DE543695C - Elektromagnetisches UEberstromrelais - Google Patents

Description

Elektromagnetische Überstromrelais für Wechselstrom mit einem im Sekundärstromkreis eines Stromwandlers liegenden Wärmeelement zum zeitabhängigen Abschalten eines Stromkreises sind bekannt. Bei einem der bekannten derartigen Relais ist als Wärmeelement ein Hitzdraht verwendet, der die sekundäre Wicklung eines Reihenschlußtransformators schließt. Der Transformator besitzt eine starke Streuung, um bei Stromstößen in der primären Wicklung das proportionale, den Hitzdraht gefährdende Anwachsen des sekundären Stromes zu verhüten. Der Hitzdraht wirkt hierbei mittels Hebelwerke, welche die Ansprechzeit des Relais unerwünscht verlangsamen, auf den Auslöseschalter ein.

Bei einem anderen bekannten elektromagnetischen Überstromrelais dient als Wärmeauslöser ein Bimetallelement, das im Sekundärstromkreis eines Stromwandlers liegt oder mittelbar von diesem Stromkreis geheizt wird, wobei der Eisenkreis mit dem des Elektromagneten identisch ist. Am Magnetanker dieses Relais ist ein doppelarmiger Schalthebel gelenkig befestigt, der einerseits den Steuerstromkreis schaltet und andererseits von dem Bimetallelement beeinflußt, d. h. gesperrt oder freigegeben wird. Dieses Relais hat u. a. den Nachteil, daß es bei plötzlich auftretenden Überströmen (Kurzschlußströmen) zu langsam anspricht, da das Bimetallelement den Schalthebel nicht schnell genug freigibt.

Es sind auch schon Überstromwäfmezeitauslöser für Wechselstrom mit im Sekundärkreis eines Stromwandlers liegendem Wärmeelement bekannt, die beim Auftreten besonders hoher Stromstärken beschleunigt auslösen. So z. B. besitzt der Stromwandler eines solchen Auslösers zwei parallel liegende magnetische Kreise mit je einer Sekundärwicklung, die in Hintereinander- oder Gegenschaltung im Sekundärkreis liegen, wobei der eine magnetische Kreis eisengeschlossen ist und beim Erreichen einer primären Grenzstromstärke derart gesättigt wird, daß trotz weiteren Ansteigens der Stromstärke über diese Grenze das Wärmeelement mit annähernd gleichbleibender Verzögerung auslöst. Dagegen wird beim Auftreten besonders hoher Stromstärken ein Luftspalt im anderen magnetischen Kreis durch einen beweglichen Anker selbsttätig überbrückt, worauf ein starkes Anwachsen des Auslösestromes und hiermit eine beschleunigte Auslösung durch das Wärmeelement erfolgt. Als Wärmeelement dient wieder ein Draht, der sich bei Stromdurchfluß ausdehnt und dann auf den Auslöseschalter einwirkt. Dieser unterbricht entweder unmittelbar den Hauptstromkreis oder den Haltestromkreis eines Nullspannungsschalters oder eines Schützes.

Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf ein elektromagnetisches Überstromrelais mit einem als Wärmeauslöser dienenden Bimetallelement, das im Sekundärkreis eines Stromwandlers liegt, dessen Eisenkreis mit dem des

Elektromagneten identisch ist, und besteht darin, daß das Bimetallelement unmittelbar die Gegenklinke einer zur Sperrung des Relaisankers dienenden Klinke bildet, die mit dem Relaisanker mittels eines nur bei Kurzschluß nachgiebigen Gliedes verbunden ist. Auf diese Weise wird die Bauart des Relais wesentlich vereinfacht und verbilligt.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht. Darin bezeichnet α den Magnetkern des zugleich als Wandler ausgebildeten Auslöseelektromagneten mit der Primärwicklung b und der Sekundärwicklung c. Im Stromkreis der letzteren liegen ein Einstellwiderstand d und das Bimetallelement g, das vom induzierten Strom der Wicklung c mittelbar oder unmittelbar geheizt wird und bei Erreichung einer bestimmten Temperatur sich durchbiegt und eine Klinke h freigibt, worauf der Magnetanker i angezogen wird. Die Verlängerung k des Ankers i drückt hierbei z. B. Stromkontakte m aufeinander, wodurch irgendwelche Schaltvorgänge elektrisch eingeleitet werden, oder sie bewegt mechanisch einen Schalter.

Um das Auslöserelais von seiner Vorbelastung unabhängig zu machen, ist ein Schalter» vorgesehen, der das Bimetallelement kurzschließt und von der Ankerverlängerung k bewegt wird. Bei Normalstrom genügt das Übergewicht des Ankers i links, um seine Verlängerung k rechts hochzudrücken und den Schalter η geschlossen zu halten. Außerdem ist im Stromkreis der Spule c ein normalerweise von der Feder t geschlossen gehaltener Schalter q vorgesehen. Beim Erreichen des Ansprechstromes des Relais wird der Magnetanker i etwa so weit angezogen, bis die Klinke h an die am Bimetallelement g sitzende Gegenklinke 0 anstößt, da die Feder p so stark gewählt ist, daß sie sich nicht oder nur wenig dehnt, wenn die auf den Anker ausgeübte Kraft einem Überstrom entspricht. Hierbei öffnet sich der Schalter n, während der Schalter q noch geschlossen· bleibt, da das Langloch r in der Verlängerung k den Zapfen s des Schalters q noch nicht mitnimmt. Die Folge ist, daß das Bimetallelement g erst von nun an geheizt wird. Bleibt dann der Überstrom noch weiter bestehen, so wird nach Ablauf der eingestellten Zeit das Bimetallelement g sich so weit durchbiegen, bis die Klinke 0 die Gegenklinke h und damit den Anker i freigibt. Kurz bevor dieser vollkommen angezogen wurde und seine Verlängerung k die Kontakte m geschlossen hat, nimmt der Schlitz r den Zapfen.? mit, so daß erst jetzt der Schalter q unter Überwindung der Kraft der Druckfeder t abwärts wandert und den Stromkreis der Sekundärspule c unterbricht, um so die volle Erregung der Primärspule b zur Auslösung nutzbar zu machen. Sobald die Auslösung beendet ist, kehrt der Ankern in die gezeichnete Ursprungslage durch Eigengewichtwirkung selbsttätig zurück. Ist der Auslösestrom sehr stark, z. B. bei Kurzschluß, so wird der Anker i entgegen der Kraft der starken Feder p rasch angezogen, obwohl das Bimetallelement g nicht geheizt wurde und somit die Klinke ο ihre Gegenklinke h noch sperrt.

Der gleiche Zweck würde erreicht werden, wenn zwischen der Klinke h und der Ankerverlängerung k an Stelle der starken Feder p ein Verbindungselement derart geringer mechanischer Festigkeit vorgesehen wäre, daß es bei Kurzschluß abreißt. Auch sonst sind Abweichungen von der gezeichneten Ausführungsform möglich, ohne daß sich am Wesen der Erfindung etwas ändert. So z. B. kann die Sekundärwicklung c mit Anzapfungen zum wahlweisen Anschluß des Kontaktes u versehen sein, um so eine Einstellung auf verschiedene Auslösestromstärken und -zeiten entsprechend der Charakteristik des Bimetallelementes g zu erzielen. Hierbei ist dann der Einstellwiderstand d überflüssig. Auch ist es ohne weiteres möglich, das Relais als sekundäres Relais zu bauen, wobei die Primärwicklung b von einem Strom- oder Spannungswandler gespeist wird. In diesem Falle können die Wicklungen b und c stromleitend verbunden sein. Schließlich empfiehlt es sich, das Bimetallelement g nach jeder Auslösung künstlich zu kühlen, um so die Betriebsbereitschaft des Relais zu erhöhen, die ohnedies schon sehr hoch ist, da das Relais, im Gegensatz zu bekannten ähnlichen Relais, nach jedem Ausschaltvorgang nicht etwa neu gespannt zu werden braucht.

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   i. Elektromagnetisches Überstromrelais mit einem als Wärmeauslöser dienenden Bimetallelement, das im Sekundärkreis eines Stromwandlers liegt, dessen Eisenkreis mit dem des Elektromagneten identisch ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Bimetallelement (g) unmittelbar die Gegenklinke (o) einer zur Sperrung des Relaisankers (i) dienenden Klinke Qi) bildet, die mit dem Relaisanker mittels eines nur bei Kurzschluß nachgiebigen Gliedes (p) verbunden ist.
2. 2. Überstromrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Relaisanker ein Schalter (ή) vorgesehen ist, der bei Normallast das Bimetallelement kurzschließt.
3. 3. Überstromrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Relais-

   anker ein weiterer Schalter (q) vorhanden ist, der bei Überstrom den Sekundärkreis (c) des Stromwandlers kurz vor der Schließlage des Ankers abschaltet.
4. 4. Überstromrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das nur bei Kurzschluß nachgiebige Glied (p) zwischen Verklinkung und Relaisanker eine Feder ist.
5. 5. Überstromrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen Verklinkung und Relaisanker derart gewählt ist, daß sie bei Kurzschluß abreißt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen