DE588290C - Schalter mit Lichtbogenloeschung durch stroemendes Druckgas - Google Patents

Description

Das Hauptpatent 559896 betrifft einen Schalter mit Lichtbogenlöschung durch strömendes Druckgas, bei welchem das die Blasung steuernde Ventil als Schnellschlußventil ausgebildet ist, dessen Öffnungszeit von der Stromstärke derart abhängig ist, daß beim Ausschalten von Kurzschlußströmen die Zeit-. dauer der Ventilöffnung am· größten ist. Zur Verwirklichung dieses Erfindunigsgedankens gibt es eine Reihe von Möglichkeiten.

Eine besonders zweckmäßige dieser verschiedenen möglichen Ausführungsformen ist Gegenstand der Erfindung, gemäß welcher die Öffnungsdauer des Ventils von der Stromstärke in der Weise abhängig ist, daß bei Schaltungen mit Normalstrom oder unterhalb dieses Wertes liegenden Strömen (derartige Schaltungen sind identisch mit willkürlicher Ausschaltung des Druckgasschalters) eine bestimmte kürzere Öffnungszeit des Ventils vorgesehen ist, während bei Auslösung durch ein Überstromrelais (Abschalten von Kurzschlußströmen) eine längere, gleichfalls konstante Öffnungszeit des Ventils vorgesehen ist.

Es ist zwar bereits eine Druckluftblaseinrichtung zur Funkenlöschung bei Schaltern bekanntgeworden, bei welcher der Beginn der Druckluftzufuhr vom Auftreten des Lichtbogens, das Ende der Zufuhr von dessen Verschwinden abhängig ist, zum Zwecke, die Druckluft nur für die Dauer des Lichtbogens dem Schalter zuzuführen. Gegenüber dieser bekannten Anordnung hat der Erfindungsgegenstand vor allem den Vorteil, daß die Steuerung des Druckgases in einfachster und betriebssicherer Weise durchgeführt ist und dem Umstände Rechnung trägt, daß zur sicheren Unterbrechung des Stromes nicht nur bis zum Augenblick der Lichtbogenlöschung, sondern noch kurze Zeit darüber hinaus Druckgas zugeführt werden muß, um eine Rückzündung nach erfolgter Lichtbogenlöschung" zu verhüten. Der Erfindung liegt ferner die Erkenntnis zugrunde, daß die zur sicheren Stromunterbrechung erforderliche Druckgasmenge innerhalb eines bestimmten Strombereiches im wesentlichen konstant ist. Deshalb sind die Schaltungen und damit die hierfür benötigten Druckgasmengen in zwei Gruppen geteilt, deren Merkmale einerseits ^₀ die willkürliche Schalterauslösung, andererseits die Überstromauslösung sind und daher mit Leichtigkeit, ohne Anordnung besonderer stromabhängiger Relais o. dgl. voneinander unterschieden werden können. Hierdurch ergibt sich gegenüber der bekannten Anordnung nicht nur eine erhebliche Druckgas7 ersparnis, sondern auch eine Vereinfachung

der Steuerung, und andererseits ist trotzdem die Stromunterbrechung bei allen Stromstärken ' sichergestellt.

Eine besonders einfache und betriebssichere Ausführungsform ergibt sich, wenn die Steuerung des Ventils elektromagnetisch erfolgt. Der Steuerstromkreis der Ventilbetätigungsspule wird dann über eine Reihe Kontaktvorrichtungen geführt, mit deren Hilfe in Ab-10. bängigkeit von der zu unterbrechenden Stromstärke (Normalstrom oder Kurzschlußstrom) die beiden verschiedenen Öffnungszeiten des Blasventils vermittels eines Zeitelementes gesteuert werden. Als Zeitelement kann auch der Antrieb des Schalters dienen, indem er nach einem gewissen einstellbaren Hub eine oder mehrere Kontaktvorrichtungen umsteuert. Auch eine druckgasbetätigte Kontaktvorrichtungist als Zeitelement brauchbar.· Die Steuerung des Ventils erfolgt zweckmäßig so, daß der Öffnungsimpuls von dem Betätigungsschalter bzw. vom Maximalrelais gegeben wird, während die Schließung des Ventils durch das Unterbrechen des Steuer-Stromkreises durch die* vom Zeitelement gesteuerte Kontaktvorrichtung erfolgt.

Als Druckgasventil dient ein Schnellschlußventil, das auch so ,entlastet sein kann, daß die Entlastung des Ventils durch den Schalterstrom erfolgt oder unterstützt wird. In der Zeichnung sind: Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Abb. 1 zeigt ein Schaltschema der neuen stromabhängigen Ventilbetätigung, und zwar wird hier die Ventilspule 12 über einen Steuerstromkreis gespeist, in dem die Kontaktvorrichtungen 15, 16, 17, 18, 19 und 21 angeordnet sind. Die Kontaktvorrichtung 15 wird bei der Abgabe eines willkürlichen Steuerimpulses (Strom von Null bis zum Normalstrom) betätigt und schließt den Stromkreis von der Zuleitung 14, Kontaktvorrichtung 15, λ^εηίίΐ-spule 12, Kontaktvorrichtung 21, 19 und 18 nach dem Anschluß 20. Die Kontaktvorrichtung2i ist nur geschlossen, wenn der Druckprüfer 22 einen genügenden Gasdruck im Druckgaszuführungsrohr festgestellt hat. Die Kontaktvorrichtung 18 wird von einem Zeitelement, beispielsweise vom Antrieb des Druckgasschalters, nach einem einstellbaren Hub geöffnet. Die Kontaktvorrichtung 19 wird ebenfalls in gleicher Weise wie die Kontaktvorrichtung 18 gesteuert, jedoch öffnet die Kontaktvorrichtung 19 später als die Kontaktvorrichtung 18. Der Ausschaltvorgang bei Normalstrom vollzieht sich also wie folgt: Nach dem Schließen der Kontaktvorrichtung 15 und beim Vorhandensein von genügendem Druck in der Druckgaszuleitung ist die Spule 12 stromdurchflossen und öffnet das Druckgasventil. Der Schalter beginnt auszuschalten. Nach einem gewissen Hub des Antriebes wird nun die Kontaktvorrichtung 18 unterbrochen, so daß die Spule 12 stromlos wird. Das Ventil schließt also wieder. Im weiteren Verlauf der Ausschaltbewegung öffnet auch die Kontaktvorrichtung 19, was jedoch auf die Durchführung des Schaltvorganges keinen Einfluß mehr hat. Die Kontaktvorrichtungen 16 und 17 werden durch ein Uberstromrelais betätigt, welches beim Ansprechen diese beiden Kontaktvorrichtungen schließt. In der eingeschalteten Stellung des Schalters sind die Kontaktvorrichtungen 18 und 19 geschlossen. Beim Ansprechen des Maximalrelais und beim Vorhandensein genügenden Druckes in der Druckgaszuleitung wird der Stromkreis der Ventilbetätigungsspule 12 geschlossen und das Ventil geöffnet. Der ausschaltende Schalter bzw. dessen Antrieb öffnet nach einem gewissen Hub zunächst die Kontaktvorrichtung 18, was jedoch auf den Steuerstromkreis ohne Einfluß ist, da die Kontaktvorrichtung 17 die Kontaktvorrichtung 18 überbrückt hat. Erst im weiteren Verlauf der Ausschaltbewegung wird die Kontaktvorrichtung 19 geöffnet und damit der Steuerstromkreis der Ventilspule 12 unterbrochen. Dann schließt das Ventil, und beim Abfallen des Maximalrelais öffnen auch die Kontaktvorrichtungen 16 und 17. Beim Einschalten des Steuerstromkreises durch die Kontaktvorrichtung 15 ist also die Ventilspule 12 kürzere Zeit stromdurchflossen, während beim Einschalten des Steuer- Stromkreises durch die Kontaktvorrichtung 16 die Ventilspule 12 längere Zeit stromdurchflossen ist. Es ist dadurch erreicht, daß bei der Normalschaltung (Kontaktvorrichtung 15) das Ventil kürzere Zeit geöffnet ist als bei Kurzschlußschaltung (Kontaktvorrichtung 16). Der Öffnungsimpuls des Ventils wird von den Kontaktvorrichtungen 15 oder 16 gegeben, während der Schließungsimpuls durch das Öffnen der Kontaktvorrichtungen 18 bzw. 19 gesteuert wird. Statt Kontaktvorrichtung 18 und 19 durch den ausschaltenden Schalter zu steuern, können diese Kontaktvorrichtungen auch über ein Zeitelement betätigt werden, welches nach einer bestimmten einstellbaren Zeit nach dem Schließen des Steuerstromkreises die Kontaktvorrichtung 18 bzw. 19 betätigt und den Steuerstromkreis unterbricht. Weiche von den beiden eingestellten Öffnungszeiten wirksam wird, hängt davon ab, ob der Öffnungsimpuls von der Kontaktvorrichtung 15 oder von der Kontaktvorrichtung 16 gegeben wird.

In Abb. 2 ist eine Anordnung gezeichnet, bei welcher das Ausschalten in gleicher Weise, t2o wie bei Abb. 1 beschrieben, gesteuert wird. Hier ist jedoch für das Aus- und Einschalten

nur ein Ventil vorgesehen, welches durch die Ventilspule 12 geöffnet wird. Die Druckgas-• zuleitung 24 führt über das Ventil 23 nach einem Umschaltventil 25, welches je nach dem Schaltvorgang (Ausschalten oder Einschalten) die Leitung 24 mit der Leitung 26 oder mit der Leitung 27 verbindet. Das Umschaltventil 25 besitzt eine Mittelstellung und wird aus dieser über den Hebel 37 entweder auf Aus- oder auf Einschalten umgelegt. Die Steuerung dieses Umschaltventils erfolgt durch zwei Magnetspulen 31 und 32, die in der nachstehend beschriebenen Weise in den Steuerstromkreis des Ventils bzw. der Ventilspule 12 eingeschaltet sind. Wird beispielsweise' die Kontaktvorrichtung 15 geschlossen, so ist bei genügendem Druck in der Druckgaszuleitung der Stromkreis der Spule 31 über die Kontaktvorrichtungen 18 und 19 geschlossen, und der Umschaltschieber 25 wird im Uhrzeigersinn gedreht und umgesteuert. Gemäß der Erfindung wird nun erst am Ende der Umschaltbewegung der Kontakt 30 durch die am Magnetkern angebrachte Kontaktbrücke geschlossen, so daß nunmehr die Spule 31 und die Ventilspule 12 parallel geschaltet sind. Die Spule 12 ist nun auch .stromdurchflossen und öffnet das Ventil. Der ausschaltende Schalter unterbricht dann nacheinander in der bei Abb. 1 geschilderten Weise die Kontaktvorrichtungen 18 und 19, so daß die Spulen 12 und 31 stromlos werden. Nach völlig beendetem Ausschalten geht der Umschaltschieber 25 in seine Mittelstellung zurück. Bei ausgeschaltetem Schalter sind die Kontaktvorrichtungen 18 und 19 geöffnet. Zum Wiedereinschalten des Schalters wird die Kontaktvorrichtung 35 geschlossen. Bei geschlossener Kontaktvorrichtung

4.0 35 und geschlossener Kontaktvorrichtung 21, die vom Druckprüfer betätigt wird, ist die Spule 32 stromdurchflossen und bewegt den Umschaltschieber derart, daß nunmehr die Einschaltseite des Druckgasschalters an die Druckgaszuleitung angeschlossen ist. Am Ende dieser Umschaltbewegung werden die Kontakte 33 und 34 geschlossen. Dadurch wird die Ventilspule 12 parallel zur Spule 32 geschaltet, so daß die Ventilspule 12 strom-

go durchflossen ist und das Ventil öffnet. Der Schalter schaltet ein. Nach Beendigung der Einschaltbewegung bzw. nach dem Öffnen der Kontaktvorrichtung 35 geht das Umschaltventil wieder in die Mittellage und unterbricht hierbei den Stromkreis nach der Ventilspule 12. Das Ventil schließt, und der Steuerstromkreis ist zu einem erneuten Ausschalten bereit. Das Ausschalten durch das Überstromrelais bzw. durch die Kontaktvorrichtung 16 erfolgt in gleicher Weise, wie bei Abb. ι beschrieben. Um beim Einschalten auf Kurzschluß den Einschaltimpuls augenblicklich aufzuheben, kann man mit den Kontaktvorrichtungen 16 und 17 eine weitere Kontaktvorrichtung durch das Maximalrelais steuern, welche die Leitung 28 unterbricht. Dadurch wird die Spule 32 stromlos, während die Spule 31 stromdurchflossen ist. Das Umschaltventil 25 wird- also augenblicklich auf die Ausschaltseite umgesteuert und das Ventil 23 durch die Ventilspule 12 für die bei tiberstrom eingestellte Öffnungszeit geöffnet. Bei ungenügendem Druck in der Zuführungsleitung 24 ist sowohl der Ausschalt- als auch der Einschaltimpuls wirkungslos, da der Steuerstromkreis bei 21 unterbrochen ist. Das Ventil 23 bleibt also geschlossen, und der Schalter verbleibt in der Stellung, in der er sich befindet.

In Abb. 3 ist ein anderes Schema zur Betätigung des Druckgasventils und des Umschaltschiebers gezeichnet, bei dem die Anordnung ebenfalls so getroffen ist, daß die Ventilbetätigungsspule 12 erst nach dem erfolgten Umschalten durch das Umschaltventil stromdurchflossen ist. Der Hebel-37 des nicht gezeichneten Umschaltventils wird durch die Magnetspulen 3 χ und 32 bewegt. Die Kontaktvorrichtungen 40 und 41 werden vom Schaltstück am Ende des Hubes umgesteuert. Gezeichnet ist die eingeschaltete Schalterstellung. Zum-Ausschalten wird der Kontakt 50 durch einen Druckknopf oder das Maximalrelais geschlossen. Dadurch wird über die Kontaktvorrichtung 40 der Stromkreis der Spule 31 geschlossen. Diese steuert nunmehr bei ihrer Bewegung über den Hebel 37 das Umsteuerventil auf die Ausschaltseite und schließt am Ende der Umsteuerbewegung die Kontakte 30. Dadurch wird der Stromkreis der Ventilbetätigungsspule 12 geschlossen. Das Ventil öffnet, und der Schalter schaltet aus. Am Ende der Ausschaltbewegung wird durch den ausschaltenden Schalter die Kontaktvorrichtung 40 geöffnet und die Kontaktvorrichtung 41 geschlossen. Die Ventilspule 12 und die Magnetspule 31 werden stromlos. Das Ventil schließt, und das Umsteuerventil kehrt in die Mittellage zurück. Soll der Schalter eingeschaltet werden, so werden die Kontakte 51 durch einen Druckknopf oder einen Betätigungsschalter geschlossen, und die Spule 32 ist stromdurchflossen. Dadurch wird das Umsteuerventil über den Hebel 37 auf die Einschaltseite des Schalters umgesteuert und 1x5 am Ende der Umsteuerbewegung die Kontakte 33 geschlossen. Dadurch wird die Ventilspule 12 stromdurchflossen und öffnet das Ventil. Am Ende der Einschaltbewegung werden die Kontaktvorrichtungen 40 und 41 wieder in die gezeichnete Lage umgesteuert und dadurch der Stromkreis der Spule 32

und der Ventilspule 12 unterbrochen. Das Ventil schließt, und das Umsteuerventil kehrt in die Mittellage zurück.

Die in Abb. 3 beschriebene Steuerung des Umschaltventils kann mit der Ventilsteuerung nach Abb. 1 sinngemäß vereinigt werden.

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   to i. Schalter mit Lichtbogenlöschung

   durch strömendes Druckgas und einem die Blasung steuernden Ventil nach Patent 559 896, dadurch gekennzeichnet, daß für das Blasventil zwei verschiedene, einstellbare Öffnungszeiten vorgesehen sind, wobei die kürzere Öffnungszeit durch die willkürliche Ausschaltung des Druckgasschalters und die längere Öffnungszeit durch ein Überstromrelais gesteuert wird.
2. 2. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungsdauer des Ventils von zwei verschieden eingestellten Zeitelementen überwacht ist, die beide beim öffnen des Ventils eingeschaltet werden, wobei jedoch das auf die kürzere Öffnungszeit eingestellte Element unwirksam gemacht wird, wenn der Schalter durch Überstrom ausgelöst wird.
3. 3. Steuerung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei elektrischer Betätigung des Ventils die beiden Zeitelemente je eine im Steuerstromkreis hintereinanderliegende Kontaktvorrichtung (18 bzw. 19) betätigen, von denen die früher öffnende (18) einen Überbrükkungskontakt (17) besitzt, der beim Ansprechen der Überstromauslösevorrichtung selbsttätig geschlossen wird.
4. 4. Steuerung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Überbrückungskontakt (17) mit dem die Ventilöffnung bei Überstrom steuernden Kontakt (16) mechanisch gekuppelt ist.
5. 5. Steuerung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalterantrieb selbst als Zeitelement dient, indem die das Schließen des Ventils steuernden beiden Kontaktvorrichtungen oder eine von ihnen in Abhängigkeit vom Maximalrelais und vom Schaltweg durch den Antrieb gesteuert werden.
6. 6. Steuerung nach Anspruch 1 bis 5 für Schalter, bei denen das Blasventil zugleich als Ein- und Ausschaltventil dient und der Gas weg je nach der Schalterstellung auf Aus- oder Einschaltung umgesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktvorrichtungen des Steuerstromkreises der Ventilspule mit den zur Umschaltung des Gasweges dienenden Kontaktvorrichtungen derart vereinigt sind, daß erst nach vollständiger Umsteuerung des Gasweges die Ventilbetätigungsspule erregt wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen