicklungen, die jeweils nut einem der Magnetkreise verkettet and, und mit einer Differentialabgleicheinlichtung mit einer an die Sekundärwicklungen angeschlossenen Erregerwicklungseinheit und mit einem beweglichen Kernteil, der bei unsymmetrischen Strömen durch die Versorgungsleitungen von der Stromquelle zur Last bewegt wird und dadurch einen elektrischen Kontakt öffnet um den Strom in die Schaltspule eines Schützes so zu steuern, daß die Last von der Stromquelle abgeschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Differentialtransformator (II) eine Primärspannungswtcklung (13) zur schwachen Magnetisierung der beiden Magnetkreise aufweist und daß die magnetische Differentialabgleicheinrichtung zwei, den einzelnen Sekundärwicklungen (14,15) des Differentialtransformators zugeordnete Erregerwicklungen (23, 24) als Erregerwicklungseinheit sowie einen zweiten. spannungsabhängigen, beweglichen Kernteil (22g) aufweist, der vom erregten ortsfesten Kern (22) der Differentialabgleicheinrichtung angezogen ist und dadurch einen zweiten Kontakt (42) geschlossen hält, der den Strom in die Schaltspule (33) des Schützes (31) steuert.
2. 2. Anordnung zum Abschalten einer elektrischen Last von einer elektrischen Stromquelle bei ansymmetrischen Strömen in die Last, mit einem Differentialtransformator mit zwei Magnetkreisen und zwei Primärstromwicklungen jeweils in Reihe mit einer Versorgungsleitung von der Stromquelle zur Last, die bei symmetrischen Strömen durch die Versorgungsleitungen die beiden Magnetkreise symmetrisch magnetisieren, und mit Sekundärwicklungen, die jeweils mit einem der Magnetkreise verkettet sind und mit einer Differentialabgleicheinrichtung mit einer an die Sekundärwicklungen angeschlossenen Erregerwicklungseinheit und mit einem beweglichen Kernteil, der bei unsymmetrisehen Strömen durch die Versorgungsleitungen von der Stromquelle zur Last bewegt wird und dadurch einen elektrischen Kontakt öffnet, um den Strom in die Schaltspule eines Schützes so zu steuern, daß die Last von der Stromquelle abgeschaltet wrd, dadurch gekennzeichnet, daß der Differentialtransformator (11) eine Primärspannungswicklung (13) zur schwachen Magnetisierung der beiden Magnetkreise aufweist, daß 'die magnetische Differentialabgleicheinrichtung zwei, den einzelnen Sekundärwicklun- gen (14,15) des Differentialtransformators zugeordnete Erregerwicklungen (23 und 24) als Erregerwicklungseinheit aufweist, und daß der bewegliche Kernteil (22b) so gelagert ist, daß er sowohl durch Verschwenken bei unsymmetrischen Strömen durch die Verbindungsleitungen den ersten Kontakt (40) öffnet als auch durch Translation bei Erregung des ortsfesten Kerns der Differentialabgleicheinrichtung

   (21) einen zweiten Kontakt (42), der den Strom in die Schaltspute $3$ des Schutzes (31) steuert, geschlossen hält oder bei Niehterregiing öffnet.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kontakt (40) und der zweite Kontakt (42) zu einem einzigen kombinierten Kontakt zusammengefaßt sind.
4. 4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Pnmärspannungswicklung (13) mit der Stromquelle über weitere Kontakte (62, 63) eines Oberspannungsrelais (61) verbunden ist, dessen Erregerwicklung <61#von der Stromquelle erregt wird, so daß die weiteren Kontakte die Primärspannungswicklung (13) von der Stromquelle bei Oberspannung abschalten, wobei einer (63) der weiteren Kontakte außerdem ständig die Arbeit des Oberspannungsrelais (61) überwacht (F i g. 3.4).
5. 5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Differentialtransformator (II) einen Kern (12) aufweist, der einen mittleren Zweig (12a,J und zwei dazu symmetrische, äußere Zweige (126,12c) besitzt, daß die Primärspannungswicklung (Ii) auf dem mittleren Zweig (I2a^ angeordnet ist und daß jede Primärstromwicklung (16, 17) zu gleichen Teilen auf je einem der äußeren Zweige (126.12c) angeordnet ist (Fig. 1).
6. 6. Anordnung nach einem der Ansprüche I bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß der Differentialtransformator (11) zwei magnetisch getrennte, geschlossene Magnetkreise hat, daß die Primärspannungswicklung (13) in zwei gleiche Teile unterteilt ist. die jeweils auf einem der beiden Magnetkreise angeordnet sind, und d iß die Primärstromwicklungen (16,17) beide Magneu reise umfassen.