DE580636C - Hochleistungsschaltgeraet - Google Patents

Description

Das Schalten großer Leistungen erfordert teils wegen des starken Abbrandes der Schaltstücke, teils wegen des schwierigen Löschens des Lichtbogens besondere Maßnahmen. Man hat versucht, die Schaltbedingungen zu erleichtern, indem man ölschalter mit Schaltwiderständen, sogenannten Widerständen für Schalterschutz, versehen hat. Befriedigende Resultate konnten aber mit dieser Anordnung nicht erzielt werden, vor allem deshalb, weil diese Widerstände in einem ganz bestimmten Verhältnis zur Reaktanz der speisenden Maschinen stehen müssen. Da sich aber die Maschinenleistung der Anlagen in großem Umfange ändern kann, kann die günstigste Bedingung nur selten erfüllt werden.

Es sind auch bereits Schalter vorgeschlagen worden, die mehrere in festen Stufen regelbare Vorstufenwiderstände besitzen. Die

ao Vorstufenwiderstände wurden entweder im Schaltergehäuse selbst oder getrennt davon angeordnet und durch einen Schaltmechanismus im Schalter selbst ein- und ausgeschaltet. Auch die Anwendung von sich stetig verändernden Elektrolytwiderständen in Verbindung mit einem Vorstufenschalter ist bekannt.

Die Erfindung betrifft ein derartiges Hochleistungsschaltgerät, bei dem ein Teil des Schaltvorganges in eine außerhalb gelegene, stetig veränderbare, vorzugsweise als Flüssigkeitswiderstand ausgebildete Impedanz verlegt ist, wobei diese Regelimpedanz beim Ein- und Ausschalten in Übereinstimmung mit einem Vorköntaktschalter gesteuert wird. Die Erfindung besteht darin, daß die Geschwindigkeit der Schalt- und Regelbewegung von einem Kleinstwert, entsprechend der Stellung des Gerätes bei geschlossenem Stromkreis, auf einen Höchstwert, entsprechend der Stellung des Gerätes beim Trennen bzw. Schließen des Stromkreises, veränderlich ist. Durch diese Einrichtung ist ein stufenloser Übergang der Leistungsvernichtung in der Impedanz auf die Leistungsvernichtung im Lichtbogen gewährleistet, so daß das Schaltgerät gemäß der Erfindung für die betriebssichere Schaltung höher Leistungen geeignet ist. Da für die. Vorköntaktschalter normale Schaltgeräte verwendet werden können, so kann man diese in einer normalen Schaltanlage aufstellen. Dies ist insbesondere von Bedeutung, wenn für mehrere Schalter eine gemeinsame Regelimpedanz verwendet wird, welche dann getrennt an einem geeigneten Ort aufgestellt werden kann. Nach der weiteren Erfindung wird in diesem Fall die Einrichtung so getroffen, daß die Regelimpedanz nach jedesmaligem Ausschalten selbsttätig in ihre dem eingeschalteten Gerät entsprechende Stellung zurückgeht.

In den Abbildungen ist die Erfindung beispielsweise dargestellt.

Die Abb. ia bis id erläutern den Schaltvorgang, und zwar geben sie die Schalt-Stellungen in der Reihenfolge wieder, wie sie

beim Einschalten auftreten, io ist die Sammelschiene, Ii die regelbare Vorstufenimpedanz, 12 ist ein Gleitstück, welches auf irgendeine weiter unten näher bezeichnete Weise selbsttätig in Abhängigkeit vom Schaltvorgang bewegt wird. 13 ist der Hauptkontakt, 14 der Vorkontakt, 15 der Gegenkontakt des Schalters, 16 ist sein Schaltmesser, das an der Betätigungsstange 17 befestigt ist, und 18 die zu schaltende Leitung.

Die Abb. ia gibt jene Schaltstellung wieder, in der das sich nach oben bewegende Schaltmesser gerade den Vorkontakt 14 berührt und ihn mit dem Kontakt 15 verbindet. Das Gleitstück 12 steht am äußersten rechten Ende der Vorstufenimpedanz, so daß diese mit ihrem Höchstwert zwischen Sammelschiene 10 und Leitung 18 geschaltet wird. In diesem Augenblick beginnt die selbsttätige Regelung der Impedanz 11. Der Regelvorgang wird in einer weiter unten näher bezeichneten Art eingeleitet. Der Gleitkontakt 12 verschiebt sich hierauf nach links und vermindert die Vorschaltimpedanz*. In der Abb. ib ist jene Schaltstellung dargestellt, in der das Schaltmesser in die Mitte des Vorkontaktes vorgerückt ist.

In der Abb. ic hat die Kante des Schaltmessers den Hauptkontakt 13 erreicht. Der Gleitkontakt ist einstweilen in der äußersten linken Endstellung angekommen und hat die Vorschaltimpedanz auf einen Kleinstwert geregelt, der so bemessen ist, daß eine möglichst günstige Umschaltung vom Vor- auf den Hauptkontakt erfolgt.

In der Abb. id hat das Schaltmesser seine oberste Endstellung erreicht und steht voll auf dem Hauptkontakt.

. Beim Abschalten vollzieht sich die Regelung in umgekehrter Richtung, also vom Kleinstwert auf den Höchstwert der Vorstufenimpedanz. Die Regelung beginnt, sobald das Schaltmesser 16 den Hauptkontakt 13 verläßt und muß beendet sein, wenn das Schaltmesser den Vorkontakt verläßt.

Als regelbare Vorstufenimpedanz wird zweckmäßig ein Flüssigkeitswiderstand gewählt, dessen Elektrode erfindungsgemäß über ein Kurbelgetriebe bewegt wird. In Abb. 2 ist ein Ausführungsbeispiel eines solchen Regelwiderstandes dargestellt.

20 ist ein isoliert aufgestelltes Gefäß, welches als die eine Elektrode des veränderlichen Widerstandes dient. Es ist mit der Widerstandsflüssigkeit 25 gefüllt. Die zweite Elektrode 21 ist als konzentrischer Zylinder ausgebildet und wird mittels Kurbelgetriebes 23, 24 bewegt. Je nach der Eintauchtiefe des Zylinders 21 in die Flüssigkeit 25 ändert sich der Widerstand. Das Gestell 26, an dem der Kurbelmechanismus befestigt ist, ist durch die Isolatoren 27 vom Gefäß 20 isoliert. Zur Führung des Innenzylinders sind die isoliert aufgesetzten Rollen 28 sowie die Führungsstange 29 angeordnet. Der Antrieb des Re- gulierwiderstandes greift an der Zugstange 30 an.

Durch den Antrieb des Vorstufenwiderstandes mit einem Kurbeltrieb in der dargestellten Art und Weise' erreicht man, daß sich die Geschwindigkeit, mit welcher der Widerstand aus- und eingeschaltet wird, in der Art ändert, daß er beim Ausschalten des Schalters zuerst langsam, dann rasch zunimmt und beim Einschalten des Schalters zuerst rasch, dann langsam abnimmt. Dadurch wird erzielt, daß die Widerstandsänderung keine sehr große ist in jenem Abschnitt des Schaltvorganges, in welchem das Schaltmesser vom Vor- auf den Hauptkontakt umschaltet. Kleine zeitliche Verschiebungen zwischen, dem Ablauf der Schalterbewegung und dem der Regelung werden also ohne wesentlichen Einfluß auf die Güte der Umschaltung vom Haupt- auf den Vorkontakt bleiben.

Dementsprechend wird die Geschwindigkeit des Schaltmessers veränderlich gemacht, so daß es sich beim Ausschalten zunächst langsam und dann beim Trennen des Stromkreises rasch bewegt und beim Einschalten umge- go kehrt. Durch diese Vorkehrung erzielt man, daß für den Reguliervorgang, der im wesentlichen in der Zeit vor sich geht, die das Schaltmesser zum Passieren des Vorkontaktes braucht, eine größere Zeitspanne zur Verfügung steht, als es der Fall wäre, wenn der ganze Schaltvorgang mit der für das Trennen der Kontakte erforderlichen Endgeschwindigkeit vor sich ginge.

Ein direkter Antrieb des Reglers durch das Schaltgestänge ist nur bei solchen Widerständen ausführbar, die eine kleine Regulierarbeit verbrauchen, also etwa Stufenschaltern, Schiebewiderständen u. dgl. Wird ein Flüssigkeitswiderstand mit beweglicher Elektrode vorgesehen, dann wird dafür ein Hilfsantrieb erforderlich, also ein Schaltmagnet, Schaltmotor, Druckluftantrieb o. dgl., evtl. kombiniert mit einem Kraftspeicher. Die Steuerung des Hilfsantriebes erfolgt dann in folgender Art:

In der in der Abb. 2 gezeichneten Stellung ist der Vorstufenwiderstand zum Einschalten vorbereitet. Wird der Einschaltdruckknopf des Schalters gedrückt, so wird damit gleichzeitig eine Verriegelung der Stange 30 gelöst, und die Elektrode beginnt sich unter der Wirkung der Schwere und evtl. eines beim Ausschalten aufgeladenen Kraftspeichers nach abwärts zu bewegen. Das Zeitintervall zwisehen Steuerimpuls und Eintritt, der Regel-Bewegung ist so bemessen, daß die Regel-

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bewegung gerade eintritt, wenn das aufwärts gehende Schaltmesser den Vorkontakt berührt.

Ist der Schalter eingeschaltet, dann steht die Elektrode in ihrer tiefsten Stellung. Die Steuerung des Reglerantriebs für die Ausschaltung kann nun in der Weise erfolgen, daß der Hilfsantrieb in Wirksamkeit gesetzt wird, sobald der Auslösestrom den Auslösemagnet durchfließt. Die Auslöseverzögerung des Schalters wird mit der durch die Trägheit des Hilfsantriebes bedingten Regelverzögerung derart in Einklang gebracht, daß die Regelbewegung eintritt, sobald das Schaltmesser den Hauptkontakt verläßt. Kleine Ungenauigkeiten sind wegen der schleichenden Bewegung der Elektrode während des ersten Bewegungsabschnittes ohne Belang.

Eine andere Anordnung ist die, daß für eine Schaltergruppe eine gemeinsame Vorschaltimpedanz vorgesehen ist, ■ die in Abhängigkeit vom Schaltvorgang desjenigen Schalters der Gruppe, der gerade schaltet, geregelt wird.

In der Abb. 3 ist eine derartige Anordnung in Form eines einpoligen Schaltbildes dargestellt. 40 ist eine Sammelschiene, auf welche die Schalter 41, 42 und 43 schalten. Die Schalter sind mit Hauptkontakten 44, 45, 46 und mit Vorkontakten 47, 48, 49 ausgerüstet. Die Vorkontakte sind über eine gemeinsame Leitung 50 mit der gemeinsamen regelbaren Vorstufenimpedanz 51 verbunden.

Die Schalter sind untereinander verriegelt, so daß immer nur ein Schalter schalten kann. Die mit einem Hilfsantrieb ausgerüstete gemeinsame Impedanz steht normal in der zum Ausschalten vorbereiteten Stellung und wird folgendermaßen gesteuert: Der Auslöseimpuls, den einer der Schalter erhält, wird gleichzeitig zum Auslösen des Regelvorganges benutzt lind die Verzögerung entsprechend eingestellt. Aus der Endlage, welche die Impedanz nach dem Ausschalten einnimmt, wird sie erfindungsgemäß sofort selbsttätig in die Ausgangsstellung zurückgeführt, so daß sie für eine neue Ausschaltung vorbereitet ist. Vor dem jedesmaligen Einschalten des Schalters ist daher eine vorbereitende Bewegung der Vorstufenimpedanz erforderlich, die in jene Stellung gebracht werden muß, in der sie ihren Kleinstwert hat, bevor der Einschaltvorgäng eingeleitet wird. Diese vorbereitende Bewegung kann in einfächer Weise von dem Einschaltsteuerschalter gesteuert werden.

Die bekannte Anordnung einer gemeinsamen, selbsttätig geregelten Vorstufenimpedanz für eine Gruppe von Schaltern hat den Vorzug, daß es möglich wird, bei mäßigen Anlagekosten die Schalter mit einer reichlich dimensionierten Impedanz von großem Schutzwert zu versehen.

Claims (2)

65 Patentansprüche:

1. Hochleistungsschaltgerät, bestehend aus einem normalen Schalter mit Vorkontakt und einer getrennt angeordneten regelbaren, vorzugsweise als Flüssigkeitswiderstand ausgebildeten Impedanz, welche beim Ein- und Ausschalten in Übereinstimmung mit dem Vorkontaktschalter gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit der Schalt- und Regelbewegung von einem Kleinstwert, entsprechend der Stellung des Gerätes bei geschlossenem Stromkreis, auf einen Höchstwert, entsprechend der Stellung des Gerätes beim Trennen bzw. Schließen des Stromkreises, veränderlich ist.

2. Hochleistungsschaltgerät nach Anspruch ι mit einer gemeinsamen Regelimpedanz für mehrere Schalter, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelimpedanz nach jedesmaligem Ausschalten selbsttätig in ihre dem eingeschalteten Gerät entsprechende Stellung zurückgeht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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