DE321381C

DE321381C - Time relay with decelerating contact weight, which is released in the event of overcurrent by de-energizing a magnet

Info

Publication number: DE321381C
Application number: DE1914321381D
Authority: DE
Original assignee: EMILE VINCENT
Current assignee: EMILE VINCENT
Priority date: 1914-01-31
Filing date: 1914-01-31
Publication date: 1920-06-01
Also published as: FR19575E; FR467092A

Description

Ein elektrisches Verteilungsnetz ist bekanntlich in einem jeden seiner Hauptteile (Elektrizitätserzeugung, Leitung, Verteilung) mit durch elektrische Relais betätigten auto-, matischen Ausschaltern versehen, und man ist bestrebt, diese Automaten stufenweise derart anzuordnen und einzuregulieren, daß, wenn eine Störung eintritt, nur der Apparat in Funktion treten kann, welcher unmittelbarAn electrical distribution network is known to be in each of its major parts (Electricity generation, conduction, distribution) with auto-, automatic switches provided, and the aim is to gradually use these machines to be arranged and regulated in such a way that if a fault occurs, only the apparatus can come into function, which immediately

ίο vor der Stelle angeordnet ist, wo der Kurzschluß oder die Überlastung vorkommt. Leider läßt sich dies in ,der Praxis nicht immer verwirklichen, und im Falle eines wirklichen Kurzschlusses oder einer großen Überlastung muß man oft konstatieren, daß nicht nur der in Frage kommende Apparat betätigt "wird, sondern daß auch noch die Apparate der vorhergehenden Reihen in Funktion gesetzt werden. Auf diese Weise wird ein sehr großer Teil, wenn nicht das ganze Netz während einer beträchtlichen Zeitdauer außer Betrieb gesetzt.ίο is arranged in front of the point where the short circuit or the overload occurs. Unfortunately, this is not always possible in practice realize, and in the event of a real short circuit or a large overload one often has to state that not only the apparatus in question is operated ", but that the apparatuses of the previous series are also put into operation. In this way, a very large part, if not all, of the network goes out of service for a considerable period of time set.

Das den Erfindungsgegenstand bildende Zeitrelais bezweckt, den durch seine besondere Bauart und Wirkungsweise erwähnten Übelständen vorzubeugen*The object of the invention forming the timing relay aims through its special To prevent design and mode of operation mentioned deficiencies *

Die Zeichnung veranschaulicht beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes. The drawing illustrates, for example, embodiments of the subject matter of the invention.

Das in Fig. ι schematisch dargestellte Zeitrelais besteht in der Hauptsache aus einer horizontalen Welle i, auf welche eine Seilrolle 2 gekeilt ist. Um diese Rolle 2 ist eine das Gewicht 3 tragende Schnur io gewunden, deren freies Ende in der Rinne der Rolle befestigt ist; das Gewicht 3, dessen unterster Teil 4 in passender Form, z. B. flach ausgebildet und aus gutleitendem Material hergestellt wird, ist dazu bestimmt, bei 15 einen elektrischen Kontakt zu schließen. Dieser unterste Teil 4 ist durch eine Platte aus Isoliermaterial von dem eigentlichen Körper des Gewichtes 3 getrennt. Die Welle 1, auf welcher entweder irgendeine Brems- oder Reguliervorrichtung oder, wenn nötig, die zum Vergrößern der Trägheit des Systems bestimmten zylindrischen Zusatzmassen 13 montiert werden können, ist mit einer ihr parallelen Welle 5 mittels irgendwelcher - Übersetzungsmechanismen 6 verbunden, beispielsweise mittels eines oder mehrerer Zahnradgetriebe, die derart montiert .sind, daß die Geschwindigkeit der Welle 5 kleiner ist, als diejenige der Welle 1.The timing relay shown schematically in Fig. Ι consists mainly of a horizontal shaft i on which a pulley 2 is wedged. To this role 2 a weight 3 carrying cord is wound, whose free end is fixed in the groove of the roller; the weight 3, the lowest part of which is 4 in suitable shape, e.g. B. is flat and made of highly conductive material, is intended to close an electrical contact at 15. This lowest part 4 is separated from the actual body of the weight 3 by a plate made of insulating material. The shaft 1 on which either some braking or regulating device or, if necessary, the cylindrical ones designed to increase the inertia of the system Additional masses 13 can be mounted is with a shaft 5 parallel to it any - translation mechanisms 6 connected, for example by means of a or more gear drives, which are mounted in such a way that the speed of the Wave 5 is smaller than that of wave 1.

Auf die Welle 5· ist ebenfalls eine Seilrolle 7 gekeilt, um welche eine den Kern des saugenden Elektromagneten 9 tragende Schnur 8 gewunden ist, deren freies Ende in der Rinne der Rolle 7 befestigt ist. Beide Rollen 2 und 7 können auch auf eine gemeinsame Welle gekeilt werden, ohne in der Erfindung irgend etwas zu ändern; in diesem Falle müßten die Durchmesser der beiden Rollen voneinander sehr verschieden sein.A pulley 7 is also wedged onto the shaft 5, around which the core of the suction Electromagnet 9 carrying cord 8 is wound, the free end of which is in the groove the roller 7 is attached. Both roles 2 and 7 can also be keyed on a common shaft without any in the invention to change something; in this case the diameters of the two rollers would have to be apart be very different.

Die Schnüre 8 und 10 sind derart auf die Rollen 7 und 2 gewunden, daß, wenn auf die Schnur der Rolle 7 ein vertikaler Zug von oben nach · unten ausgeübt wird, d. h. wenn der am Ende des Fadens 8 befestigte Eisen-The cords 8 and 10 are so wound on the rollers 7 and 2 that when on the A vertical pull is exerted from top to bottom on the cord of the roller 7, d. H. if the iron attached to the end of the thread 8

kern des Elektromagneten 12 zu sinken anfängt, das Gewicht 3 alsdann zu steigen "beginnt und umgekehrt. Durch einen Anschlag 11 wird verhindert, daß der Kern 9 des Elektromagneten 12 bei Erregung des letzteren ganz in seine Gleichgewichtslage kommt.core of the electromagnet 12 begins to sink, the weight 3 then begins to rise and vice versa. A stop 11 prevents the core 9 of the electromagnet 12 comes completely into its equilibrium position when the latter is excited.

Die Masse des Gewichtes 3 ist nun eine genügende, um das ganze System mitzunehmen, wenn der Elektromagnet 12 nicht erregt ist. Die Geschwindigkeit des Sinkens des Gewichtes 3 ist übrigens einregulierbar durch Ändern der Zusatzmassen 13 oder eventuell des Widerstandsdrehmomentes des Bremssystems. Überdies kann sowohl beim Gewicht 3 als auch beim Kern 9 des Elektromagneten 12 zu der betreffenden Masse noch hinzugefügt oder von derselben weggenommen werden.The mass of the weight 3 is now sufficient to take the entire system with it when the electromagnet 12 is not energized. Incidentally, the speed at which the weight 3 falls can be regulated by changing the additional masses 13 or possibly the resistance torque of the braking system. In addition, both the weight 3 and the core 9 of the electromagnet 12 can be added to or removed from the relevant mass.

Die Wicklung des Elektromagneten 12 ist derart bemessen, daß in jedem Falle (d. h. welches auch die Wirkungen der Bremssysteme, die Größe der Zusatzmassen 13 oder die Differenz des Gewichtes 3 und des Magnetenkernes 9 sein mögen) diese Wicklung die zum Wiederaufwinden des Gewichtes 3 bis zu seiner Normallage, d. h. bis zum höchsten Punkte seiner Bahn, nötige Anzugskraft besitzt. In dieser Lage ist die Anschlagsplatte des Kernes 9 des Elektromagneten 12 gegen den Anschlag 11 angedrückt. _; The winding of the electromagnet 12 is dimensioned in such a way that in each case (ie whatever the effects of the braking systems, the size of the additional masses 13 or the difference between the weight 3 and the magnet core 9 may be) this winding is necessary for rewinding the weight 3 up to its normal position, ie up to the highest point of its path, has the necessary pulling force. In this position, the stop plate of the core 9 of the electromagnet 12 is pressed against the stop 11. _;

Auf der Bahn des Gewichtes 3 ist ein längs einer in Grade eingeteilten Vertikalskala 14 hin und her beweglicher Kontaktschieber 15 angeordnet, welcher z. B. mittels einer Stellschraube feststellbar ist. Der Kontaktschie- ' ber 15 ist mit einer horizontalen Fläche versehen; diese besteht aus zwei gutleitenden Platten und einem zwischen ihnen liegenden ■ Isolierstück und bildet, da die beiden Platten vermittels je einer Klemme mit einem der Enden ' des Betätigungsstromkreises I des Hauptschalters verbunden sind, ein elektrisches .Kontaktorgan, durch welches der Stromkreis I geschlossen und somit der Ausschalter geöffnet wird, wenn der unterste Teil 4 des Gewichtes 3 auf der Fläche ruht.On the track of the weight 3 is a vertical scale 14 divided into degrees arranged reciprocating contact slide 15, which z. B. by means of an adjusting screw is detectable. The contact slide 15 is provided with a horizontal surface; this consists of two highly conductive plates and a ■ between them Insulating piece and forms, as the two plates each by means of a clamp with one of the Ends' of the actuating circuit I of the main switch are connected, an electrical one .Contact organ, through which the circuit I is closed and thus the switch is opened when the lowermost part 4 of the weight 3 rests on the surface.

Der Elektromagnet 12 ist von einem Hilfs- ; strom gespeist, der von einem durch II angegebenen Stromkreis geliefert wird. Dieser Stromkreis kann mittels eines, einen Kontakt betätigenden Elektromagneten 16 oder mittels eines anderen geeigneten Apparates geöffnet werden. Durch die Spule des Elektromagneten 16 fließt der Strom des Netzes oder ein dem Netzstrome proportionaler Strom. Dieser proportionale Strom kann mittels eines kleinen geeigneten. Transformators oder mittels irgendeiner anderen zweckentsprechen- ' den Vorrichtung erhalten werden. Der Speisestromkreis des Elektromagneten 16 ist : dufch.III bezeichnet.The electromagnet 12 is of an auxiliary; current supplied by a circuit indicated by II. This Circuit can by means of a, a contact actuating electromagnet 16 or by means of another suitable device. Through the coil of the electromagnet 16 the current of the network or a current proportional to the network current flows. This proportional current can be used by means of a small suitable. Transformer or by means of any other suitable device. Of the Supply circuit of the electromagnet 16 is: dufch.III referred to.

" Selbstverständlich könnte anstatt des durch das Gewicht 3 gebildeten Kontaktstückes irgendeine andere Vorrichtung verwendet werden, durch welche ein elektrischer Kontakt geschlossen werden kann»"Could of course instead of that the weight 3 formed contact piece any other device can be used, through which an electrical contact can be closed »

Der. Apparat funktioniert folgendermaßen: Ist in der zu schützenden elektrischen Verteilungsleitung die Stromstärke normal, so übt die am Ende des Kernes des Elektromagneten 16 befestigte' Feder 17 einen Zug auf diesen Kern aus, der großer ist als die entgegenwirkende magnetische Anziehung des Elektromagneten. Die auf dem Kern des Elektromagneten 16 befestigte Kontaktplatte befindet sich also in der Schließstellung des Stromkreises II. Die Wicklung des Elektromagneten 12 ist also von dem Strom des Stromkreises II durchflossen, so daß der Elektromagnet 12 erregt und dessen Kern angezogen ist; die Anstoßplatte befindet sich mithin am Anschlag 11, so daß das Gewicht 3 in seiner obersten Stellung gehalten wird.Of the. Apparatus works as follows: Is in the electrical distribution line to be protected If the current strength is normal, the spring 17 attached to the end of the core of the electromagnet 16 exerts a pull on this core, which is greater than the opposing magnetic attraction of the Electromagnets. The contact plate attached to the core of the electromagnet 16 is therefore in the closed position of the circuit II. The winding of the electromagnet 12 is therefore traversed by the current of the circuit II, so that the Electromagnet 12 energized and its core attracted; the bump plate is located consequently at the stop 11, so that the weight 3 is held in its uppermost position.

Erreicht nun der Hauptstrom (d. h. der Strom der zu schützenden Verteilungsleitung) eine unzulässige Stärke, so wird die auf den Kern des Elektromagneten 16 ausgeübte magnetische Wirkung größer als der Zug der entgegenwirkenden Feder 17; die auf dem Kern des Elektromagneten 16 befestigte Kontaktplatte wird also nach unten gezogen und öffnet den den Elektromagneten 12 speisenden Stromkreis II, so daß die Erregung des letzteren Elektromagneten aufhört und das Gewicht 3 zu sinken anfängt. Dieses schließt nach Durchlaufen des Raumes von seiner obersten Lage bis zum Kontaktorgan 15 den Auslösestromkreis I, wodurch der Haupt-, schalter geöffnet wird. Die Zeitdauer von dem Augenblick an, wo die Stromstärke eine gefährliche wird, bis zu dem Augenblick, wo der Ausschalter geöffnet wird, ist, wie gesagt, regelbar.When the main stream (i.e. the stream of the distribution line to be protected) reaches an impermissible strength, the magnetic force exerted on the core of the electromagnet 16 becomes Effect greater than the train of the opposing spring 17; those on the core of the electromagnet 16 attached contact plate is thus pulled down and opens the circuit II feeding the electromagnet 12, so that the excitation of the latter Electromagnet stops and the weight 3 begins to drop. This closes after passing through the room of his top layer up to the contact element 15 the tripping circuit I, whereby the main, switch is opened. The length of time from the moment the current becomes a dangerous until the moment the switch is opened, as I said, adjustable.

Ist der Hauptschalter geöffnet, also der Magnet 16 stromlos geworden oder nimmt während der Abwärtsbewegung des Gewichtes 3 die Stärke des Hauptstromes und damit die Erregung des Magneten 16 wieder ihren normalen Wert an, so schließt die Feder 17 die auf dem Kern des Magneten 16 befestigte Kontaktvorrichtung und diese den Stromkreis II, so daß der Elektromagnet 12 wieder erregt, dessen Kern 9 "wieder angezogen und das Gewicht 3 wieder in seine normale höchste Stellung zurückgebracht wird.If the main switch is open, so the magnet 16 has become de-energized or takes during the downward movement of the weight 3 the strength of the main stream and thus the excitation of the magnet 16 returns to its normal value, the spring 17 closes the on the core of the magnet 16 attached contact device and this the circuit II, so that the electromagnet 12 is energized again, its core 9 "is again attracted and the weight 3 is brought back to its normal highest position.

Da die Dauer des Funktionierens der Vorrichtung von der Hauptstromstärke vollständig unabhängig ist, andererseits aber vermieden werden soll, daß durch eine sehr große Überlastung, z. B. einen starken Kurzschluß, Störungen verursacht werden In jener Zwischenzeit, nach deren Ablauf das Relais seine Wirkung auszuüben hat,!so werden oberhalbSince the duration of the functioning of the device from the main current strength completely is independent, but on the other hand should be avoided by a very large Overload, e.g. B. a strong short circuit, disturbances are caused In the meantime, after which the relay has to exert its effect,! are above

des beweglichen Kontaktorganes 15 ein oder auch mehrere ähnliche Kontaktorgane (Fig. 2 und 3) vorgesehen, die im normalen Betriebe nicht auf der Bahn des Gewichtes 3 sich befinden. of the movable contact element 15, one or more similar contact elements (FIG. 2 and 3) which are not on the 3-weight track in normal operation.

Der in Fig. 2 dargestellte Hilfskontakt besteht im wesentlichen aus einer Kontaktscheibe α, welche auf einer um eine vertikale Achse c drehbar angeordneten Stange b angebracht ist. Die Achse c ist in einer Stütze d festgelagert. Die Rückzugsfeder e und die mit dem Kerne g des Elektromagneten h verbundene Schnur / sind ineinander entgegengesetzter Richtung an dem Ende der Stange b, welches der Kontaktscheibe α gegenüberliegt, befestigt. Der Erregungsstromkreis des Elektromagneten Λ ist in Serie mit demjenigen des Elektromagneten 16 (Fig. 1) geschaltet. Dieser gesamte Apparat wird auf einem längs der Vertikalskala 14 oberhalb des Kontaktorganes 15 verschiebbar angeordneten Tragorgane befestigt.The auxiliary contact shown in Fig. 2 consists essentially of a contact disk α, which is mounted on a rod b rotatably arranged about a vertical axis c . The axis c is fixed in a support d. The return spring e and the cord / cord connected to the core g of the electromagnet h are fastened in opposite directions to the end of the rod b which is opposite the contact disk α. The excitation circuit of the electromagnet Λ is connected in series with that of the electromagnet 16 (Fig. 1). This entire apparatus is attached to a support member which is arranged displaceably along the vertical scale 14 above the contact member 15.

Die Fig. 3 veranschaulicht eine andere Ausführungsform des Hilfskontaktes. Bei dieser ist der in gerader Richtung verschiebbar angeordnete Hilfskontakt i einerseits mittels einer Schnur I mit dem Kern k des Elektromagneten j und andererseits mit der Rückzugsfeder m derart verbunden, daß die letztere der Saugwirkung des Elektromagneten j entgegenwirkt.3 illustrates another embodiment of the auxiliary contact. In this, the auxiliary contact i, which is arranged displaceably in a straight line, is connected on the one hand by means of a cord I to the core k of the electromagnet j and on the other hand to the return spring m in such a way that the latter counteracts the suction effect of the electromagnet j.

Dieser oder diese Hilfskontakte werden durch ihre Elektromagnete h und /, deren Erregungsstromkreise in Serie mit demjenigen des Elektromagneten 16 geschaltet sind, bei bestimmten höheren Stromstärken auf die Bahn des Gewichtes 3 gebracht, und zwar in solcher Reihenfolge, daß die Auslösezeit des Ausschalters mit steigendem Überstrom stufenweise abnimmt.This or these auxiliary contacts are brought by their electromagnets h and /, the excitation circuits of which are connected in series with that of the electromagnet 16, at certain higher currents on the path of the weight 3, in such a sequence that the tripping time of the switch with increasing overcurrent gradually decreases.

Es ist ohne weiteres begreiflich, daß in einem Verteilungsnetze sowohl die Höhe des Hauptkontaktorganes, als auch die Höhe der über demselben angeordneten Hilfskontaktorgane derart einreguliert werden können, daß das Relais für bestimmte Überlastungen entsprechenden Zeiten funktioniert. Es kann also jeder Ausschalter sein besonderes Wirkungsgebiet mit Sicherheit schätzen.It is easy to understand that in a distribution network both the height of the Main contact organ, as well as the height of the auxiliary contact organs arranged above the same can be adjusted so that the relay works for certain overloads corresponding times. It can So every circuit breaker will certainly appreciate its particular area of activity.

Claims

Patent Claims:

i. Time relay with declining contact weight, which is triggered in the event of overcurrent due to de-excitation a magnet is released and after an adjustable time the tripping circuit for the main switch closes, characterized in that the hanging on a cord and 'pulley (2) Contact weight (3) through a gear (1, 6, 5) with a likewise suspended and designed as a magnetic core counterweight (9) is connected and usually from an auxiliary power source (II) energized magnet (12) attracts the latter (9) and thus the contact weight (3) at its highest Holds position, but in the event of de-excitation by an overcurrent relay (16, 17) the counterweight (9) releases so that the contact weight (3), overcoming the counterweight (9), runs down until it touches down on a contact device (15) which can be displaced along a scale (14) and this closes the tripping circuit (I) for the main switch, after which Opening the overcurrent relay (16, 17) closes again, the auxiliary power source (II) energizes its magnet (12) again and this brings the contact weight (3) back to its highest position.

2. Time relay according to claim 1, characterized in that above the mentioned contact device (15) one or more on the scale (14) displaceable contact devices by electromagnets influenced by the overcurrent or a current proportional to it against the action of return springs in such order in the _{Track of the contact weight} (3) are brought so that the gQ tripping time decreases gradually with increasing overcurrent (Fig. 2 and 3 ").

For this purpose ι sheet of drawings.