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Vorrichtung zum Anzeigen der Stellung eines Leistungsschalters (Ölschalters)
Es ist vielfach üblich, die Ölschalter einer Zentral- oder Unterstation nicht unmittelbar
zu betätigen, sondern durch Fernsteuerung, sei es, daß der bedienende Beamte aus
dem Bereich der im Netz vorhandenen Hochspannung entfernt bleiben soll, sei es,
daß räumlich verteilte Schalteinrichtungen von einer gemeinsamen Kommandostelle
aus bedient werden sollen. Um eine sichere überwachung der Schalteinrichtungen zu
ermöglichen, sind gewöhnlich Anzeigevorrichtungen vorgesehen, die an der Kommandostelle
die Stellung der verschiedenen Schalter u. dgl. anzeigen.
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Es kann der Fall eintreten, daß von der Kommandostelle aus der ölsch_alter
einer Leitung geschlossen wird, in der sich ein Kurzschluß befindet. Dann kann das
überstromrelais oder irgendein anderes hierfür vorgesehenes Leitungsschutzrelais
ansprechen und den Ölschalter wieder öffnen, noch ehe die Anzeigevorrichtung Zeit
gehabt hat, seine Schlußstellung in der Kommandostelle anzuzeigen. Hier ist in solchen
Fällen nichts weiter erkennbar, als daß der Ölschalter dem Einschaltkommando nicht
gefolgt ist. Wiederholungen des Kommandos können zu gefährlicher Erwärmung des Ölschalters
und sonstiger wichtiger Teile führen. Um dem abzuhelfen, kann man in der Kommandostelle
Fallklappen anordnen, die von den Leitungsschutzrelais unmittelbar ausgelöst werden.
Bei größeren Anlagen bedeutet dies jedoch eine Häufung der Signaleinrichtungen und
der Signalleitungen, ein Übelstand, dem durch die Erfindung abgeholfen werden soll.
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Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, daß das Ansprechen eines
Leitungsschutzrelais ein sicheres Anzeichen dafür ist, daß der Ölschalter, wenn
auch nicht ganz, so doch sicherlich so weit geschlossen war, daß die betreffende
fehlerhafte Leitung Energie erhielt. Aus diesem Grunde kann gemäß der Erfindung
die Anzeigevorrichtung, welche die Stellung des Ölschalters anzeigt, nicht nur durch
diesen selbst, sondern auch durch das Leitungsschutzrelais betätigt werden. Dadurch
wird erreicht, daß die Meldung von dem Einschaltvorgang und der automatischen Abschaltung
zur Kommandostelle gelangt, ohne daß besondere Anzeigevorrichtungen und Signalleitungen
vorgesehen zu werden brauchen. Die Erfindung bewährt sich besonders bei Fernbedienungsanlagen,
bei denen die Ölschalter aus großer Entfernung mittels einer beschränkten Anzahl
von Kommando-und Rückmeldeleitungen bedient werden sollen.
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Für ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gibt die Zeichnung ein Schaltschema.
Von
einer Hauptstelle H aus sollen Schalteinrichtungen bedient werden, die in einer
Nebenstelle N angeordnet sind. Beide Stellen sind durch Fernleitungen 13 und 14
miteinander verbunden. Die Fernleitung 13 verbindet die Drehpunkte zweier Kontaktarme
15, 16. Diese laufen über Kontaktscheiben 17 und 18 derart, daß sie zwei einander
entsprechende Kontakte jedesmal gleichzeitig berühren. Zu diesem Zweck sind irgendwelche
Einrichtungen vorgesehen, die den Gleichlauf der beiden Arme sichern, hier aber
nicht weiter dargestellt zu werden brauchen.
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Von den in der Nebenstelle N vorhandenen Schalteinrichtungen ist als
Beispiel lediglich die Steuereinrichtung für einen Ölschalter dargestellt, auf dessen
Welle i der Ankerhebel 2 aufgekeilt ist. Wenn der Ölschalter betätigt werden soll,
so wird in der Hauptstelle H ein Kommandoschalter i 9 an den einen seiner beiden
Kontakte 20 und 21 angelegt. Der Kommandoschalter i 9 ist durch eine Leitung 22
mit dem Kontakt 23 der Scheibe 17 verbunden. Der entsprechende Kontakt auf der Scheibe
18 ist mit 24 bezeichnet. Soll z. B. der Ölschalter eingeschaltet werden, so wird
der Kontakthebel i 9 an den Kontakt 2o gelegt. Dann fließt eire Strom vom positiven
Pol der Stromquelle 25 über ' die Leitungen 26 und 27, dien Kontakt 20, Kommandoschalter
i9, Leitung 22, Kontakt 23, Kontaktarm 15, Fernleitung 13, Kontaktarm 16, Kontakt
24 über die Wicklung 29 eines polarisierten Relais und die Leitungen 30 und
14 zurück zum Nullpunkt der Stromquelle 25. Die Wicklung 29 des polarisierten Relais
erhält also einen positiven Stromstoß; infolgedessen wird die Kontaktzunge 8 dieses
Relais an ihren Kontakt 31 gelegt. Die Kontaktzunge 8 ist über verschiedene Wicklungen,
die weiter unten beschrieben werden, mit dem Nulleiter io einer Batterie 9 verbunden.
Sobald sie den Kontakt 31 berührt, erhält ein Elektromagnet 3 von der positiven
Leitung i i der Batterie einen Stromstoß und zieht den Ankerhebel 2 entgegen dem
Zug der Feder 4 in die gezeichnete Stellung. Der Ankerhebel 2 ist auf der Welle
i des zu steuernden Ölschalters aufgek eilt. Sobald die Kontaktarme 15 und 16 die
Kontakte 23 und 24 verlassen haben, geht die Kontaktzunge 8 in ihre Nullage zurück,
und der Elektromagnet 3 wird wieder stromlos. Der Ankerhebel 2 bleibt jedoch in
seiner Stellung, da sich seine Nass 6 gegen einen Sperrhebel 5 anlegt. Soll der
Ölschalter wieder ausgeschaltet werden, so wird der Kommandoschalter i9 gegen seinen
zweiten Kontakt 21 umgelegt, der durch die Leitungen 28 und 33 mit dem negativen
Pol der Stromquelle 25 verbunden ist. Wenn dann die Kontaktarme 15 und 16 wieder
ihre Kontakte 23 und 24 berühren, erhält die Wicklung 29 des polarisierten Relais
einen negativen Stromstoß. Die Kontaktzunge 8 wird infolgedessen an den Kontakt
32 gelebt, von dem eine Leitung 34 zu dem Elektromagneten 7 führt. Dieser wird erregt
und zieht die Sperrklinke 5 aus ihrer Sperrlage zurück, so daß die Feder 4 den Ankerhebel
2 in die Ausschaltlage zurückzieht.
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Mit dem Ankerhebel 2 ist ein Schalter 35 durch eine Verbindungsstange
63 verbunden. Wenn der Ankerhebel 2 in der Einschaltlage steht, liegt der-Hebel
3 5 an seinem Kontakt 36, bei der Ausschaltstellung an einem zweiten Kontakt 37.
Bei der gezeichneten Einschaltstellung ist der positive Pol der Stromquelle 9 über
die Leitungen i i und 38, den Kontakt 36, den Schalter 35 und die Leitung 39 mit
einem Kontakt 41 der Kontaktscheibe.i8 verbunden. Dieser Kontakt entspricht dem
Kontakt 4o auf der Kontaktscheite 17. Sobald die beiden Kontaktarme diese Kontakte'
erreicht haben, ist eine Verbindung über die beiden Kontaktarme und die Fernleitung
13 zu einem polarisierten Relais 42 hergestellt, das eine Anzeigevorrichtung 43
steuert. Diese zeigt dem Bedienungsmann an, ob der in der Nebenstelle befindliche
Ölschalter in der Ein- oder Ausschaltstellung steht. Der das polarisierte Relais
42 durchfließende Strom ist über die Leitung 64 und die Fernleitung 14 geschlossen.
Steht der Ölschalter nicht, wie gezeichnet, in der Einschaltstellung, sondern in
der Ausschaltstellung, so liegt der Schalter 35 in der punktierten Lage an einem
Kontakt 37, der über einen Schalter 44 und einen Korntakt 45 mit dem negativen Pol
der Stromquelle 9 in Verbindung steht. Das polarisierte Relais 42 erhält also einen
negativen Stromstoß und stellt die Anzeigevorrichtung 43 in diejenige Lage um, welche
die Ausschaltstellung anzeigt.
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Wenn die Kontaktarme 15 und 16 nicht allzu langsam umlaufen, so sind
die Stromstöße, die über die einzelnen Kontakte dieser Kontaktscheibe gesandt werden,
verhältnismäßig kurz. Es ist aber erwünscht, für größere Bewegungen, wie das Einschalten
eines Ölschalters, eine etwas längere Zeit zur Verfügung zu haben. Aus diesem Grund
besitzt das polarisierte Relais 29 noch eine Haltewicklung 46. Sobald die Kontaktzunge
B. an den Kontakt 31 oder den Kontakt 32 angelegt wird; ist der Nullpunkt der Stromquelle
9 über die Leitungen i o und 30 mit der Haltewicklung 46 verbunden. Von hier führt
die Verbindung weiter über die Heizwicklung 47 einer Bimetallfeder 48 und einen
Ausschalter 49 zur Kontaktzunge B. Die
Haltewicklung 46 erhält also
Strom, und zwar vom positiven Pol der Stromquelle, wenn die Kontaktzunge 8 am Kontakt
31 liegt, und vom negativen Pol der Stromquelle, wenn sie am Kontakt 32 anliegt.
Die Haltewicklung hält die Kontaktzunge in der .einen oder anderen Stellung so lange
fest, bis die Bimetallfeder durch die Heizwirkung der Wicklung 47 so stark erwärmt
ist, daß sie sich krümmt und den Schalter 49 öffnet. Erst dann geht die Kontaktzunge
8 in die Nulllage zurück, und der Magnet 3 bzw. der Auslösemagnet 7 wird stromlos.
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Die Starkstromleitung ist durch eine ihrer Phasen 5o angedeutet. Von
dem Stromwandler 51 wird das überstromrelais 52 gespeist. Sobald Überstrom in der
Leitung auftritt, z. B. infolge eines Kurzschlusses, zieht das t.`berstromrelais
52 seinen Anker 53 an und schließt einen Kontakt 54, der mit einer Magnetwicklung
5 5 elektrisch verbunden ist. Von dieser führt die Leitung 56 -zum Auslösemagneten
7. Dieser wird infolgedessen erregt und öffnet den ölschalter.
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Gleichzeitig wird die Magnetwicklung 55 erregt, die zwecks Durchführung
der Erfindung angeordnet ist. Sie hat den Zweck, der Hauptstelle anzuzeigen, wenn
der ölschalter auf einen Kurzschluß geschaltet wurde, auch wenn er durch das überstromrelais
so schnell wieder herausgeworfen ist, daß der Schalter 35 den Kontakt 36 entweder
gar nicht erreicht oder sich von ihm wieder .entfernt, ehe die beiden Kontaktarme
die zugehörigen Kontakte 40 und 41 erreicht haben. Die Vorrichtung arbeitet dann
folgendermaßen: Der Ankerhebel 2 liegt nicht in der gezeichneten Lage, sondern in
der Ausschaltstellung, und der Hebel 35 liegt in der punktierten Lage am Kontakt
37. Die Anzeigevorrichtung 43 an der Hauptstelle zeigt die Ausschaltlage an. Durch
Umlegen des Kommandohebels 19 erhält der Einschaltelektromagnet 3, sobald die Kontaktarme
die Kontakte 23 und 24 erreicht haben, Strom und zieht den Ankerhebel 2 in die gezeichnete
Lage. In demselben Augenblick spricht aber auch schon infolge des Kurzschlusses
in der Leitung 5o das CTberstromrelais 52 an und betätigt den Sperrhebel 5, so daß
der Ankerhebel 2 sofort in die Ausschaltlage zurückgeht, sobald der Magnet 3 wieder
stromlos geworden ist. Wenn die Kontaktarme 15 und 16 die Anzeigekontakte 40 und
41 erreichen, liegt der Hebel 35 bereits wieder am Kontakt 37. Dieser Kontakt liegt
jetzt aber nicht, wie üblich, am negativen Pol der Stromquelle 9, sondern am positiven
Pol. Denn durch den Kontakt 54 des überstrommagneten 52 hat auch die Magnetwicklung
55 Strom bekommen und den Schalter 44 an den Kontakt 57 gelegt, der mit dem positiven
Pol verbunden ist. Mit dem Drehpunkt des Schalters 44 ist außerdem eine Haltewicklung
58 verbunden, von der aus eine Leitung zu dem Ausschalter 59 und über die Heizwicklung
6o einer Bimetallfeder 61 zum negativen Pol der Stromquelle 9 führt. Die Haltewicklung
58 hält den Schalter 44 seiner Lage, bis die Arme 15 und 16 die Anzeigekontakte
40 und 41 erreicht haben. In diesem Augenblick erhält die Anzeigevorrichtung 43
über den Kontakt 57 des Schalters 44 einen positiven Stromstoß, d. h. diejenige
Stromrichtung, welche die Anzeigevorrichtung in die Schalterschlußstellung umlegt.
Hieran erkennt die Hauptstelle mit Sicherheit, daß der Ölschalter die Leitung 5o
eingeschaltet hatte. Sobald aber der Bimetallstab sich erwärmt hat und sich so weit
gekrümmt hat, daß er den Ausschalter 59 öffnet, wird die Haltewicklung 58 stromlos,
und der Schalter 44 geht üi seine Ruhelage am Kontakt 45 zurück. Bei der nächsten
Umdrehung der Kontaktarme 15 und 16 erhält infolgedessen die Anzeigevorrichtung
43 über den Kontakt 45 wieder den negativen Stromstoß, so daß die Hauptstelle erkennen
kann, daß der ölschalter sofort wieder ausgelöst worden ist. Damit die Haltespule
46 nicht etwa den Ankerhebel 2 durch den Elektromagneten 3 zu lange festhalten kann,
kann es vorteilhaft sein, ihren Haltestromkreis über einen Kontakt zu führen, der
am Kontaktliebel 53 des überstrommagneten 52 liegt und den Haltestromkreis bei Überstrom
sofort öffnet. In der Zeichnung ist diese Schaltung nicht dargestellt, um das Schaltbild
nicht zu unübersichtlich zu machen.
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In dem angeführten Ausführungsbeispiel wird der Umschalter 44 durch
eine Haltewicklung 58 eine bestimmte Zeitlang in der Umschaltlage festgehalten.
Diese Zeit muß so groß bemessen werden, daß sie ausreicht, um die Anzeigevorrichtung
43 sicher zu betätigen. Statt eine Verzögerungsvorrichtung anzuwenden, die eine
bestimmte Zeitlang unabhängig von den übrigen Vorgängen arbeitet, kann man den Schalter
44 auch in der Umschaltlage stehen lassen, bis die Kontaktarme die Anzeigekontakte
40 und 41 erreicht haben. Z. B. kann der Schalter 44 durch den entstandenen Anzeigestromstoß
oder auch mechanisch durch den Kontaktarm 16 in die gezeichnete Ruhelage zurückgebracht
werden.