DE593932C - Netzschutzrelais - Google Patents

Description

Bei Leitungsschutzrelais, bei denen die Auslösezeit von dem Größenverhältnis zwisehen Spannung und Strom abhängig ist, bereitet es Schwierigkeit, die Abschaltzeit auch dann dem genannten Verhältnis proportional zu machen, wenn die Ströme in den SysteiTLwicklungen in sehr weiten Grenzen schwanken, namentlich wenn der Fehlerstrom sehr großen Wert annimmt, weil dann infolge der Sättigungserscheinung die Erregung nicht mehr nach dem gleichen Gesetz wie bei kleineren Strömen der Stromstärke entsprechend anwächst. Die Wirkung der Eisensättigung ist die, daß gewissermaßen im Relais eine zu kleine Stromstärke vorgetäuscht wird, wodurch natürlich auch die Abschaltzeit des Relais falsch wird.

Zur Beseitigung dieses Mangels wird gemäß der Erfindung bei einem Leitungsschutzrelais, bei dem ein Laufkontakt auf einen in Abhängigkeit vom Leitungswiderstand eingestellten Gegenkontakt zubewegt wird, die Einstellung dieses Gegenkontaktes auch noch der Einwirkung eines besonderen vom Strom hervorgerufenen Zusatzmomentes unterworfen. Die Größe des Zusatzmomentes ändert sich mit der Stromstärke, und zwar derart, daß durch das Zusatzmoment die Einwirkung der Sättigung auf die Stromkraft kompensiert wird. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß auf der Welle des Zeitrelais ein sichelförmiges Eisenblech befestigt wird, das sich in einer vom Strom durchflossenen Spule bewegt und je nach seiner Stellung ein größeres oder kleineres Zusatzmoment liefert. Wenn die Kraft des Zeitrelais sehr groß wird, können die Relaiskontakte aber so fest aufeinanderprallen, daß. sie zurückschnellend sich wieder öffnen. Darum wird der Relaiskontakt nach der ersten Berührung der Kontaktteile durch ein zuverlässig schließendes zweites Kontaktpaar überbrückt. Zu dem Zweck kann ein sehr schnell anspringendes Hilfsrelais vorgesehen werden. Es kann aber auch, wenn dem Zeitrelais ein Energierichtungsrelais beigegeben ist, der Hilfsmagnet des Richtungsrelais, welcher die Kontakte des Richtungsrelais schließt und von den Kontakten des Zeitrelais gesteuert wird, den Überbrückungskontakt betätigen. Zu dem Zweck schließt sich beispielsweise der Hilfsmagnet des Energierichtungsrelais bei der ersten Berührung der Zeitrelaiskontakte in einen Haltestromkreis, der so lange geschlossen bleibt, als der Fehler-Strom besteht, und so lange auch die Zeitrelaiskontakte überbrückt hält.

Der Spannungskreis eines Relais ist, wo es möglich ist, im allgemeinen nur für kurzzeitige Belastungen mit der vollen Spannung bemessen und wird durch ein Anregüngsrelais erst bei Auftreten, eines Fehlers eingeschaltet. Andererseits wirkt bei einem von Strom und Spannung abhängigen Relais, z. B. bei einem Widerstandsrelais, der Strom dauernd auf das Meß system des Relais ein. Infolgedessen befindet sich das Relaissystem eines Widerstandsrelais, solange die Leitung in

ordnungsmäßigem Zustand ist. dauernd in derjenigen Stellung, die dem Leitungswiderstand Null entspricht. Es ist daher dem Relais nicht anzusehen, ob es arbeitsfähig ist, d. h. ob im Falle des Ansprechens des Anregungsrelais auch die Spannung das Relais beeinflussen kann. Um jederzeit eine Prüfung der Arbeitsbereitschaft des Relais zu ermöglichen, ist das Relais mit einem von

ίο Hand zu betätigenden Schalter oder mit einer Prüftaste ausgerüstet, durch welche der Stromkreis für die Spannungskraft versuchsweise geschlossen werden kann. Durch Einschaltung eines Widerstandes in den von Hand geschlossenen Stromkreis des Spannungssystems kann dafür gesorgt werden, daß auch bei voller Netzspannung keine Überlastung des Spannungssystems eintreten kann; andererseits nimmt das Meßsystem dann eine solche Stellung ein, daß eine auf ihm angebrachte Marke innerhalb eines bestimmten Bereiches sichtbar wird. Die Stromspule wird während der Prüfung nicht abgeschaltet oder kurzgeschlossen.

Ein Ausführungsbeispiel des genannten Relais ist in den Abbildungen dargestellt.

In Abb. r bedeutet B eine Ferrarisscheibe, auf welche durch einen Triebkern d die Spannung und durch einen Triebkern c der Strom des Netzes entgegengesetzte Drehmomente auszuüben vermögen. Die Ferrarisscheibe trägt einen Kontakt e, auf den ein Lauf kontakt k bei Eintritt eines Leitungsfehlers mit gleichmäßiger Geschwindigkeit zubewegt wird. Die Laufzeit des Relais ist proportional dem Wege, den der Laufkontakt k zurücklegen muß, bis er auf seinen Gegenkontakt e trifft. Der Laufkontakt k befindet sich im allgemeinen in der gezeichneten Ruhestellung. Erst wenn bei Überstrom ein Überstromanregungsrelais A angesprochen hat, wird am Kontakte der Stromkreis eines kräftigen Magneten C geschlossen, der unter anderen Wirkungen auch die Wirkung ausübt, daß er vermittels eines doppelarmigen Hebels g eine Feder m spannt, die über ein Zahnradvorgelege den Laufkontakt Ji in Bewegung setzt. Sobald der Überstrom aufhört, fällt der Anker des Überstromanregungsrelais A ab und unterbricht die Erregung des Magneten C. Die Feder m wird dann zusammengedrückt und dreht den Laufkontakt k in seine Anfangslage zurück. Gegebenenfalls kann auch, wie in der Zeichnung angedeutet, das Verbindungsgestänge zwischen dem doppelarmigen Hebel g und dem Zahnradvorgelege des Laufkontaktes k so ausgebildet sein, daß im zusammengedrückten Zustand der Feder m sich zwei Stabenden berühren und bei Aberregung des Relais C das Vorgelege des Laufkontaktes k zurückdrehen.

Bei Erregung des Magneten C wird die Spule auf dem Spannungstriebkern d eingeschaltet, so daß sie jetzt von den Klemmen 3 und 4 über die geschlossenen Kontaktei an= die Netzspannung gelegt ist. Entsprechend dem Verhältnis von Strom und Spannung stellt sich die Ferraris scheibe B ein. Auf der Welle, welche diese Ferrarisscheibe trägt, sitzt auch ein sichelförmiges Eisenblech n, welches in eine vom Strom erregte Spule ν eintaucht und ein zusätzliches Drehmoment in Richtung der Stromkraft erzeugt. Ist der Leitungsstrom m sehr stark, so wird die Ferrarisscheibe B so weit nach links verdreht, daß das breitere Ende des sichelförmigen Eisenbleches η in die Magnetisierungsspule ν eintaucht. Das Zusatzdrehmoment, welches von diesem sichelförmigen Blech auf die Welle des Relaissystems übertragen wird, ist um so größer, je weiter die Ferrarisscheibe B nach links verdreht wird, d. h. je höher der Überstrom ist. Durch die Formung des Bleches η läßt sich die Einbuße an Stromkraft, welche als Folge der Sättigung des Triebkernes c unvermeidlich ist, kompensieren. Man kann, wie dargestellt, dem sichelförmigen Eisenblech an seinem breiteren Ende einen besonderen Wulst geben, der die Wirkung hat, daß die Ferrarisscheibe B eine sichere Nullage besitzt.

Wenn der Lauf kontakt Ji auf den Gegenkontakt e auftrifft, so wird, wie aus der Schaltskizze in Abb. 2 hervorgeht, der Gleichstrommagnet t des Energierichtungsrelais betätigt, der beim Energierichtungsrelais die Schließung der Auslösekontakte zu bewirken hat. Der Stromkreis verläuft gemäß Abb. 2 von der Minusklemme der Gleichstrombatterie über die Anschlußklemme 7 des Widerstandszeitrelais, über das vom Magneten C geschlossene Kontaktpaar I₁ über den Laufkontakt Ji₃ seinen Gegenkontakt e, die Relaisklemme 9 des Widerstandszeitrelais, die Relaisklemme 14 des Energie- richtungsrelais durch die Wicklung des Gleichstrommagneten t des Energierichtungsrelais und über die Anschlußklemme 13 dieses Relais zurück zum -)--Pol der Gleichstromquelle. Der Gleichstrommagnet t des Energierichtungsrelais soll, wie schon gesagt, die Auslösekontakte des Energierichtungsrelais mit gutem Kontaktdruck schließen. Im Schema (Abb. 2) sind von den Energierichtungsrelais die drei wattmetrischen Systeme und ein nach zwei Seiten beweglicher Anker p mit einem isolierenden Ouerstückr dargestellt. Das isolierende Ouerstück r legt sich je nach der gemessenen Energierichtung über den Kontakt ^₁ oder S₂-Wenn der Gleichstrommagnet t anspricht, schließt er durch seinen Anker u denjenigen

der Kontakte J₁, J₂, der freisteht, an die Anschlußklemme 17 und somit an die Ortsbatterie an. Der von dem Kontakt J₁ ausgehende Stromkreis führt über die Kontaktklemme 16 zur Auslösespule Sp eines Leitungsschalters. Der Stromkreis, der vom Kontakt J₂ ausgeht, ist nicht dargestellt.

Dec Gleichstrommagnet t schließt bei seiner Erregung für sich auch einen Haltestromkreis, indem er die Anschlußklemmen 14 und 15 des Energierichtungsrelais kurzschließt. Die Klemmen 14 und 15 sind leitend verbunden >mit den Klemmen 8 und 9 des Widerstandszeitrelais, so daß also der Magnet t bei seinem Ansprechen die Kontakte k und e des Zeitrelais überbrückt. Ein Haltestromkreis für den Magneten t wird über die Kontakte I so lange aufrechterhalten, als der Magnet C erregt ist, d.h. so lange, als das Anregungsrelais A Überstrom feststellt.

Eine Prüftaste U gibt die Möglichkeit, die Wicklung des Spannungskernes d von Hand einzuschalten, um den Betriebszustand dieser Wicklung überwachen zu können. Zum Schutz für die Wicklung und um das Relaissystem auf eine ungefähr bestimmte Winkellage einzustellen, ist in dem über die Prüftaste U geführten Stromkreis des Spannungssystems ein passend bemessener Wider- stand W eingeschaltet. Wenn die Wicklung des Spannungskernes d in gutem Zustand ist, stellt sich die Ferrarisscheibe B so ein, daß -eine Marke y, die beispielsweise aus einem roten Farbstrich besteht, gegenüber einer am Gehäuse oder an der Grundplatte des Systems angebrachten festen Marke χ erscheint.

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   i. Netzschutzrelais mit vom Leitungswiderstand abhängiger Auslösezeit, bei dem die Auslösezeit des Relais von der Einstellung eines einem gleichmäßig bewegten Kontakt gegenüberstehenden Gegenkontaktes abhängt, der von der Stärke eines von der Spannung und eines vom Strom hervorgebrachten magnetischen Kraftflusses beeinflußt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenkontakt auch noch von einer zweiten vom Strom erzeugten Kraft beeinflußt wird, .welche die Wirkung der magnetischen Sättigung auf den vom Strom hervorgerufenen Kraftfluß kompensiert.
2. 2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß seine Kontakte sofort nach ihrer ersten Berührung durch ein elektromagnetisch gesteuertes Hilfskontaktpaar überbrückt werden.
3. 3. Relais nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfskontakte zur Überbrückung der Relaisarbeitskontakte von einem Magneten geschlossen werden, der zugleich auch Kontakte weiterer Relais, beispielsweise eines 6g Energierichtungsrelais, steuert und seinerseits von dem Ansprechen des Anregerrelais für das Zeitrelais abhängig ist.
4. 4. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannungssystem des Zeitrelais außer von dem Anregungsrelais auch von Hand eingeschaltet werden kann, wobei ein Vorschaltwiderstand solcher Größe in den Spannungskreis eingeschaltet wird, daß das bewegliche Relaissystem infolgedessen eine bestimmte, gegebenenfalls markierte Stellung einnimmt.
5. 5. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein in eine vom Strom erregte Spule eintauchender magnetisierbarer Körper vorzugsweise verschiedenen Querschnitts auf die Welle des Relais ein Zusatzdrehmoment ausübt, dessen Stärke von der Einstellung des Relais abhängig ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen