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Überstrom-Schutzvorrichtung, insbesondere für bedienungslose Kraft-
und Unterwerke In bedienungslosen Kraft- und Unterwerken ist es erforderlich und
bekannt, Schalter mit Höchststromauslösung und selbsttätiger Wiedereinschaltung
zu verwenden. Bei einem Dauerkurzschluß muß dann nach einer Anzahl von vergeblichen
Wiedereinschaltungen der Schalter endgültig abgeschaltet werden. Diese unabhängige
Wiedereinschaltbegrenzung hat aber besonders in Netzen, wo viele Kurzschlüsse vorkommen,
den Nachteil, daß die Schalter häufig überlastet werden und leicht Schaden nehmen
können.
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Deshalb hat man Vorrichtungen verwendet, bei denen das Wiedereinschalten
vom Widerstand des Netzes bzw. des vom Schalter geöffneten Stromkreises abhängig
gemacht ist; hier wird also erst dann wieder eingeschaltet, wenn dieser Widerstand
einen solchen Wert angenommen hat, daß beim Schließen des Schalters seine Auslösestromstärke
nicht erreicht wird. Bei dieser Anordnung kann es aber vorkommen, daß der Netzwiderstand
einen Wert annimmt, der einer größeren Stromstärke als der Auslösestromstärke des
Schalters entspricht, ohne dabei in den Bereich jener Widerstandswerte zu gelangen,
die bei einem vollkommenen Kurzschluß vorkommen. In solchen Fällen werden die Schalter
nicht wieder eingeschaltet, obwohl die Wiedereinschaltung weder für den Schalter
noch für das Netz gefährlich wäre. Es bleibt in solchen Fällen nichts übrig, als
entweder den Auslösestrom der Schalter unerwünscht hoch einzustellen oder die genannte
Unannehmlichkeit in Kauf zu nehmen.
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Nicht selten geschieht es aber, daß der Netzwiderstand sich beim Wiedereinschalten
des Schalters zugleich ändert, beispielsweise wenn viele kleine Kurzschlußankertnotoren
ohne Nullspannungsauslösung angeschlossen sind. Daher liegt es im Interesse eines
anstandslosen Betriebes, eine Lösung zu finden. bei der sich der Schalter auch dann
wieder einschaltet, wenn der Netzwiderstand einen solchen Wert annimmt, daß beim
Schließen des Schalters sein Auslösestrom überschritten wird; so wird seine Wiedereinschaltung
nur dann verhindert, wenn der Netzwiderstand einem kurzschlußähnlichen Zustand entspricht.
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Es ist nun bekannt, die Wiedereinschaltung des Schalters vom Zustand
des Netzes in der Weise abhängig zu machen, daß sie unterbleibt, wenn ein Kurzschluß
vorliegt. Zu diesem Zweck hat man den Kontakten des wiedereinzuschaltenden Schalters
einen Prüfwiderstand parallel geschaltet, von dessen Klemmenspannung ein Relais
gespeist wird. Je nach der Höhe des Spannungsabfalles im Prüfwiderstand wurde das
Relais zum Ansprechen gebracht oder nicht und entsprechend die Wiedereinschaltung
vorgenommen oder unterlassen.
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Nach der Erfindung wird ebenfalls ein solcher Prüfwiderstand benutzt,
aber im Gegen-
Satz zu den bekannten Vorrichtungen wird die gesamte
Prüf- und Wiedereinschaltapparatur zu einer kleinen, übersichtlichen Vorrichtung
vereinigt. Danach sind auf der gemeinsamen Welle dieser Vorrichtung drei Kontaktglieder
befestigt, von denen das erste lediglich die Kurzschlußprüfvorrichtung und das zweite
lediglich die Wiedereinschaltvorrichtung steuert, während das dritte nach mehrmaligem
vergeblichen Wiedereinschalten die endgültige Offenhaltung des Schalters bewirkt.
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Ein Ausführungsbeispiel für die Schaltung nach der Erfindung ist in
der Zeichnung dargestellt. Darin ist a der Höchststromschalter, der mittels der
Magnetspule b wiedereingeschaltet werden kann. Diese Spule wird aus dem Hilfsnetz
h mit Strom versorgt und mittels dreier vom Motor m gegen die Kraft der Gegenfeder
k bewegter Kontaktscheiben e, f, g gesteuert. Dazu kommt nun das Schütz s, dessen
Kontakte im Stromkreise des Isurzschlußprüfwiderstandes r liegen, und das zugehörige
Kurzschlußprüfrelais i2, das je nach der im Prüfstromkreis herrschenden Stromstärke
die Wiedereinschaltung des Schalters a veranlaßt oder verhindert und auf das Zwischenrelais
o mit den Kontakten p, q
arbeitet. Nach vier vergeblichen Wiedereinschaltungen
wird der Schalter a mittels des Relais i endgültig blockiert.
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Die Wirkungsweise bei einem Kurzschluß ist folgende: Zunächst öffnet
sich der Schalter a unter der Wirkung seiner Höchststromauslösung,wobei er die Hilfskontakte
c und d schließt. Da durch Kontakt c der Stromkreis des Hilfsmotors in geschlossen
wird, fängt dieser an zu laufen und bewegt die Steuerwelle mit konstanter Winkelgeschwindigkeit
in der Pfeilrichtung. Gleichzeitig war aber durch den Kontakt d am Schalter a ein
zweiter Stromkreis geschlossen worden, der über den Kontaktnocken r der Scheibe
e des Steuerapparates zur Schützspule s führt und wodurch die Einschaltung des Schützes
veranlaßt wird. Das Kurzschlußprüfrelais aa kann nun so eingestellt sein, daß es
den Stromkreis der Zwischenrelaisspule o nur dann öffnet, wenn der Kurzschluß vollkommen
ist. Ist letzteres der Fall, so nützt es nichts, daß die Nockenscheibe f einige
Sekunden später ihren Kontakt L schließt, und das Wiedereinschalten des Schalters
a bleibt verhindert, weil der Stromkreis der Einschaltspule b bei q geöffnet ist.
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Entspricht dagegen der durch deu Kurzschlußprüfwiderstand y- fließende
Strom einem zulässigen Wert, der nur eine Überlastung des Schalters d darstellt,
so öffnet sich das Relais ja nicht. Dann zieht, sobald die Nockenscheibe
f Kontakt gemacht hat, das Zwischenrelais o seinen Anker an, und die über Kontakt
q gespeiste Spule b schaltet den Schalter a ein.
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Wenn nun der Überstrom sofort zurückgeht, bleibt der Schalter a eingeschaltet.
Dauert der Überstrom aber an, so löst der Schalter wieder aus. Während der kurzen
Einschaltzeit war dabei der Kontakt c offen gewesen; da ihn aber der geschlossene
Kontakt p des Relais o überbrückt hielt, konnte der Motor in weiterlaufen. Das Spiel
wiederholt sich, wenn der Überstrom bestehen bleibt, wobei die Abstände der Nocken
r bis 4. auf den Scheiben e und f immer größer, die Zeiten zwischen zwei Wiedereinschaltungen
also immer länger werden, bis sich die Steuerwelle um fast 36o° gedreht hat. Hier
wird durch den Kontaktnocken auf der Scheibe g das Blockierungsrelais i erregt und
öffnet endgültig den Stromkreis der Einschaltspule b .des Schalters a, wobei es.
durch eine Klinke in der Offenstellung verriegelt wird. Gleichzeitig trennt es die
Hilf sstromquelle h von sämtlichen anderen von ihr gespeisten Apparaten ab, so auch
vom Motor m, so daß die Steuerwelle von der Feder k in die Anfangslage zurückgedreht
wird.
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Die Nockenscheiben e und f können völlig gleich ausgeführt
werden, sie sind jedoch auf der gemeinsamen Steuerwelle etwas gegeneinander versetzt,
so daß die Scheibe e immer einige Sekunden früher als f den Schaltvorgang einleitet.
Dadurch wird erreicht, daß die Kurzschlußprüfvorrichtung immer einige Sekunden vor
dem Einschalten in Betrieb kommt.
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Der Vorgang entspricht genau demjenigen, den in einer nicht selbsttäigen
Anlage der Schalttafelwärter ausführt. Sobald ein Schalter durch Höchststrom ausgelöst
hat, wird der entsprechende Netzteil auf Kurzschluß geprüft. Ist kein Kurzschlußstrom
vorhanden, so kann man ohne weiteres wieder einschalten. Ist aber ein Kurzschlußstrom
vorhanden, der an einem Amperemeter abgelesen werden kann, so ist es dem Gefühl
des Wärters überlassen, den Schalter wieder einzuschalten. Je nach der Größe des
Kurzschlußstromes und der etwa noch eingeschalteten Stromverbraucher wird der Schalter
in eingeschaltetem Zustande verharren oder wieder auslösen. In letzterem Falle wiederholt
der Wärter die Kurzschlußprüfung und das Wiedereinschalten etwas später. Bei heftigem
Kurzschluß, der ebenfalls am Amperemeter erkannt wird, -wird nicht wieder eingeschaltet.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird durch das einstellbare
Kurzschlußprüfrelais ia jeweils entschieden, ob der Schalter a
eingeschaltet
werden soll oder nicht.