DE2401657A1 - Unterbrecherschalter fuer transformatoren mit niederspannungsbewicklung - Google Patents

Description

Palentanwäife

DipUfcg. Stocke
Dipi.-lag. L.;escnbeck
Bielefeld, Heriorcier Strafte M

E ELEÖTKIQÜE SIMPLEX, 38, rue de Yerdun,

' Villefranche-sur-Saone _% Rhone, Frankr«

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Unterbrecjierschalter für Transformatoren mit Eiederspannungsbewicklimg

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Unterbrecherschalter für Transformatoren-, die eine vorzugsweise schuppenförmige Uiederspannungsbewicklung haben.

Die Erfindung betrifft somit Schalter, die dazu bestimmt sind₉ im elektrischen Verteilernetz eingesetzte Transformatoren zu schützeno Die bekannten Schalter dieser Art weisen im wesentlichen drei Bauteile auf ₀ "and zwar einerseits dl® elektrischen Trenn- und Schließkontatte, den Betätigungemechanismus dieser Eontakte und den den Mechanismus steuernden Auslöser, der in Abhängigkeit der wahrgenommenen Stromstärken arbeitet. Bei den Unterbrecherschaltern zum Schutz von Transformatoren ist das Hauptbauteil, das praktisch insgesamt den Wert und die Qualität des Schalters bestimmt, sein Auslöser. Diese Auslöser sind schon in den verschiedensten Erscheinungsformen verwirklicht worden, und zwar insbesondere magnetische Auslöser_s magnetisch-thermische Auslöser und thermische Auslöser.

Aufgrund der Erfahrungen der Praxis und insbesondere aufgrund zahlreicher Fehlabschaltungeh im elektrischen Leitungsnetz haben sich die beiden erstgenannten Ausführungsformen der Auslöser nicht durchgesetzt. Es werden derzeit nur noch thermische Auslöser verwendet.

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Diese thermisehen Auslöser sind im Laufe der Zeit bezüglich des Schutzes der Transformatoren sowie der Möglichkeit einer möglichst kontinuierlichen Ausnutzung der elektrischen ITetze verbessert worden. So ist man zunächst von Auslösern ausgegangen, die Bimetallstreifen benutzen, die in Luft arbeiten, während man nunmehr Auslöser benutzt, die mit Bimetallstreifen in Flüssigkeiten arbeiten, die gegebenenfalls auch in thermischer Relation zum öl der zu schützenden Transformatoren stehen. Die Entwicklung ist darauf gerichtet gewesen, in dem Auslöser des-Unterbrecherschalters praktisch ein thermisches Abbild des Transformators zu erzeugen, indem man eine Vorrichtung schafft, die Bimetallstreifen hat, deren Temperaturen genau denen entsprechen, die am wärmsten Punkt der Bewicklung des Transformators herrschen.

Auf diese Weise löst der- Auslöser die öffnung des Unterbrecher schalters nur dann aus, wenn einer seiner Bimetallstreifen eine Grenztemperatur erreicht₉ die durch eine entsprechende Bauweise der Grenstemperatur entspricht, die für den sogenannten Wariapuakt des (Transformators annehmbar ist, so daß jegliche .Zerstörungen des Transformators .vermieden sind* Auf die gleiche Weise tritt eine Auslösung des Unterbrecherschalters nicht v.or dieser Temperaturgrenze auf, so daß eine kontinuierliche Ausnutzung des elektrischen Verteilernetzes gewährleistet ist. Derartige Auslöser stellen gegenüber der Auslösern mit Bimetallstreifen, die in Luft arbeiten, schon eine erhebliche Verbesserung dar, da sie eine genaue Überwachung der Temperatur des Warmpunktes des Transformators ermöglichen und auch nur dann zu einer Auslösung des Unterbrecherschalters führen, wenn diese Grenztemperatur erreicht ist, wie auch der geweilige Leistungsbereich und die umgebenden Betreibstemperaturen des Transformators sein mögen.

Auch die jetzt üblichen Unterbrecherschaiter haben jedoch noch für den Fall von ELnphasen-Überlastungen einen Nachteil,

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der aus der besonderen Mederspannungsbexfieklung des Transformators auf den Jochständern resultiert. So haben- aufgrund ihrer Bauweise die Transformatoren, und zifar insbesondere die für das Überlandnets bestimmte Transformatoren, einerseits ihren Warmpunkt praktisch immer auf der Niederspannungs-"bewicklung liegen und andererseits sind im lall von Dreiphasentfansformatoren mit Zicksackanschluß für den Yerbraucherstrom diese Mederspannungsbewicklungen immer doppelt und im allgemeinen schuppenförmig auf jedem der Jochständer angeordnet.

Diese Anordnung einer doppelten Niederspannungsbewicklung, ob nun schuppenförmig oder nicht₉ auf jedem Jochständer bedeutet einen erheblichen Unterschied bezüglich der erforderlichen Zeitdauer zur Erreichung der Temperaturgrenze ihres Harmpunktes j je nachdem, ob es sich um eine einphasige Überlastung oder um eine zwei- oder dreiphasige Überlastunghandelt. Im Fall der zwei- oder dreiphasigen- Überlastung stellt man, wie auch das Verzweigungs- und Schaltschema der Uiederspannungsbewicklung des Transformators sein mag, fest, daß zumindest auf einem Ständerjoch die beiden Niederspannungsbewicklungen dieses .Ständers von der gleichen Stromstärke durchflossen werden wie die, die durch den Bimetallstreifen geht. Diese beiden Bewicklungen haben also genau die gleichen Erwärmungen. Im Hinblick auf die konstruktiven Gegebenheiten, die schon vorstehend erläutert wurden, ist der Auslöser darauf ausgelegt, daß die Temperatur dieser Bimetallstreifen in der Flüssigkeit genau der gleichen Progression folgt wie die zum Warmpunkt führende Temperatur der entsprechenden Bewicklung des Transformators, so daß der Auslöser in Funktion tritt, wenn seine vorher festgesetzte Grenze erreicht ist. Die Schutzwirkung ist damit in jeder Weise im Fall der zwei-=· oder dreiphasigen Überlastung korrekt.

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Im Pall der einphasigen Überlastung jedoch und im Hinblick auf die obligatorisch vorgegebenen Eonstrukti ons eigenschaften dreiphasiger, in Zickzackschaltung angekuppelter Transformatoren und im Fall bestimmter Leitungsverzweigungen und Leitungsanschliisse durchquert die volle Stromstärke der Überlast, die den Bimetallstreifen durchläuft, nur eine der "beiden Bewicklungen eines Ständers und nur eine der Bewicklungen eines anderen Ständers. Das praktische Ergebnis dieser konstruktiven Besonderheit ist im Fall der einphasigen Überlastung für den jeweils betroffenen Ständer, daß die ausschließlich von der überlast durchströmte Bewicklung durch die Leitfähigkeit der schupp enför-mig zugeordneten zweiten Bewicklung des gleichen Ständers gekühlt xvird, die ,ja nicht von der überlast durchlaufen, wird, so daß die Temperatur der τοπ der überlast anrsJastroiaten Bswiokiung herabgesetzt wird und somit ein beträchtlicher Anstieg in der erforderlichen Zeit bei gleicher Stromstärke oder bezüglich der erforderlichen Stromstärke .bei gleicher Zeit hervorgerufen wird, damit der Warmpunkt die Grenztemperatur erreicht. Demgegenüber befindet sich aber der von der gleichen einphasigen Überlast beaufschlagte Bimetallstreifen nicht in der gleichen Situation, da er entgegen der Bewicklung des Transformators im Fall ler einphasigen überlastung nicht in anormaler Weise durch eine bena.chb.arte metallische Masse gekühlt wird. 3er Bimetallstreifen reagiert damit genauso wie im Fall einer dreiphasigen Überlastung und folgt nicht dem Warmpunkt der Bewicklung, was zu einer verfrühtes. Ausschaltung und damit zu einem übermäßigen Schutz führt. Die verfrühte Abschaltung steht aber der Kontinuität der Ausnutzung des elektrischen Verteilernetzes- schädlich entgegen.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Unterbrechersehalter der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen Auslöser auch im Fall der vorstehend beschriebenen einphasigen Überlastung nicht vorzeitig ausschaltet.

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Ausgehend von einem Unterbrecherschalter mit einem mit Flüssigkeit gefüllten Gehäuse und Bimetallstreifen in gleicher Anzahl wie die Phasen des Transformators, die von dem Strom des jeweils zugeordneten Jochständers durchflossen sind, sowie andererseits mit einer Anzahl von Bügeln, die jeder auf einem unterschiedlichen Paar von Bimetallstreifen abgestützt gehalten sind, besteht die erfindungsgemäße Lösung darin, daß Hilfsbügel schwenkbar auf Achsen angeordnet sind,, die mit einem ,Hauptbügel verbunden sind und senkrecht zur Achse des Hauptbügels liegen, der unter Einwirkung einer oder mehrerer der Hilfsbügel verschwenkbar ist und mit dem am Ende der Wegbahn ein Zweitschloß freisetzbar ist, das das Hauptschloß des Unterbrecherschalters betätigt derart₉ daß im PaIl der einphasigen Überlastung die ausschlagende Bimetallfeder , indem sie die--Schwenkachse mindestens eines Hilfsbügels um eine Länge geringer als ihre eigene Verlagerung verlagert, die Verzögerung der Auslösung, bewirkt.

Das Besondere des Erfin&ungsgegensfcaii&es besteht daher daß die Hilfsbügel in Querrichtung bezüglich eines Hauptbügels j mit dem sie verbunden sind_s schwenken können«, Wens unter dem Einfluß einer Überlast die Bimetallstreifen in Abhängigkeit ihrer Temperatur ausschlagen, bringen sie auch, den Hauptbügel zum Verschwenken, der am Ende seiner Wegbahn ein Schloß freisetzt, das den Auslöser in Gang setzt und damit die öffnung des unterbrecherschalters.

Auf diese Weise sind die Bimetallstreifen immer jeder von dem Überlaststrom des zugeordneten Jochständers durchströmt aber-ihr Ausschlag wird im Pail einer einphasigen Überlastung durch das Fehlen des Ausschlages des* entsprechenden Bimetsllstreifens des benachbarten Jochständers kompensiert, was es erlaubt, dank der progressiven Erwärmung der Flüssigkeit, in der die Bimetallstreifen arbeiten, das Auslösen in diesem speziellen Fall zu verzögern und damit den lästigen Überschuta und das unzeitige Abschalten zu verhindern,» Im lall

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der zwei- oder dreiphasigen Überlastung tritt dieses Yerzögerungsphänomen nickt auf,, da »ja dann mindestens zwei Bimetallstreifen zwangsnotwendig tob, der Überlastung "be auf schlagt sind und damit die Punktion normal bleibt, da in diesem lall mindestens zwei Bewicklungen ein und desselben Ständers von der Überlast beaufschlagt sind und sich damit normal erwärmen.-·

Gemäß einer bevorzugtes. Ausführungsfor-m weist jeder Hilfsbügel an einem seiner Enden eine Stellschraube auf, die sich auf einem der Bimetallstreifen abstützt, so daß hier eine Einstellmöglichkeit gegeben ist_o

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind auf den Häuptbügel einwirkende ledern vorgesehen«, die die Enden der Bügel abgestützt atif den Eiset all streifen halten, ohne jedoch die Bimetallstreifen zu drücken.

Beispielsweise im lall sines dreiphasigen Unterbrecherschalters sind drei Hilfsbüsjel vQs&an&en.;., iron denen" sich jeder jeweils atif zwei der drei Bimetallstreifen abstützt _f die somit paarweise einander angeordnet sind. 3er Hauptbügel trägt drei Schwenkachsen senkrecht zu seiner eigenen Achse, auf denen die drei Hilfsbügel angeordnet sind. In diesem speziellen Fall arbeitet der Unterbrecher wie folgt:

Im Pail der"zwei- oder dreiphasigen Überlastung sind mindestens zwei Bimetallstreifen von dem Überlaststrom durchflossen« Sis sciilagen damit beide aus und nehmen dabei mindestens zwei Hilfsbügsl mit sich. Da mindestens ein Hilfsbügel somit um das gleiche Ausmaß as. seinen beiden-Enden zurückgedrückt wird, wird das mittige Verschwenken dieses Hilfsbügels automatisch auf Hull abgeglichen und alles geschieht, als wenn der Hauptbügel über die Schwenkachse des Hilfsbügels die Ausschlagbahn der beiden Bimetallstreifen direkt Übertrages bekäme.

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Da die Bimetallstreifen einen Ausschlag in Abhängigkeit von der Erhöhung der Temperatur des Warmpunktes der Nisderspannungsbewicklung des Transformators "besitzen₉ rufen sie die Auslösung des Unterbseeherschalters hervor₂ wenn dieser Warmpunkt eine vorher festgesetzte Grenztemparatur erreicht.

Sie Grenztemperatur der Warmpunkte der Niederspannungsbex-jicklungen des Transformators ist beispielsweise auf 120⁰O festgesetzt. Bei einer Überlastung von dem 1_?5-fachen der normalen Stromstärke In- und bei einer Umgebungstemperatur von 20°G "braucht der Warmpunkt der Bex-jicklung des Transformators drei Stunden, um diese Temperatur von 120 0 zu erreichen. In der gleichen Zeit schlagen aufgrund der konstruktiven Gegebenheiten die beiden Bimetallstreifen durch die aweiphasige Überlastung von 1,5 In um 6 mm aus und rufen am Ende dieser S mm₉ die sie in drei Stunden durchlaufen*, die Auslösung hervor und schützen somit den Transformator vor jeder Erwärmung über 120 C hinausο

Ss ist hervorzuhebenj daß der Ausschlag der Bimetallstreifen im lalle eines Auslösers mit Bimetallstreifen*, die in flüssigkeit arbeiten_s sich im wesentlichen aus zwei Ausschlägen zusammensetzt ₅ die sich addieren und die in der Zeit aufein= ander folgen_o

Zunächst tritt ein schneller Aussehlag auf, der praktisch ausschließlich von der Erwärmung- d©s Bimetallstreifens_s der von dem Überlaststrom durchlaufen t?jird₉ hervorgerufen wird_a

shfolgead addiert sich ein zweiter langsamer" Ausschlag zum ersten Ausschlag, der hervorgerufen wird von der progressiven Steigerung der Temperatur der flüssigkeit des Auslösers₅ ©in© Temperatur steigerung j die hervorgerufen wird,von den liärmekalosienc, die von der oder den Bimetallfedern abgegeben werden, und von den Wärmekalorien., die möglicherweise durch die Leitfähigkeit der Wandung des Transformators abgegeben

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werden, die vom Öl des Transformators ja auch erwärmt wird.

Im oben gegebenen Beispiel kann man davon ausgehen, daß bei einem vorbestimmten Unterbrecherschalter der rasche Ausschlag 3 mm beträgt und der langsame Ausschlag 3 inm beträgt, so daß sich Gesamtausschlag von 6 mm ergibt.

Im Falle der einphasigen Überlastung werden auf keinem der Jochständer des Transformators beide Niederspannungsbewicklungen gleichzeitig von dem Überlaststrom durchströmt. Die beiden betroffenen Jochständer haben Jeweils nur eine von dem Überlaststrom durchströmte Bewicklung, so daß die Temperatur weniger schnell als im Fall der zwei- oder dreiphasigen Überlastung steigt, da jeweils die zweite Bewicklung, die-nicht von dem Überlaststrom durchströmt ist, nicht nur selbst mitheizt, sondern in der Praxis als Radiator wirkt, der die Erwärmung der ersten durchströmten Bewicklung herabsetzt. Demgegenüber wird ein einziger Bimetallstreifen von dem Überlaststrom durchflossen. Dieser Bimetallstreifen schlägt damit in Abhängigkeit des durchfließenden Stromes aus und stößt zu Beginn bei dem schnellen Ausschlag bieispielsweise die Stellschraube eines aufliegenden, ihm zugeordneten Hilfsbügels zurück.

Dieser Hilfsbügel findet sich somit anfänglich ledJgLich an einem seiner Enden bewegt, und zwar auf der Seite des unter Überlast stehenden Bimetallstreifens, da ja bei der einphasigen Überlastung die anderen Bimetallstreifen nicht von der Überlast beaufschlagt sind und sich damit nicht erwärmen. Demzufolge schwenkt dieser Hilfsbügel um seine Achse und bewegt den Hauptbügel zunächst nur mit einer reduzierten Winkelverlagerung entsprechend der Hälfte seines schnellen Ausschlages. Der Hilfsbügel ruft damit die Auslösung nicht hervor. Danach wirkt dann die Flüssigkeit des Auslösers, die sich progressiv erwärmt, auf alle Bimetallstreifen im

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Sinne des langsamen Ausschlages ein und insbesondere auch auf die beiden Bimetallstreifen, die dem in Frage stehenden Hilfsbügel zugeordnet sind, also dem ersten Bimetallstreifen, der unter der Überlast steht, und dem zweiten Bimetallstreifen, der nicht unter Überlast steht. Dieser Hilfsbügel wird somit dann an seinen beiden Enden gleichmäßig beaufschlagt und verlagert sich, dabei parallel zu sich selbst und überträgt somit die gleiche Verlagerung auf den Hauptbügel. Dank dieser Ausgestaltung ist die erforderliche Zeit zum Erreichen der Winkeldrehung des Hauptbügels für die Auslösung beträchtlich vergrößert und diese Zeit nähert sich sehr stark derjenigen anj die für den Warmpunkt der Niederspannungsbewicklung des Transformators zum Erreichen seiner Greniemperatur erforderlich ist, so daß hierdurch der übermäßige Schutz im Fall einer einphasigen Überlastung vermieden ist und es rdcnt zu einer unnötig frühen Abschaltung und damit einer schlechten Fetζausnutzung kommt.

Man kann hier das vorstehend angegebene Zahlenbeispiel wieder aufgreifen. Dort war die Grenztemparatur der Warmpunkte der Bewicklung des Transformators auf 120⁰G festgesetzt. Unter einer einphasigen Überlast von 1,5 In wird diese Temperatur nicht in drei Stunden erreicht, wie-bei der zwei- oder dreiphasigen Überlastung, sondern in sechs Stunden, da auf zwei Jochständern immer nur eine Bewicklung pro Ständer unter Überlast stent und entsprechend heizt. Nur ein einziger Bimetallstreifen ist von der Überlast durchströmt. Wie im vorstehend beschriebenen Zahlenbeispiel beträgt sein schneller Ausschlag 3 mm, jedoch dadurch, daß der ihm über den Hilfsbügel zugeordnete Hilfsbügel nicht unter Überlast, steht, beträgt die Wegbahn der Achse des genannten-Hilfsbügels nur ^SSL ■ 1,5mm, was deutlich zu wenig ist, um ein Auslösen hervorzurufen. Nachfolgend erwärmt sich die Flüssigkeit des Unterbrecherschalters, und zwar langsamer als im Fall der · zwei- oder dreiphasigen Überlastung, da ja nur ein Bimetall⁴=

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- ίο - ■

streifen die !Flüssigkeit aufheizt. Während dieser Phase schlagen "beide Bimetallstreifen, die den "betroffenen Hilfsbügel beaufschlagen, in einem langsamen Ausschlag um die gleiche Größe aus und bewegen den Hilfsbügel parallel zu sich selbst, da dieser ja Jetzt auf seinen beiden Enden beaufschlagt wird. Da die Erwärmung langsamer vor sich geht, sind beispielsweise vier Stunden erforderlich, damit der unter Überlast stehende Bimetallstreifen und der ihm über den Hilfsbügel zugeordnete Bimetallstreifen beide den langsamen Ausschlag γοη 3 mm vollziehen. In diesem Augenblick beträgt die Wegbahn des zugehörigen Bügels somit:

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Dies reicht immer noch nicht aus«, um die Auslösung hervorzu rufen, die bei einer Wegbahn von 6 mm eintritt. Die Flüssig keit muß daher weiter aufgeheizt werden, damit die Gesamtausschläge der Bimetallstreifen ausreichen, um die Verlagerung von 6 mm an der Schwenkachse des Hilfsbügels hervorzurufen. Die noch erforderliche Wegstrecke von 1,5 nuß errechnet sich zui

ζ ? + ? + 1,^+ (?■ + 1,j>) _m6mL-

Um diesen zusätzlichen langsamen Ausschlag von 1,5 mm für jeden.der beiden Bimetallstreifen zu erreichen, muß die Flüssigkeit des Unterbrecherschalters nochmals zwei Stunden erwärmt werden*■Insgesamt bedarf es also 4 + 2 * 6 Stunden um die Auslöseverlagerung von 6 mm zu erreichen, und es bedarf somit einer Zeit, die der entspricht, die für den Warmpunkt des Iransformators zum Erreichen der 12O°G erforderlich ist. Die Aufgabe ist damit genau gelöst. Der Unterbrecherschalter braucht zum Auslösen die gleiche Zeit wie die Zeit, die für den Warmpunkt der ITiederspannungsbewicklung erforderlich ist, seinen Grenzwert zu erreichen, und zwar sowohl bei einphasiger als auch bei zwei- oder dreiphasiger

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Überlast, obwohl die Bewicklung des Transformators deutlich weniger schnell bei dsr einphasigen Überlastung heizt wie bei der zwei- oder dreiphasigen Überlastung.

In den beigefügten Zeichnungen· ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Unterbrecherschalters gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt.
Es zeigen

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen dreiphasigen Unterbrecherschalter gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Unterbrecherschalter nach Fig. 1, unter Fortlassung des Gehäuses,

Fig. 3

4 und 5 schematische Darstellungen der Funktionsweise des erfindungsgemäßen Unterbrecherschalters {jeweils bei zweiphasiger, dreiphasiger und einphasiger Überlastung.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, weist der Unterbrecherschalter ein Gehäuse 1 auf, dessen eine Seite von einer Wand 2 des zu schützenden Transformators gebildet sein kann. Das Gehäuse 1 ist mit einer geeigneten Flüssigkeit 3 gefüllt, in der drei U-förmige Bimetallstreifen 4-, 5 und 6 liegen. Die Bimetallstreifen sind mit ihrem oberen Ende an einem isolierenden Deckel 7 befestigt, durch den Anschlüsse 8 geführt sind. Für jeden der Bimetallstreifen ist einer der Anschlüsse 8 mit einem elektrischen Kreis 9 verbunden, der von den Bewicklungen des Transformators kommt, während der zweite Anschluß 8 mit einem elektrischen Stromkreis 10 verbunden ist, .der zu den Trennkontakten des Unterbrecherschalters führt. Jeder der Bimetallstreifen 4, 5 und 6 wird somit von dem gesamten Strom des betroffenen Jochständers des Transformators,'der

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ihm zugeordnet ist, durchquert.

Erfindungsgemäß ist im Inneren des Gehäuses 1 ein Hauptbügel 11 vorgesehen, der in an dem Deckel 7 befestigten Lagern gelagert ist. Der Hauptbügel 11, von dem in Fig. 2 lediglich die Enden dargestellt sind, ist somit schwenkbar um eine horizontale Achse 18 gelagert. Der Hauptbügel 11 trägt unter einander parallele, jedoch zu seiner eigenen Drehachse 18 senkrechte Achsen 12, 13 und 14.

Auf den Achsen 12, 13 und 14 sind schwenkbar drei Hilfsbügel 15, 16 und 17 gelagert. Jeder dieser Hilfsbügel 14·, 15 und 16 ist auf einem unterschiedlichen Paar der Bimetallstreifen 4, 5 und 6 abgestützt gehalten, und zwar der Hilfsbügel 15 auf den Bimetallstreifen 4 und 5» der Hilfsbügel 16 auf den Bimetallstreifen 4 und 6 und der Hilfsbügel 17 auf den Bimetallstreifen 5 und 6.

Die Schwenkachsen 12, 13 und 14 eines jeden Hilfsbügels 15» 16 und 17 liegen jeweils in der Bügelmitte. Alle Hilfsbügel weisen an ihrem einen Ende eine Stellschraube 19 und an ihrem anderen Ende eine Stütze 20 auf, und jeder der Hilfsbügel stützt sich über die Stellschraube 19 und die Stütze 20 auf einem Paar der Bimetallstreifen ab. Um die Hilfsbügel 15» 16 und 17 gegen die Bimetallstreifen 4, 5 und 6 angedrückt zu halten, sind Federn (nicht dargestellt) vorgesehen, die auf den Hauptbügel 11 einwirken. Es ist hervorzuheben, daß diese Federn den Kontakt der Hilfsbügel auf den Bimetallstreifen aufrechterhalten, aber keinerlei Drücke auf die Bimetallstreifen ausüben, um nicht deren Ausschlag zu beeinflussen.

An dem einen Ende des Hauptbügels 11 befindet sich ein Sekundärschloß 21", das am Ende der Wegbahn eine Achse 22 freigeben kann, die unter der Wirkung einer Feder steht und die eine Kurbel 23 trägt, die das Hauptschloß (nicht dargestellt) des TJnterbrecherschalters betätigt.

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Die Funktionsweise des Unterbrecherschalters gemäß der Erfindung ist schematisch in den üg. 3 bis 5 dargestellt, die in stark vereinfachter Weise die Bimetallstreifen 4, 5 und 6 und die Hilfsbügel 15, 16 und 17, jeweils mit ihren Schwenkachsen 12, 13 und 14, zeigen.

Im Fall der zweiphasigen Überlastung sind, wie in Fig. 3 dargestellt, zwei Bimetallstreifen beaufschlagt. Essoll sich dabei um die Bimetallstreifen 4 und 6 handeln. Unter dem Einfluß des sie durchströmenden Stromes schlagen sie zunächst schnell um beispielsweise 3 mm aus und stoßen dabei die beiden Enden des Hilfsbügels 16 zurück, der aufgrund seiner Verlagerung parallel zu sich selbst seine Achse 13 um die gleiche Größe mit sich nimmt und' damit auch mit der gleichen Größe den Hauptbügel 11 betätigt, an dem die Achse 13 befestigt ist. Der Hauptbügel schwenkt somit um eine Größe entsprechend diesen 3 mm. Nachdem dieser schnelle Ausschlag getätigt ist, gehendie Bimetallstreifen zum Stadium des langsamen Ausschlages über, und dieser Vorgang setzt sich fort, bis die Bimetallstreifen um 6 mm ausgeschlagen sind, was durch entsprechende vorherige Einstellung die Freisetzung des sekundären Schlosses 21 und die Betätigung der Kurbel 23 hervorruft. Diese 3 mm des langsamen Ausschlages haben beispielsweise drei Stunden gebraucht, eine Zeit, in der der Warmpunkt des Transformators seine Grenztemperatur von 12O°O erreicht hat.

Im Fall der dreiphasigen Überlastung, der in Fig. 4 illustriert ist, geschieht sehr Ähnliches. Der einzige merkbare Unterschied ist, daß auch der Bimetallstreifen 5 beaufschlagt wird und sich demzufolge in der gleichen Weise verlagert wie auch die beiden anderen Bimetallstreifen 4 und 6. Die Hilfsbügel 15 und 17 werden zurückgestoßen, während sie vorher lediglich dem Hauptbügel folgten. Die Verlagerungsbewegungen und die Zeitdauer des vorhergehenden Beispieles bleiben bei gleicher Überlaststärke gleich wie beim vorhergehend beschriebenen Überlstungsfall.

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Bei dem in E¹Xg. 5 dargestellten einphasigen Überlastungsfall wird lediglih ein Bimetallstreifen, beispxelsweise der mittlere Bimetallstreifen 5, beaufschlagt und die Anordnung ist so getroffen, daß bei gleicher Üb'erlastungsstärke wie "bei den vorstehend beschriebenen zwei- oder dreiphasigen Überlastungsfällen der Transformator nicht etwa drei Stunden an der Überlast angeschlossen bleiben kann, sondern sechs Stunden, bis das sekundäre Schloß 21 freigegeben wird.

Die E'unktionsweis.e des TJnterbrecherschalters ist dabei die folgende:

Lediglich der Bimetallstreifen 5 unterliegt dem raschen Ausschlag von 3 mm, während die anderen Bimetallstreifen, die nicht von dem Überlaststrom durchströmt sind, nicht ausschlagen. Hierdurch verschwenken die Hilfsbügel 15 und 17 um die Achsen 12 und 14 und drücken zu gleicher Zeit diese Achsen, die auf halber Strecke zwischen der Stellschraube 19 und der Stütze 20 liegen, um die Hälfte der Wegbahn des Bimetallstreifens 5» also um ■§■ « 1,5 mm. zurück. Während der nachfolgenden Phase des langsamen Ausschlages sind auch die beiden Bimetallstreifen 5 und 6 durch die Erwärmung der Flüssigkeit 3 betroffen, so daß auch sie dem langsamen Ausschlag unterliegen. Sie durchlaufen beispxelsweise beide die Ausschlagstrecke von 3 mni, aber die Hilfsbügel 15 und 17 verlagern sich dann parallel zu sich selbst, da sie ja an ihren beiden Enden in gleicher Weise zurückgedrückt werden. Die Achsen 12 und 14 werden daher während dieser Periode um 3 mm zurückgedrückt und lassen den Hauptbügel 11 um einen entsprechenden Winkel schwenken. In diesem Augenblick hat sich der Hauptbügel also wie folgt verlagert:

Um 1,5 mm während des raschen Ausschlages ausschließlich, des Bimetall Streifens 5, dann um 3 mm während des langsamen Ausschiagens aller drei Bimetallstreifen und somit insgesamt um 4,5 mm, eine Wegstrecke, die noch nicht ausreicht, die Auslösung hervorzurufen.

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Der Vorgang setzt sich somit durch ein langsames Ausschlagen der Bimetallstreifen fort, und zwar bis zum dem Augenblick, wo die Wegbahn von 6 mm für den Hauptbügel 11 erreicht ist, was der Fall ist, wenn während der Phase des langsamen Ausschlages die Bimetallstreifen .nochmals um 1,5 mm und mehr verlagert wurden. Insgesamt ergibt sich:

a) die Bimetallstreifen 4 und 6 sind 3 + 1>5 ■ ^>5 mm ausgeschlagen

b) der Bimetallstreifen 5 ist um 3 + 3 + 1>5 "· 7»5 mm ausgeschlagen

c) der Hauptbügel 11 ist um 1,5 +3+1»5"6mm ausgeschlagen und die Auslösung erfolgt nach Erreichen dieses Ausschlages von 6 mm, aber in einer sehr viel längeren Zeit als im Fall der zwei- oder dreiphasigen Überlastung. Hierbei ist zu berücksichtigen, daß

a) die Flüssigkeit 3 sich weniger schnell in dem Gehäuse 1 erwärmt, da nur ein einziger Bimetallstreifen heizt

b) die Bimetallstreifen 4 und 6 müssen in der Phase des langsamen Ausschiagens 4,5 mm durchlaufen, anstatt nur 3 mm in dieser Langsamphase für den Fall der mehrphasigen Überlastung.

Insgesamt und durch Verbindung der beiden Punkte a) und b) ändertüsich die Zeit zum Auslösen beispielsweise von drei auf sechs Stunden, um im Fall der einphasigen Überlastung die Auslösung bei einer gleichen Wegbahn von 6-mm zu erreichen.

Der erfindungsgemäße Unterbrecherschalter kann mit Vorteil in all den Fällen eingesetzt werden, wo man einen optimalen Schutz eines dreiphasigen, in Zickzack geschalteten Transformators sowohl für mehrphasige als auch für einphasige Überlastungen sucht, wenn die erforderlichen Zeiten zum Er-: reichen der Grenztemperaturen des Warmpunktes des Transformators in diesen beiden Überlastungsfällen deutlich verschie-

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den sind, und zwar aufgrund der eingangs geschilderten Erscheinung, die die Jeweils zu zweit schuppenförmig auf jedem Jochständer des Transformators angeordneten Fiederspannungsbewicklungen hervorrufen.

Es versteht sich, daß sich, die Erfindung nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Im Rahmen des Erfindungsgedankens sind vielmehr zahlreiche Abwandlungen möglich.

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Claims (3)

1. Patentansprüche

   ( 1. JUnterbrecherschalter für Transformatoren mit Niederspan- ^—' nungsbewicklung, mit einem mit Flüssigkeit gefüllten Gehäuse, einer der Phasenzahl des Transformators entsprechenden Anzahl von Bimetallstreifen, die jeweils von dem Strom des zugeordneten Jochständers durchflossen sind, und mit Bügeln _r die jeweils auf einem bestimmten Bimetallstreifenpaar abgestützt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Bügel Hilfsbügel (15,16,17) sind, die schwenkbar auf Achsen (12,13,14-) gelagert sind, die ihrerseits mit einem Hauptbügel (11) verbunden sind und senkrecht zu dessen. Achse (18) liegen, und der Hauptbügel (11) durch einen oder mehrere der Hilfsbügel (15,16,17) verschwenkbar ist und damit ein Schalterschloß betätigbar ist, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß bei einphasiger Überlastung der betroffene, ausschlagende Bimetallstreifen die Achse mindestens eines Hilfsbügels um eine länge geringer als sein eigener Ausschlagweg verlagert.
2. 2. Unterbrecher schalter nach Anspruch 1,- dadurch gekennzeichnet, daß jeder Hilfsbügel (15»16,17) an einem seiner Enden eine auf einem der Bimetallstreifen abgestützt gehaltene Stellschraube (19) aufweisti
3. 3. Unterbrecherschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Eaden der Hilfsbügel (15,16,17) mittels auf den Hauptbügel (11) einwirkende Federn in Berührung, jedoch ohne einen Druck auszuüben, mit den Bimetall streifen (4·,5,6) gehalten sind.

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