DE409124C - Netzschutzrelais mit Zeiteinstellung - Google Patents
Netzschutzrelais mit ZeiteinstellungInfo
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- DE409124C DE409124C DEM78906D DEM0078906D DE409124C DE 409124 C DE409124 C DE 409124C DE M78906 D DEM78906 D DE M78906D DE M0078906 D DEM0078906 D DE M0078906D DE 409124 C DE409124 C DE 409124C
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
- H01H71/10—Operating or release mechanisms
- H01H71/12—Automatic release mechanisms with or without manual release
- H01H71/44—Automatic release mechanisms with or without manual release having means for introducing a predetermined time delay
Landscapes
- Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
Description
DEUTSCHES REICH
AUSGEGEBEN
AM 2. MÄRZ 1925
REICHSPATENTAMT
PATENTSCHRIFT
KLASSE 21 c GRUPPE
(M 7<$go6 VIU\2icz)
Dr. Paul Meyer A. G. in Berlin.
Patentiert im Deutschen Reiche vom 2. September 1922 ab.
Es ist bekannt, den Selektivschutz elektrischer Netze dadurch zu bewirken, daß man die Zeiteinstellung
der verschiedenen Schalter von der an ihrem Orte herrschenden Betriebsspannung derart abhängig macht, daß sie um so schneller
auslösen, je geringer die Spannung ist. Diese Aufgabe läßt sich in der Weise lösen, daß die
Verzögerungszeit vom Strom und der Spannung oder nur von der Spannung abhängig ist.
Man hat dies dadurch zu erzielen gesucht, daß man ein Hauptstromrelais und ein Spannungsverlustrelais
elektrisch so verbunden hat, daß nur bei gleichzeitigem Ansprechen beider die Auslösung möglich war. Dann muß das
Spannungsverlustrelais so eingerichtet sein, daß es bei verhältnismäßig geringem Sinken der
Spannung abläuft. Nachdem es abgelaufen ist, ist es aber dann nicht mehr imstande, wieder
in den Ruhezustand zurückzukehren, auch wenn die Spannung den vollen Betrag erreicht; deshalb
braucht man hierzu unabhängige Stromquellen, welche in den meisten Fällen nicht vorhanden
sind.
Man hat die Aufgabe auch so gelöst, daß
man Hauptstrom- und Spannungsrelais mechanisch miteinander verbunden hat, derart, daß
das Hauptstromrelais beim Rückgang das Spannungsverlustrelais in seine Ruhelage zurückdrängt.
Ein derartiges Relais erfordert sehr starke Hauptstrommagnete, weil das Kerngewicht
allein bzw. mit einer zusätzlichen Rückzugskraft in der Lage sein muß, das Spannungsverlustrelais
beim Rückgang des Magneten in ίο seinen Ruhezustand zurückzubringen, also der
Magnet beim Anziehen diese große Gegenkraft überwinden muß. Die Gegenkraft muß aber
um so größer sein, als der Magnet ja unter Umständen schon zurückgehen soll, wenn der
Strom von der eingestellten Stromgrenze um 30 Prozent zurückgeht. Dann ist der Kraftüberschuß
des Rückzuggewichtes verhältnismäßig gering, und dieser Überschuß muß noch ausreichen, um das Spannungsverlustrelais in
die Ruhelage zurückzudrängen. Da nun das Spannungsverlustrelais selbst im allgemeinen
einen Kraftspeicher besitzt, welcher durch die Spannung gebremst wird, so muß das Hauptstromrelais
bei geringem Überschuß seiner Rückzugskraft über die magnetische Kraft diesen Kraftspeicher auffüllen, wird also sehr
groß.
Die Erfindung beseitigt nun die Schwierigkeiten dadurch, daß der Hauptstrommagnet
bei seiner Anzugbewegung, bei welcher er also im allgemeinen verhältnismäßig großen Überschuß
an Kraft besitzt, den Kraftspeicher des Spannungsverlustrelais nicht nur aufzieht, sondern
auch zur Entladung freigibt. Das Spannungsverlustrelais kehrt also in seine Ruhestellung,
die gleichzeitig die wirksame Stellung ist, durch seinen Kraftspeicher zurück, und
der zurückgehende Anker des Hauptstromrelais hat dabei keine mechanische Arbeit zu leisten.
Diese Anordnung wird dadurch erreicht, daß man den Kraftspeicher des Spannungsverlust-.
relais mit dem Anker des Hauptstromrelais durch eine Kupplung verbindet, welche sich
am Ende der Hubbewegung des Hauptstromrelais auslöst.
In der Abb. 1 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt. Der Hauptstrommagnet H zieht
seinen Anker A bei Überschreitung der eingestellten Stromstärke an und hebt damit
gleichzeitig das Gewicht G des Spannungsverlustrelais. Letzteres besteht aus einer von dem
beweglichen Gewicht G mittels passender Übersetzungen und zweckmäßig eines einseitigen
Gesperres E mitgenommenen Bremsscheibe B, die sich im Felde eines von der Spannung abhängigen
Magneten S bewegt, also um so stärker gebremst wird, je höher die Spannung ist. Beim Ansprechen des Hauptstrommagneten
wird der Anker hochgezogen. Er nimmt mittels der »Klinke K das Gewicht G mit. Am Ende
der Bewegung wird die Klinke ausgelöst, und das Gewicht G fällt unter entsprechender Bremsung
langsam herunter.
Die dargestellte Anordnung ist für Stromwandleranordnung gedacht. Die Auslösespule
wird durch einen Stromwandler gespeist und ist durch die beiden Kontakte C1 und C2 kurzgeschlossen. In der Ruhestellung, wenn also
keine Überlastung und kein Fehler vorhanden ist, ist zwar der untere Kontakt C2 durch das
Gewicht G geöffnet, aber der obere Kontakt C1 . geschlossen, demnach die Auslösespule über-.
brückt und unwirksam.
Beim Eintritt der Überlastung hebt sich das Gewicht G, und der untere Kontakt C2 schließt
sich. Am Ende der Hubbewegung öffnet der Kern des Hauptstromrelais H den oberen Kontakt
C1. Dies hat aber keine Wirkung, weil die Auslösespule noch durch den Kontakt C2
kurzgeschlossen ist.
Kurz vor dem oberen Ende des Hubes löst sich die Klinke; das Gewicht G sinkt unter
entsprechender Bremsung zurück, und wenn die Überlastung hinreichend lange andauert,
öffnet sich auch der Kontakt C2, so daß nunmehr der Kurzschluß der Auslösesptrlerüür den
; Ölschalter unterbrochen ist und letztere arbeiten kann.
Wenn dagegen während der Abwärtsbewegung des Gewichtes G die Überlastung aufhört,
so sinkt der Magnetkern des Hauptstrommagneten A herunter und kuppelt sich mit dem
Gewicht G durch die Klinke K wieder ein. Beim Heruntersinken des Magnetkerns wird
aber der obere Schalter C1 geschlossen, so daß die Auslösung wieder unmöglich gemacht wird.
Der Magnet wird bei der Hubbewegung durch eine gewisse Stromstärke, welche gerade
die eingestellte Grenze erreichen kann, gehoben. Er soll wieder loslassen, wenn die Stromstärke
um einen geringen Betrag, etwa 30 Prozent, sinkt. Da aber bei dem Auskuppeln des Gewichtes
G die Rückzugskraft wesentlich verringert wird, so würde ein erheblich stärkeres
Absinken des Stromes notwendig sein, damit der Kern zurückgeht. Diese Schwierigkeit läßt
sich in an sich bekannter Weise durch eine Hilfsschaltung beseitigen, die z. B. in der
oberen Stellung des Kernes betätigt wird, etwa in der Weise, daß eine am Magneten ange- no
brachte Hilfswicklung kurzgeschlossen wird, oder daß durch einen in der oberen Stellung
betätigten Hilfsschalter die magnetische Wirkung der Hauptstromspule selbst, z. B. durch
Umschalten oder durch Einschalten von Nebenschlußwiderständen, geschwächt wird.
In den Abb. 2 und 3 ist eine derartige Anordnung dargestellt, wobei die Kontakte C1
und C2 fortgelassen wurden.
Abb. 2 zeigt die Anordnung im Ruhezustand bei normaler Belastung,
Abb. 3 in dem Augenblick, wo nach dem
Abb. 3 in dem Augenblick, wo nach dem
Ansprechen bei einer Überlastung die Klinke sich gelöst hat und das Gewicht frei wird.
Mit H ist wieder die Hauptstromwicklung, mit A der Anker, mit G das Gewicht, mit B
die Bremsscheibe, mit 5 der Spannungsmagnet und mit K die zur Mitnahme des Gewichtes
vom Anker aus dienende Klinke bezeichnet. „Y1 ist der Anschlag, welcher die Bewegung
des Gewichtes nach unten begrenzt, X2 derjenige, welcher die Umsteuerung der Klinke
in der oberen Stellung des Magnetankers A bewirkt.
Das Wesentliche, was in diesen Abbildungen zu der ursprünglichen Anordnung zugesetzt ist,
ist der Umschalter U, welcher von der Klinke K gesteuert wird.
In der Stellung Abb. 2 steht der Umschalter U derart, daß der Hauptstrom die ganze
Wicklung durchfließt, so daß die Erregung sehr stark ist.
Wenn nach Abb. 3 der Anker A in seiner höchsten Stellung angelangt ist, hat sich die
Klinke K entgegen einer Hilfsfeder F durch Berührung mit dem Anschlag X2 im Sinne des
Uhrzeigers gedreht, und die untere Nase des Leerlaufhebels L hat den Umschalter U nach
unten umgelegt, so daß nunmehr nur der obere Teil der Hauptstromwicklung vom Hauptstrom
durchflossen, der untere Teil dagegen in sich kurzgeschlossen ist. Beide Maßnahmen
bedeuten eine Verringerung der auf den Anker bei gegebenem Strom einwirkenden Kraft, mithin
eine Erhöhung seiner Empfindlichkeit. ■ Die in Abb. 2 gezeichnete Stellung ergibt sich dann
wieder, wenn die obere Nase des Leerlaufhebels L den rückwärtigen Anschlag des Umschalters
trifft, d. h. wenn der Kern A in seiner unteren Stellung angelangt ist und sich
mittels der Klinke K wieder mit dem Gewicht G eingekuppelt hat. Wenn vor Beendigung
der Sinkbewegung des Gewichtes G der Strom zurückgeht, so fällt der Anker schon
früher herab und kuppelt sich vor der unteren Stellung mit dem Gewicht G, trotzdem der
Umschalter U noch nicht umgeschaltet, also die Erregung des Hauptstrommagneten immer noch
geschwächt ist; infolgedessen wird der nunmehr stark belastete Anker mit größerer Kraft
nach unten gezogen, bis das Gewicht G in seiner unteren Lage angelangt und gleichzeitig
durch die obere Nase des Leerlaufhebels L der Umschalter U umgesteuert ist. Dann ist wieder
die alte Empfindlichkeit des Magneten für das Anziehen hergestellt, so daß der Apparat wieder,
wie in Abb. 2 dargestellt, arbeiten kann.
Das gezeichnete Ausführungsbeispiel zeigt eine magnetische Betätigung für das Hauptstromrelais
und eine Wirbelstrombremse für den Spannungsverlustteil. Es kann an deren Stelle irgendeine bekannte Anordnung für den
gleichen Zweck treten. An Stelle des Magneten für den Hauptstrom kann z. B. ein thermisches
oder Drehfeldsystem verwendet werden. Die Bremsung des Kraftspeichers für den Spannungsverlustteil
kann durch Luftpumpen, Viskositätsbremsen, überlaufende Kugeln usw. bewirkt werden, wenn nur der Betrag der Bremsung
in der Geschwindigkeit dabei von den jeweiligen Werten der Spannung abhängig gemacht
wird. Das Hauptstromrelais kann auch noch mit einer beliebigen Verzögerung, abhängiger,
halbabhängiger oder unabhängiger Art, mit oder ohne Kurzschlußauslösung, versehen
sein.
Als Kraftspeicher für die Betätigung des Spannungsverlustteils ist ein Gewicht gezeichnet;
an dessen Stelle können andere Kraftspeicher, also Federn, Luftdruck, Kolben und
ähnliche Organe, treten.
In der beschriebenen oder einer dieser ahnliehen
Anordnung ist die Hilfsschaltung zur Erhöhung der Empfindlichkeit beim Rückgang des Hauptstromteils von der Stellung des
Hauptstromankers abhängig gemacht, in der Art, daß die Hilfsschaltung in der höchsten
Stellung des Hauptstromankers eingeleitet wird und entweder sofort beim Rückgang des Hauptstromankers
oder nach einem gewissen Rückgangswege sich wieder aufhebt. Es wird in
vielen Fällen zweckmäßiger sein, diese Hilfsschaltung nicht von der Stellung des Ankers,
sondern von der Kupplung abhängig zu machen, etwa in der Art, daß die Hilfsschaltung nur
dann wirksam ist, wenn die Klinke ausgekuppelt ist, daß sie also sich einschaltet, wenn am
oberen Ende des Hubes die Kupplung sich löst, und daß sie sich ausschaltet, wenn dei
Hauptstromanker beim Heruntergehen sich wieder mit dem Gewicht zusammenkuppelt. Man kann zu diesem Zweck z. B. an den beiden
Flächen der Kupplung Kontakte anbringen oder die Verdrehung der Kupplungsklinke zu
diesem Zweck benutzen.
Wenn solche Netzschutzrelais in Stationen verwendet werden, in welchen mehrere Schalter
vorhanden sind, so kann man eine Ersparnis dadurch ei zielen, daß man ein und dasselbe
Spannungsglied des bisher beschriebenen Schutzrelais mit mehreren Stromgliedern verbindet.
Das Spannungsglied wird z. B. von einer Welle no
betätigt, auf welche die einzelnen Hauptstrommagnete mittels Hebels arbeiten, so daß derjenige
Hauptstrommagnet, welcher seinen Anker anzieht, eine Drehung der Welle hervorruft,
während die anderen Hauptstrommagnete, welche eine Bewegung des Ankers nicht hervorrufen,
auch die Bewegung dei Welle für das Spannungsglied nicht hindern. Man kann z. B.
in einer Station mit fünf Schaltern sämtliche fünf Hauptstrommagnete der Phase 1 auf eine
solche gemeinsame Welle wirken lassen, welche ihrerseits ein zwischen der Phase 1 und dem
Nullpunkt oder zwischen Phase ι und einer anderen Phase eingeschaltetes Spannungsglied
antreibt. Ein gleiches System wird für die ' anderen Phasen zu verwenden sein. In diesem ·
Falle würde also ein Spannungsglied mit fünf Hauptstromgliedern zusammenarbeiten. \
Dabei sind die oberen Kontakte C1 gemäß Abb. ι bei Stromwandlerauslösung so zu schal- |
ten, daß jeder nur die Auslösespule des züge- | ίο hörigen Schalters kurzschließt. Die Kontakte
C2 müssen bei Stromwandlerauslösung so oft ausgeführt werden, wie Schalter zu bedienen
sind, und je ein Schalter C1 an einem Hauptstromglied ist einem Schalter C2 am Spannungsglied
parallel zu schalten.
Ist eine unabhängige Hilfsstromquelle, z. B. Gleichstrom, vorhanden, so ist die Reihenschaltung
der Hilfsschalter C1, C2 mit Arbeitsstrom anzuwenden. In diesem Falle genügt
es, den Kontakt C2 einmal zu verwenden. Ein Pol der Batterie wird über diesen Schalter geführt;
von dort verzweigt sich die Leitung zu den verschiedenen Schaltern C1 und geht von
dort über die zugehörige Auslösespule für Arbeitsstrom zurück zum anderen Pol der
Batterie. Die Hilfsschalter C1 und C2 sind dann so zu schalten, daß sie im Ruhezustand,
d."h. unbeeinflußt von irgendwelchen beweg- 1 liehen Teilen des Apparates, offen, im Arbeits- j
augenblick geschlossen sind. Der Schalter C1 j ist also offen, solange der Hauptstrommagnet
seinen Anker nicht angezogen hat, und der Schalter C2 ist geschlossen, solange das Ge-λνίοΐιΐ
des Spannungsteils unten liegt. !
Die Hilfsschaltung, welche die Veränderung der Rückzugskraft ausgleichen soll, kann natürlich
auch dazu benutzt werden, die Empfindlichkeit noch weiter zu erhöhen, als durch ,
die vorher angegebenen Maßnahmen erreichbar ' ist, so daß nach dem Anziehen des Ankers in j
der eingestellten Stromstärke nicht ein Rück- ' gang um etwa 30 Prozent, sondern ein solcher
um 10 Prozent oder weniger erforderlich ist. j Zum. befriedigenden Arbeiten des Relais muß |
die Ablaufzeit des angewendeten Spannungs- i rückgangrelais linear von der Spannung ab- '
hängen, d. h. die Zeiten müssen mit der Span- \ nung annähernd proportional ansteigen. Man ;
erreicht diesen Zweck dadurch, daß ein Brems- t system benutzt wild, welches zwei parallel !
geschaltete Kraftfiüsse enthält, die beide durch dieselbe Spannungsspule hervorgerufen werden,
und zwar derart, daß der eine Kraftfluß, welcher ', die Triebscheibe durchsetzt und motorisch j
wirksam ist, eine erhebliche Sättigung besitzt, j während der andere Kraftfluß im Nebenschluß
liegt und ungesättigt ist. Auf diese Weise läßt sich, unter Benutzung der Eigenschaft gesättigter
Relais, die Induktion wesentlich langsamer erhöhen, als die Erregung steigt, und
unter Verwendung einer sich ändernden Verteilung des erzeugten Kraftflusses auf wirksame
und unwirksame Teile eine Bremsung erzielen, welche innerhalb des erforderlichen
Bereichs von Null bis zur vollen Spannung die lineare Charakteristik mit hinreichender Genauigkeit
ergibt. Man kann dabei auch die beiden Kraftflüsse regulierbar machen, z. B. durch Veränderung der Eisenquerschnitte oder
der den Luftspalt begrenzenden Flächen usw., ferner durch Veränderung des in dem unwirksamen
magnetischen Nebenschluß enthaltenen Luftspaltes.
Claims (5)
1. Netzschutzrelais mit Zeiteinstellung, dadurch gekennzeichnet, daß ein von der
Spannung in seiner Ablaufbewegung beeinflußter Kraftspeicher für die Auslösung des
Netzschalters von einem mit oder ohne Verzögerung arbeitenden Hauptstromteil des
Relais bei dessen Arbeitsbewegung aufgefüllt und dann zum Ablauf freigegeben wird.
2. Netzschutzrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem
Hauptstromteil und dem von der Spannung gebremsten Kraftspeicher eine Kupplung eingebaut ist, welche sich selbsttätig unmittelbar
vor dem Ende der Bewegung des go Hauptstromteils löst und bei dessen Zurückgehen
wieder einkuppelt.
3. Netzschutzrelais nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der
den Kraftspeicher auffüllende Hauptstromteil durch einen am Ende der Hubbewegung
oder bei der Öffnung der Kupplung betätigten Kontakt seine Erregung entsprechend
der durch die Abkupplung des Kraftspeichers verringerten Rückzugskraft schwächt.
4. Netzschutzrelais nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet,
daß in an sich bekannter Weise ein Spannungssystem mit mehreren, verschiedenen Netzschaltern zugeordneten Hauptstromsystemen
zusammenarbeitet.
5. Netzschutzrelais nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß als
Bremse des Spannungsteils ein Spannungsmagnet mit einem stark gesättigten motorischen
Kraftfluß und einem wenig gesättigten magnetischen Nebenschluß verwendet
wird.
Hierzu ι Blatt Zeichnungen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEM78906D DE409124C (de) | 1922-09-02 | 1922-09-02 | Netzschutzrelais mit Zeiteinstellung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEM78906D DE409124C (de) | 1922-09-02 | 1922-09-02 | Netzschutzrelais mit Zeiteinstellung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE409124C true DE409124C (de) | 1925-03-02 |
Family
ID=7318245
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEM78906D Expired DE409124C (de) | 1922-09-02 | 1922-09-02 | Netzschutzrelais mit Zeiteinstellung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE409124C (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1101589B (de) * | 1958-09-19 | 1961-03-09 | Sprecher & Schuh Ag | UEberstromabhaengiger Primaerausloeser fuer Selektivschutz |
-
1922
- 1922-09-02 DE DEM78906D patent/DE409124C/de not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1101589B (de) * | 1958-09-19 | 1961-03-09 | Sprecher & Schuh Ag | UEberstromabhaengiger Primaerausloeser fuer Selektivschutz |
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