DE535662C - Ausloesevorrichtung fuer Schalter mit Sperrung durch Haltemagnete - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 14. OKTOBER 1931

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

JVi 535 KLASSE 21 c GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 9. März 1930 ab

Die Erfindung betrifft eine Auslösevorrichtung für Schalter mit Sperrung durch Haltemagnete, welche die Staffelung der Auslösezeit mehrerer im Zuge der Schalter hintereinanderliegender Schalter in sehr kurzer Aufeinanderfolge gestattet.

Die gebräuchlichen mechanischen Verzögerungseinrichtungen lassen Staffelzeiten zu, die bestenfalls in der Größenordnung einer zehntel Sekunde liegen. Diese Staffelzeiten reichen in vielen Fällen nicht aus, da man in großen Netzen, welche mehrere Zentralen kuppeln, mit Rücksicht darauf, daß bei Kurzschlüssen der Synchronismus der parallel laufenden Zentralen nicht gestört wird, sehr kurze Äuslösezeiten verlangt.

Die Erfindung besteht nun darin, unter Verwendung von Haltemagneten als Sperrorgane für die Auslösevorrichtungen der Schalter die verschiedene Einstellung der Auslösezeit durch Veränderung der induktiven Verzögerung zu bewirken, welche beim Verschwinden des Halteflusses auftritt. Mit dieser Einrichtung lassen sich Staffelzeiten in der Größenordnung von hundertstel Sekunden erreichen.

Die Veränderung der induktiven Verzögerung beim Verschwinden des Halteflusses im Haltemagneten ist grundsätzlich auf zwei Arten möglich, nämlich erstens dadurch, daß der HaltefLuß, also die Vormagnetisierung des Haltemagneten, verändert wird, und zweitens dadurch, daß die Zeitkonstante des Stromkreises der Haltewicklung oder der Auslösewicklung oder die Zeitkonstante beider Stromkreise verändert wird, wodurch die Geschwindigkeit geändert wird, mit welcher der Haltefluß abklingt.

Diese Verhältnisse sind in den Abb. 1 und 2 deutlich gemacht.

In dem Schaubild Abb. 1 bedeutet 1 den Haltefluß von der Anfangsstärke Fj₁₁ in Funktion von der Zeit t. Der Haltefluß klingt nach einer logarithmischen Kurve ab, wenn im Zeitmoment 0 Gegenamperewindungen auftreten, welchen ein Auslösefeld F_a entspricht. Mit F₁ ist diejenige Feldstärke bezeichnet, bei deren Unterschreitung das Loslassen des Ankers des Haltemagneten eintritt. Ist also der Haltemagnet auf die Feldstärke Fi₁₁ vorerregt, so findet das Loslassen des Ankers nach der Zeit t_t statt. Die Kennlinie 2 stellt die Änderung eines Haltefeldes von der Stärke Fn₂ in Funktion von der Zeit t dar, wenn das gleiche Auslösefeld F_a auftritt. Bei gleicher Lage der Anfangstangente des abklingenden Halteflusses, also gleichen induktiven Verhältnissen im Stromkreis, erfolgt nun infolge der höheren Erregung die Auslösung des Ankers erst später, nämlich nach der Zeit t₂.

In der Abb. 2 sind, die Verhältnisse dargestellt, wie sie bei Änderung der Zeitkonstanten im Stromkreis der auf dem Haltemagneten liegenden HaltewicMung oder der Auslösewicklung auftreten. Das Haltefeld Fi₁ wird nicht verändert. Ebenso ist die Stärke des Auslösefeldes Fa gegeben .und konstant. F₁ ist wieder diejenige Feldstärke, bei deren Unterschreitung das Loslassen des Ankers eintritt. Durch Ein-

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dipl.-Ing. Hans Besold in Berlin-Siemensstadt,

schaltung ■verschieden großer induktiver oder Ohmscher Widerstände in die Stromkreise dei Wicklungen ist nun aber bei der Kennlinie 3 die Anfangstangente, mit welcher das Haltefeld abklingt, kleiner, d. h". auch die Zeitkonstante kleiner gemacht worden als bei der Kennlinie 4. Auch durch diese Einstellung erreicht man also die verschiedenen Auslösezeiten t_x bzw. t₂. Die Gegenamperewindungen auf dem Magneten, welche das Haltefeld zum Verschwinden bringen, können entweder vom Hauptstrom erzeugt sein: Die Verzögerung ist dann stromabhängig, weil die Geschwindigkeit, mit welcher der Überstrom ansteigt, dabei eine Rolle spielt. Die Gegenamperewindungen können jedoch auch von einer fremden Stromquelle von konstanter Spannung erzeugt werden, sobald der Überstrom von der Ansprechhöhe auftritt: Die Verzögerung ist in diesem Falle stromunabhängig und nur von der Wahl der Spannung der fremden Auslösestromquelle und der elektrischen Verhältnisse im Auslöse- und Haltekreis abhängig.

Man kann schließlich auch die Auslösung in bekannter Weise dadurch bewirken, daß man, anstatt eine besondere Wicklung auf dem Haltemagneten für die Erzeugung der Gegenamperewindungen anzuwenden, eine Gegenspannung direkt in die Haltewicklung induziert. Auch in diesem Fall wird die Auslöseverzögerung durch verschiedene Wahl der Erregung oder der Zeitkonstanten im Haltekreis verändert.

In den Abbildungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

Abb. 3 zeigt eine stromabhängige Verzögerung. 5 ist die zu überwachende ■ Leitung, die den Hauptstrom / führt. 6 ist der Haltemagnet, 7 sein Anker, 8 die Abreißfeder, 9 ein · Hebel, mit dem der Anker 7 fest verbunden ist und der bei 10 seinen Drehpunkt hat, und 11 ist ein dem Hebel 9 angelenktes Steuerventil, welches bei der öffnung Druckluft in das Ausschaltorgan des Schalters einläßt und damit die Ausschaltung bewirkt. 12 ist die Haltewicklung, 13 die konstante Haltestromquelle, 14 ein Regulierwiderstand, Die Halteamperewindungen erzeugen das Haltefeldi¹/,, die Hauptstromwicklung 15 erzeugt das Auslösefeld F_a. Wird der Regulierwiderstand 14 auf einen größeren Wert eingestellt, so wird damit der Erregerstrom i und gleichzeitig auch die Zeitkonstante verkleinert. Infolgedessen wird die Auslöseverzögerung nach Abb. 1 und 2 geringer. In der Abb. 4 ist eine stromunabhängige Verzögerung dargestellt. Der Haltemagnet 16 trägt wieder eine Haltewicklung 17, die von der Haltestromquelle 18 erregt ist. In den Haltestromkreis ist der Regulierwiderstand 19 eingeschaltet. DieAuslösewicklung20 liegt in einem Stromkreis mit der besonderen Auslösestromquelle 21 von konstanter Spannung. In den Auslösestromkreis ist eine Unterbrechungsstelle 22 und eine Regulierdrossel 23 eingeschaltet. Die Unterbrechungsstelle 22 liegt zwischen den Elektroden einer Funkenstrecke 32, die an der Spannung der sekundären Wicklung 24 eines Transformators 25 liegt, der vom Hauptstrom erregt ist. Tritt ein Überstrom von entsprechender Höhe auf, so wird in der Sekundärwicklung 24 des Transformators eine solche Spannung induziert, daß die Funkenstrecke 32 überschlägt. Die Unterbrechungsstelle 22 wird dadurch ionisiert, und im Auslösestromkreis fließt dann der Auslösestrom i_a, der die Auslösewicklung 20 erregt. Es entsteht also das Gegenfeld F_a, welches das Haltefeld F_h zum. Verschwinden bringt.

Durch die felderhaltende Wirkung der Induktion in den Wicklungen Vj und 20 wird das plötzliche Abnehmen des Haltefeldes verhindert und bewirkt, daß es nach den in Abb. 2 dargestellten logarithmischen Kurven 3 und 4 abklingt, deren Anfangstangenten durch die Zeitkonstanten der beiden Stromkreise bestimmt sind. Die Regulierung dieser Zeitkonstanten erfolgt durch verschiedene Einstellung des Ohmschen Widerstandes 19 bzw. der Drossel 23. Auch durch Erhöhung der Spannung der Batterie 21 kann die Auslösung beschleunigt, durch Verkleinerung dieser Spannung verzögert werden, weil hierdurch die Größe\F_a nach Abb. 1 geändert wird. Man kann dies etwa durch Anwendung eines Spannungsteilers für die Stromquelle 21 erreichen.

In Abb. 5 ist der Fall dargestellt, daß zum Zwecke der Auslösung eine Gegenspannung direkt in die Haltewicklung induziert wird. Der Haltemagnet 26 trägt lediglich eine Wicklung 27, die von der Haltestromquelle 28 erregt ist und in die durch die Sekundärwicklung 29 des vom Hauptstrom erregten Transformators 30 eine Gegenspannung induziert wird, durch die der Haltestrom zum Verschwinden gebrachtwird. Die Geschwindigkeit, mit der dieser Haltestrom verschwindet, ist abhängig von dem Verhältnis der Spannung der Haltestromquelle 28 zu der Gegenspannung der Sekundärwicklung 29 und von der Zeitkonstanten des Haltestromkreises. Durch Einschaltung verschieden großer induktiver oder Ohmscher Widerstände 31 können diese beiden Größen und damit die Auslösezeiten verändert werden.

Der Haltemagnet kann entweder, wie in den vorangegangenen Beispielen, ein Steuerorgan, beispielsweise ein Druckluftventil, eine Klinkvorrichtung o. dgl. betätigen, also die Ausschaltung des Schalters mittelbar bewirken. Er kann ebensogut selber an seinem Anker die Hauptkontakte tragen, also die Unterbrechung unmittelbar bewirken.

Daz Prinzip der Erfindung kann in gleicher Weise sowohl für Gleichstrom- wie auch für

Wechselstromschalter Verwendetwerden. Werden bei Wechselstrom Haltemagnete verwendet, die eine vom Hauptstrom erregte Auslösewicklung tragen, so ist in bekannter Weise dafür zu sorgen, daß in der Auslösewicklung bei Überstrom in beiden Halbwellen des Wechselstroms gleichgerichtete Auslöseströme entstehen und daß die normalen Pulsationen des Wechselstroms ohne Einfluß auf den Haltestromkreis bleiben.

ίο Auf die Wirksamkeit der Auslöseverzögerung nach der Erfindung ist dies ohne Einfluß.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Auslösevorrichtung für Schalter mit Sperrung durch Haltemagnete, dadurch gekennzeichnet, daß durch Veränderung der induktiven Verzögerung beim Verschwinden des Haltefeldes die Auslösezeit des Schalters geregelt wird.
2. 2. Auslösevorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Haltefeld im Haltemagneten durch Regulierung der Erregung auf verschieden hohe Werte eingestellt wird.
3. 3. Auslösevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitkonstante des Stromkreises der Haltewicklung oder der Auslösewicklung oder die Zeitkonstante beider Stromkreise gemeinsam geregelt wird.

   Hierzu r Blatt Zeichnungen