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Überwachungsanlage für elektrische Stromverbraucher (z. B. Motoren)
mit einem entfernt von der Verbrauchstelle angeordneten Netz- oder Hauptschalter
Die Erfindung bezieht sich auf Überwachungsanlagen für elektrische Vorrichtungen,
wie Elektromotoren, bei denen ein entfernt von der Vorrichtung angeordneter Netz-
oder Hauptschalter durch einen Steuerkreis in Tätigkeit gesetzt wird, dessen Schalter
in der Nähe des Apparates oder in der Nähe: des Motorsteuerschalters angebracht
ist. Bei derartigen Überwachungsanlagen ist es möglich, daß infolge einer Störung
im Steuerkreis der Hauptschalter geschlossen wird oder geschlossen bleibt, während
der Steuerschalter in einer Stellung ist, die das Öffnen des Ausschalters veranlassen
sollte. Um diese Schwierigkeit zu beseitigen, hat man bei derartigen Überwachungsanlagen
vorgeschlagen, in einem Vielphasenwechselstromkraftnetz mit geerdetem Nullpunkt
einen der Starkstromleiter mit Erde zu verbinden, wenn der Steuerschalter in eine
Lage gebracht wird, die die Öffnung des Hauptschalters herbeiführen soll, wodurch,
falls der Ausschalter geschlossen bleibt, eine Vorrichtung zur Wirkung kommt, die
ihn öffnet.
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Gemäß der Erfindung wird in einer elektrischen Überwachungsanlage
der beschriebenen Art ein Relais angeordnet; das normal durch den Strom in einem
der Hauptstarkstromleiter erregt wird und bei seiner Aberregung den Hauptschalter
öffnet, wenn dieser noch geschlossen sein sollte, und das so mit dem Hauptschalter
verbunden ist, daß es im aberregten Zustande unwirksam ist, die Schließung des Hauptschalters
zu verhüten. Wenn somit der Netzschalter geschlossen wird und kein Strom durch die
Hauptleiter fließt, so veranlaßt das Relais die Öffnung des Hauptschalters.
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Das Relais kann mit Kontakten versehen sein, die nur geschlossen sind,
wenn das Relais aberregt ist, und die im Stromkreise eines augenblicklich wirkenden
Schaltschützes liegen, das die Öffnung des Hauptschalters verursacht.
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Der Anker des Relais kann mechanisch mit dem Ausschalter gekuppelt
sein, so daß die Relaiskontakte nur geschlossen werden können, wenn der Schalter
geschlossen ist. Statt dessen können die Sperrkontakte am Ausschalter, die nur geschlossen
werden, wenn der Ausschalter geschlossen ist, in Reihe mit den Relaiskontakten liegen,
und der Anker des Relais kann mechanisch mit dem Netzschalter gekuppelt sein, so
daß dieser beim
Schließen :den Relaisanker bewegt und die Relaiskontakte
öffnet, so daß dieses den Anker freigibt.
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Die Erfindung ist besonders anwendbar, aber nicht beschränkt auf überwachungsanlagen
mit einem Steuerschalter in Verbindung mit einem damit gekuppelten Überwachungsschalter
und einem an entfernter Stelle angebrachten Hauptschalter, der vom überwachungsschalter
so gesteuert wird, daß der entfernt gelegene Ausschalter dem Steuerschalter die
Aufgabe abnimmt, Starkstromkreise zu schließen und zu unterbrechen und in denen
die Steuerung des Ausschalters durch Verwendung eines der Starkstromleiter in Verbindung
mit einem Anlaßleiter bewirkt wird. Ein solches überwachungssystem ist im Patent
501 7¢o beschrieben.
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In den Zeichnungen ist Abb. i ein Schaltbild, das die Anwendung einer
Ausführung :der Erfindung auf die in Abb. i des erwähnten Patentes dargestellte
Überwachungsanlage zeigt.
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Abb. 2 ist ein Schaltbild, das die Anwendung einer anderen Ausführung
der Erfindung auf das gleiche Überwachungssystem wiedergibt, wobei ein vorhandenes
Relais derart abgeändert ist, daß es !den Zwecken der Erfindung dient.
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Abb. 3 ist die Seitenansicht einer besonderen Form einer Sperrung,
wie sie bei der Ausführung der Erfindung nach Abb. 2 Anwendung findet.
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Da die in den Zeichnungen veranschaulichten Einrichtungen im hohen
Maße denen ähnlich sind, :die an Hand der Abb. i des genannten Patentes beschrieben
sind, sollen im wesentlichen nur die Zusätze und Abänderungen beschrieben werden,
die für die Erfindung erforderlich sind.
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Nach Abb. i wird die Arbeitspulle 7b des Relais 7 von der Spule 6
aus erregt, die um den Kern 5 gewunden ist. Der Kern 5 ist nur mit dem Leiter 2
des Dreiphasenleitersystems 1, 2, 3 gekoppelt. Infolgedessen arbeitet das Relais
7, das schnellwirkend ist, als ein augenblicklich wirkendes Maximalrelais statt
als Streurelais wie bei dem erwähnten Patent. Das Relais 7 besitzt eine weitere
Arbeitspulle 7a, die in einem Niederspannungssteuerkreis in Reihe mit den Kontakten
eines Zusatzrelais i i i liegt. Der Stromkreis führt von einer Klemme der Niederspannungswicklung
46 des Transformators, der dem Steuerkreise Niederspannungstrom liefert, .über die
Spule 7a, die Ruhekontakte des Relais i i i zum Leiter 3. Die Schaltspule i io des
Relais i i i liegt unmittelbar in Reihe mit dem Leiter 2, so daß das Relais erregt
ist, wenn Strom durch den Leiter fließt. Der Anker des Relais i i i ist aber in
einer mechanischen Sperrbeziehung zum Ausschalter, und zwar mittels eines Hebels
112, derart, daß bei offenem Ausschalter der Anker in der Lage gehalten wird, die
er einnehmen würde, wenn die Relaisspule iio unter Strom steht, derart, daß die
Relaiskontakte offen sind. Die Sperrung ist derart, daß bei Schließung des Ausschalters
der Anker -des Relais i i i erst freigegeben wird und die Schließung der Kontakte
zuläßt, wenn der Ausschalter völlig geschlossen ist, oder der Anker wird beispielsweise
durch eine Luftdämpfung etwas verzögert, so daß die Kontakte erst einen Augenblick
nach Schließung des Ausschalters geschlossen werden. Unter normalen Verhältnissen
ist :die Arbeit der Vorrichtung nach ibb. i übereinstimmend mit der Wirkung der
Vorrichtung nach Abb. i des älteren Patentes, abgesehen davon, daß. hier kein Schutz
gegen Streuung aus den Leitern 1, 2 und 3 vorhanden ist. Wenn bei der Vorrichtung
gemäß der Erfindung der Handgriff 6o, wie dargestellt, in die Ausschaltlage bewegt
wird, und wenn der Ausschalter nicht öffnet, weil beispielsweise der Leiter 148
zufällig geerdet ist, so ist der Starkstrom normal durch die Kontaktarme 2q. bis
26 des Steuerschalters unterbrochen, und infolgedessen wird kein Strom durch die
Betätigungswicklung i io fließen. Der Anker des Relais i i i wird nicht mehr entweder
durch den die Arbeitswicklung durchfließenden Strom oder durch den Sperrhebel 112
in seiner Arbeitslage gehalten, in der die Kontakte offen sind, da -der Ausschalter
geschlossen ist. Infolgedessen schließt das Relais i i i seine Kontakte und erregt
die ArbeitsPule 7a des Einschaltrelais 7 in einem Stromkreis von Erde über den Quecksilberkippschalter
76, die Transformatorwicklung 4.6; die Spule 7a, die Kontakte des Rela'Ps 111, den
Leiser 3, die Kontakte 19 und 23, den Kontaktarm 72 und den Kontakt 71 nach Erde.
Das Einschaltrelais 7 wird infolgedessen erregt und veranlaßt die Öffnung des Ausschalters.
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Statt daß der Starkstrom an den Kontaktarmen 24 bis 26 unterbrochen
wird, kann ein Überschlag eintreten, der z. B. zwischen den Kontakten 24 und 29
und 25 und 32 einsetzt, in welchem Falle die Betätigungswicklung i io erregt und
die Kontakte dies Relais i i i offen bleiben. Die Wicklung 7b des Relais 7 ist jedoch
infolge des übermäßigen Stromes, der durch den Leiter :2 fließt, genügend erregt,
um zu veranlassen, daß das Relais 7 augenblicklich in Tätigkeit tritt und dadurch
den Ausschalter in Gang setzt.
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Bei der Anordnung nach Abb. 2 ist kein besonderes Relais i io angeordnet,
sondern
ein schon vorhandenes Relais, nämlich das Bogenbildungsrelais
(arcing relay), ein wenig abgeändert, so daß es dem Zweck der Erfindung sowohl wie
seinem Hauptzweck zu dienen vermag. Dieses Relais ist . in dem älterenPatent als
in solcherWechselbeziehung zum Ausschalter stehend beschrieben, daß seine Kontakte
durch eine mechanische Verbindung immer offen gehalten werden, wenn der Ausschalter
geschlossen ist. Für die Zwecke der Erfindung ist die mechanische Beziehung so abgeändert,
daß der Relaisanker zur öffnung seiner Kontakte nur während des Schließungsvorganges
des Ausschalters angehoben, jedoch unmittelbar nach Schließung des Ausschalters
freigegeben wird. Zu diesem Zweck wird das Ende des Hebels i 12, durch den der Anker
des Relais in Beziehung zum Ausschalter steht, mit einem Winkelhebel versehen, dessen
einer Arm auf den Anker und dessen anderer Arm auf einen festen Stift wirkt. Das
Relais 7 und der Eisenkern 5 sind in der Weise abgeändert, wie es an Hand der Abb.
i beschrieben ist. Der Ausschalter ist auch mit Sperrkontakten i 5o versehen, die
in Reihe mit der Relaiswicklung 7a des Relais 7 und mit den Kontakten 79 des Bogenbildungsrelais
liegen. Da die Kontakte i5o offen sind, wenn der Ausschalter offen ist, und nur
geschlossen sind, wenn dieser geschlossen ist, so kann die Spule 7a nur Strom bekommen,
wenn sowohl die Kontakte 79 wie die Kontakte i5o geschlossen sind.
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Beim Normalbetriebe wird beim Schließen des Hauptschalters zier Anker
des Bogenbildungsrelais durch die mechanische Kupplung angehoben und im Augenblick
der Schließung des Ausschalters freigegeben. Der Anker des Bogenbildungsrelais wird
jedoch danach infolge Erregung seiner Schaltspule gi angezogen gehalten, und zwar
durch einen Strom, der den Leiter 3 durchfließt. Nach Bewegung des Griffes 6o in
die dargestellte Ausschaltstellung wird, wenn der Ausschalter nicht öffnet und der
Strom in den Leitern 1, 2, 3 durch die Kontaktarme 24, 25 und 26 unterbrochen wird,
die Spule 9i aberregt, und die Kontakte 79 werden geschlossen. Dann entsteht ein
Stromkreis von Erde über den Ouecksilberschalter 76, Niederspannungswicklung 46,
Spule 7a, Sperrkontakte i 5o (die bei geschlossenem Ausschalter geschlossen sind)
und den Kontakt 79 des Bogenbildungsrelais, Stöpselkontakte ig und 23, Kontaktarm
72 und Kontakt 71 nach Erde, und die Spule 7a wird erregt, das Einschaltrelais 7
tritt in Tätigkeit und v eranlaßt, daß seine Kontakte sich öffnen und daß der Ausschalter
in Tätigkeit kommt.
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Im Falle eines Überschlages, beispielsweise zwischen den Kontakten
24 und 30 (oder 29) und zwischen 25, 31 (oder 32), wird die Spule 7b genügend erregt,
um ein augenblickliches Ansprechen des Relais 7 zu bewirken, das seine Kontakte
öffnet und den Ausschalter in Gang setzt.
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Gemäß Abb. 3 ist der Hebel i 12 auf einem festen Zapfen 115 drehbar.
Er besteht aus zwei Teilen i i2a und 112b, die miteinander stellbar verbunden
sind, so daß der Winkel zwischen den Armen und dem Hebel eingestellt werden kann.
Am. Ende des Hebels 112 ist am Bogenbildungsrelais ein Winkelhebel 116 drehbar.
Ein Arm dieses Winkelhebels wirkt mit einem festen Stift oder Anschlag 117 zusammen,
der andere Arm ragt aufwärts und wirkt auf eine überstehende Leiste oder ein Ouerstück
118 an einem Isolierteil 1i9 am Relaisanker. Eine Feder i 2o zwischen einem festen
Stift 121 und einem Stift 122 am Hebel 116 sucht den Hebel in Anlage am festen Anschlag
117 zu halten.
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Wird der Hebel 112 entgegen dein Uhrzeigerdrehsinne beim Schließen
des Ausschalters gedreht, so gleitet der zweite Arm 116 des Winkelhebels am Anschlag
117 und schwingt um ihn unter Drehung um seinen Zapfen 123, wobei er nacheinander
die in strichpunktierten Linien dargestellten Lagen einnimmt. Bei seinem Vorbeistreichen
wirkt das Ende 124 des Winkelhebels 116 auf den Teil. I18 und hebt diesen und damit
" Relaisanker. Beim Fortschreiten der Bewegung gleitet das Ende schließlich vom
Teil i 18 wieder ab und trennt sich dann an der Kante 125. Dadurch wird der Relaisanker
von der Stetierung des Hebels 112 frei gemacht. Die Teile sind so eingestellt, daß
der Relaisanker ungefähr in dem gleichen Augenblick geschlossen wird, in dem der
Ausschalter wirklich geschlossen ist.
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Die Anwendung der Erfindung auf das Überwachungssystem nach, dem Patent
501 740 macht das Überwachungssystem verwendbar in Verbindung mit einem mehrphasigen
oder sonstigen Speisesystem ohne geerdeten Nullpunkt.