DE2412035A1 - Strombegrenzender leistungsschalter zum einsatz in selektiv gestaffelten anlagen - Google Patents

Description

Kombinat

Ülektro-Apparate-Werke
Berlin-Treptow 2412035

Strombegrenzender Leistungsschalter zum Einsatz in selektiv gestaffelten Anlagen

Die Erfindung betrifft einen strombegrenzenden Leis-cungsschalter zum Einsatz in selektiv gestaffelten Anlagen, bei dem der von den Schnellstausloseeinrichtungen erzeugte Auslösebefehl abhängig vom Einsatzort des Schalters unverzögert oder verzögert an das Schaltschloß weitergegeben wird.

Es ist bekannt, in Verteilungsnetzen eine selektive Staffelung der in Reihe liegenden Leistungsschalter vorzunehmen. Hierzu werden die Auslöser der Leistungsschalter mit Verzögerungseinrichtungen versehen, deren Verzögerungen zeitlich gestaffelt werden, derart, daß der dem Einspeisepunkt näher liegende Schalter die größere Verzögerung erfährt.

Neben den bekannten Verzögerungaeinriohtungen mittels Hemmwerk in Form eines Uhrwerkes oder einer Pendelmasse ist für konventionelle selektiv gestaffelte Leistungsschalter eine Verzögerungseinrichtung bekannt geworden, bei der dem Anker des elektromagnetischen Auslösers eine träge Masse zugeordnet ist, die gegenüber dem Anker bewegbar ist. Durch die Ankerbewegung wird die träge Masse beschleunigt und wirkt

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nach Beendigung der Ankerbewegung unter Weiterbewegung infolge der Massenträgheit verzögert auf die Auslösewelle und betätigt damit die Schloßauslösung (DT-AS 1 119 393).

Nun ist bei Einsatz von strombegrenzenden Selbstschaltern eine zeitliche Staffelung der Auslösevorgänge aller zwischen Kurzschluüstelle und Einspeisung liegender Selbstschalter nicht möglich, da sämtliche Selbstschalter, um eine genügende Schnelligkeit beim Abschaltvorgang und damit eine Strombegrenzung zu. erreichen, schon ihre Schaltstücke trennen müssen, noch bevor der Kurzschlußstrom seinen vollen Wert erreicht hat. Dies führt dazu, daß im allgemeinen bei Auftreten eines Kurzschlusses alle der Kurzschlußstelle vorgeordneten Selbstschalter ansprechen und daß somit bei Einsatz von strombegrenzenden Selbstschaltern ein selektives Abschalten des kurzschlubbehaf teten Anlagenteiles nicht ohne weiteres möglich ist·

Es sind bereits eine Anzahl von Anordnungen bekannt geworden, bei denen auch bei den in der Anlage in Reihe liegenden strombegrenzenden Leis'tungsschaltern eine Selektivität erreicht wird. So ist es beispielsweise bekannt, im Falle des gleichzeitigen Ansprechens mehrerer in Reihe liegender Leistungsschalter die sofortige Wiedereinschaltung aller der Schalter zu veranlassen, die vor dem Leistungsschalter liegen, der der Kurzschlußstelle unmittelbar vorgeschaltet ist. Hierzu erteilt jeder in die Aus-Stellung gehende Schalter sofort einen Wiedereinschaltbefehl an seinen vorgeordneten Schalter (DT-PS 13OO 150), oder aber es ist ein zentrales Steuergerät vorgesehen, das die Wiedereinschaltung aller Selbstschalter bis auf den letzten in der Reihe veranlaßt (DT-AS 1 174 891 und DT-AS 1 179 626).

Diese Anordnungen sind jedoch insofern nachteilig, als bis zum Wiedereinschalten der Leistungsschalter eine spannungslose Pause von einigen 100 ms eintritt, die zum Abfallen sämtlicher Schütze und Ansprechen der Unterspannungsauslöseeinrichtungen in der Anlage führt.

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Auch ist es bereits bekannt, lediglich den unmittelbar vor der Kurzschlußstelle liegenden Leistungsschalter strombegrenzend ausschalten zu lassen. Hierbei werden die Schlaganker der Leistungsschalter im Kurzsohlußfalle mittels eines fremderregten jeweils vom nachgeschalteten Leistungsschalter ansteuerbaren Fesselungsmagneten in ihrer Ruhelage gehalten. Im Kurzschlußfalle erhalten zwar möglicherweise alle vor der Kurzschlußstelle liegenden Leistungsschalter einen Auslöseimpuls, gleichzeitig mit diesem Auslöseimpuls gibt jedoch der Leistungsschalter, der unmittelbar vor der Kurzschlußstelle liegt, einen Befehl zur Fesselung des Schlagankers des ihm vorgeschalteten Leistungsschalters ab und dieser Leistungsschalter wiederum gibt einen Befehl an den ihm vorgeordneten Leistungsschalter, so daß tatsächlich nur der unmittelbar vor der Kurzschlußstelle liegende Leistungsschalter die Abschaltung des Kurzschlusses vornimmt. Zur Fesselung der Schlaganker dient hierbei die in einem Kondensator gespeicherte Energie, die mittels eines Steuerapparates, der von im Strompfad des nachgeordneten Leistungsschalters liegenden di/dt-Wandlern beaufschlagt ist, freigegeben wird (DT-OS 2 017 168).

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Mit dieser Anordnung wird zwar eine einwandfreie Selektivität erreicht, jedoch wird hierbei in Kauf genommen, daß eine wirkungsvollere Strombegrenzung sowohl in der Höhe ale auch in der Dauer, die sich aus der Reihenschaltung der Lichtbogen aller vor der Kurzschlußstelle in Reihe liegender sich öffnender Leistungsschalter ergeben würde, nicht genutzt werden kann.

Weiterhin ist ein Verfahren zur selektiven Staffelung strombegrenzender Leistungsschalter bekanntgeworden, die ein SehneIlstauslösesystem aufweisen, das einerseits die Schaltstüoke unabhängig vom Schaltschloß öffnet und andererseits das Sohaltschloß freigibt. Hierbei wird bei den in Reihe liegenden Leistungsschaltern der vom Schnellstauslösesystem an das Sohaltschloß des jeweiligen Leistungsschalters gegebene Auslösebefehl zum Einspeisepunkt hin gestaffelt

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jeweils um die Dauer einer Halbwelle oder mindestens bis zum nachfolgenden Stromnulldurchgang in einer Phase verzögert, so daß das jeweilige Schaltschloß in der nachfolgenden Stromhalbwelle den Schalter mechanisch ausschaltet und daß unabhängig von dieser Verzögerung die Schaltstücke durch das jeweilige Schnellstauslösesystem nach Entstehen des Kurzschlusses im Sinne einer Strombegrenzung öffnen und frühestens beim nachfolgenden Stromnulldurchgang wieder schließen.

Die hierbei erforderlichen Verzögerungen werden mit bekannten und üblichen Mitteln, z.B. mechanisch durch ein Uhrwerk oder elektrisch durch einen RC-Kreis, erzielt. Diese konventionellen Mittel erfordern einen hohen Aufwand und sind mit den bekannten Nachteilen behaftet.

Zweck der Erfindung ist die Beseitigung der Nachteile der bekannten Anordnungen zur selektiven Staffelung strombegrenzender Leistungsschalter.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, strombegrenzende Leistungsschalter zum Einsatz in selektiv gestaffelten Anlagen zu schaffen, bei denen gemäß dem letztgenannten Verfahren die strombegrenzenden Eigenschaften voll erhalten bleiben und deren Schaltstüoke unabhängig vom Schaltschloß bei Überschreiten des Ansprechwertes der Schnellstauslöseeinrichtungen unverzögert öffnen. Hierbei soll der von den Schnell?tausloseeinrichtungen erzeugte Auslösebefehl abhängig von der Lage des Schalters zum Kurzschlußort, dem Stromanstieg oder anderer die Kurzschlußverhältnisse charakterisierender und erfaßbarer Parameter entweder unverzögert oder verzögert an das Schaltschloß weitergegeben und damit entweder eine vollständige Öffnung oder Wiederschließen der Sohaltstüoke erreicht wurden.

Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß die von der Schntllstauslöseeinriohtung betätigte Auslösewelle vor dem

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Schaltschloß geteilt ist, daß beide Auslösewellenhälften über einen Kraftspeicher gekoppelt sind und daß die mit dem Schalcschloß zusammenarbeitende Auslösewellenhälfte durch eine Halteeinrichtung, z.B. einen Elektromagnet, festgehalten ist. Die Halteeinrichtung gibt die dem Schaltschloß zugeordnete Auslösewellenhälfte nach einer fest oder abhängig von den Parametern des Kurzschlußstromes bzw. Kurzschlußortes vorbestimmten Zeit, z.B. dem Vielfachen einer Halbwelle oder nach dem ersten Stromnullüurchgang frei und schaltet damit bei einem weiteren Vorliegen des Auslösebefehls das Schaltschloß und damit; den Schalter mechanisch aus.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert weraen.

In der zugehörigen Zeichnung ist der erfindungsgemäße Schalter schematisch dargestellt. Das Schnellstauslösesystem 1, das das bewegliche Schaltstück 2 im Sinne einer Strombegrenzung unverzögert öffnet, betätigt zugleich die Auslösewellenhälfte 3· Die andere Auslösewellenhälfte 4, die mit dem Schaltschloß 5 is. Wirkverbindung steht, ist mit der Auslösewellenhälfte 3 über einen Kraftspeicher 6 gekoppelt. Außerdem greift an der Auslösewellenhälfte 4 eine Halteeinrichtung in Form eines Elektromagneten 7 mit Anker & an·

Nachfolgend sei die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Schalters beschrieben. Beim Ansprechen der Schnellstauslöseeinrichtung 1 werden die Schaltstücke 2 im Sinne einer Strombegrenzung geöffnet und die Auslösewellenhälfte 3 erfährt eine Drehung. Dadurch wird der Kraftspeicher 6 gespannt. Die mit dem Schaltschloß 5 in Verbindung stehende Auslösewellenhälfte 4· wird durch die Halteeinrichtung, d.h. Elektromagnet 7 und Anker 8, beaufschlagt.

Bei gewünschter unverzögerter Auslösung des Schaltschiosses bleibt der Elektromagnet 7 unerregt. Die Auslösebewegung der Auslösewellenhälfte 3 wird über den Kraftspeicher 6

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auf die Auslösewellenhälfte 4. übertragen, die den Auslöse- -befehl unverzögert an das Schaltschloß 5 weitergibt.

Bei gewünschter Verzögerung, z.B. dann, wenn der betreffende Schalter nicht dem abzutrennenden Kurzschluß vorgeschaltet ist und ein anderer vor diesem liegender Schalter den Kurzschlußstrom unterbrochen hat, wird entweder ein vorbestimmtes zeitverzögerndes Haltesignal an die Halteeinrichtung oder z.B. ein von der Höhe des Kurzschlußstromes oder anderer die Kurzschlußstromhöhe charakterisierender Größen abhängiges Signal gegeben, das erst nach einer vorbestimmten Zeit, z.B. nach dem ersten Stromnulidurchgang des Kurzschlußstromes, den Anker δ des Elektromagneten 7 freigiot.

Ist in dieser Zeit der Kurzschlußstrom erfolgreich von dem dem Kurzschiußort direkt vorgeschalteten unverzögert ausgelösten Schalter unterbrochen worden, werden die Schnellstaus löse einrichtungen durch ihre eigenen fiückstellkräfte und unterstützt durch den Kraftspeicher 6 in die Ruhelage fallen. Damit wird der Auslösebefehl aufgehoben, das Schaltschloß 5 bleibt eingeschaltet, die bchaltstücke 2 werden durch die Wirkung der Kontakfckraftfedern wieder schließen, die Energieversorgung der nicht vom Kurzschluß betroffenen Anlagenteile ist weiter gewährleistet.

Fließt der Kurzschlui-strom z.B. durch Versagen des .vorgeordneten Schalters weiter, wird nach Freigabe der Halteeinrichtung der Kraftspeicher 6 den Auslösebefehl an das Schaltschloß 5 über die zweite Auslösewellenhälfte 4 weitergeben.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung kann somit eine vollkommene Selektivität von strombegrenzenden Leistungsschaltern erreicht werden, ohne daß die günstigen strombegrenzenden Eigenschaften dieser Schalter behindert oder eingeschränkt werden.

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Durch diese erfindungsgemäße Anordnung wird weiter erreicht, daß durch die gleichzeitige strombegrenzende öffnung mehrerer in der Anlage in Reihe liegender Schalter der Kurzschlußstrom stärker begrenzt und damit die Spannungsabsenkung wesentlich abgeschwächt wird. Durch die extrem kurze Dauer des KurzschluLstrom.es werden keine elektromagnetischen Schütze abfallen. Erst damit wird erreicht, daß alle vom Kurzschluß nicht betroffenen Anlagenabschnitte vollkommen ungestört weiter arbeiten können.

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Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Strombegrenzender .Leistungsschalter zum Einsatz in
   selektiv gestaffelten Anlagen, dessen Schaltstücke im
   Kurzschlußfall unaohängig vom Schaltschloß strombegrenzend öffnen, bei dem der von den Schnellstauslöseeinrichtungen erzeugte Auslösebefehl abhängig vom Einsatzort des Schalters unverzögert oder verzögert an das Schaltschloß weitergegeben wird, dadurch geKennzeichnet, daß die von der Schnellstauslöseeinrichtung (1) betätigte Auslösewelle vor dem Schaltschloß (5) geteilt ist, daß-beide
   Auslcsewellenhalften (3;4) über einen Kraftspeicher (ο) gekoppelt sind und da^ die iu.lt dem Schaltschloß (50 zusammenarbeitende Auslösewellenhälfte (4-) aurch eine Halteeinrichtung, z.B. einen Elektromagnet (7), festgehalten ist, die diese Auslösewellenhälfte nach einer fest oder abhängig von den Parametern des Kurzschlusses bzw. Kurzschlußortes vorbestimmten Zeit, z.B. aem Vielfachen einer Halbwelle oder nach dem ersten Stromnulxdurchgang freigibt und damit bei einem weiteren Vorliegen des Auslösebefehls das Schaltschloß unu damit den Schalter mechanisch ausscnaltet.

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