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Schaltgerät mit eingebautem Strombegrenzungswiderstand Es ist bekannt,
in Netzabschnitten, in denen die im Kurzschlußfalle auftretende Leistung die Kurzschlußfestigkeit
der installierten Schaltgeräte übersteigt, Drosselspulen oder feste Begrenzungswiderstände
den Schaltgeräten vorzuschalten.
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Der Einbau von Drosselspulen bringt den Nachteil mit sich, daß hierdurch
der Leistungsfaktor erheblich verschlechtert und damit, besonders bei Kurzschluß,
der Schaltvorgang am Schaltgerät trotz Herabsetzung des Stromes erschwert wird.
Feste Begrenzungswiderstände sind wegen des zu großen Wattverlustes für Dauerströme
von ro Amp. an unwirtschaftlich.
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Die bekanntgewordenen Begrenzungswiderstände und Drosselspulen, bei
denen zur Vermeidung eines unerwünscht hohen Wattverlustes bzw. Spannungsabfalles
während des normalen Betriebes der Widerstand kurzgeschlossen bzw. die Induktivität
geschwächt ist . und die erst bei Auftreten eines Kurzschlusses wirksam gemacht
werden, erfordern infolge der notwendigen zusätzlichen Einrichtungen einen unzulässig
großen Kostenaufwand. Ferner wirken naturgemäß diese Einrichtungen nicht momentan
stromvermindernd, sondern benötigen eine gewisse Zeit dazu, bis sie voll in Wirksamkeit
getreten sind. Es wird daher im Kurzschlußfall der Kurzschlußstrom zunächst diejenige
Höhe erreichen, die sich aus der treibenden Spannung und der Impedanz im Kurzschlußstromkreis
ergibt. Erst nach einer gewissen Zeit wird er durch die Wirkung der Begrenzungseinrichtung
auf das gewünschte Maß herabgemindert werden.
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Diese Tatsache ist, vorausgesetzt, daß die erwünschte Herabminderung
des Stromes noch vor Öffnung der Schalterkontakte erreicht wird, belanglos, , wenn
der Kurzschluß bei eingeschaltetem Schalter auftritt, da in diesem Falle durch Wahl
eines genügend starken Kontaktenddruckes und vieler Stromübergangsstellen eine Kontaktabhebung
und damit V erschweißung der Schalterkontakte leicht vermieden werden kann. Dagegen
wird bei Draufschalten auf einen bestehenden Kurzschluß, wobei die Schalterkontakte
bei verhältnismäßig geringem Kontaktdruck (Vorspannung) und Berührung in nur einem
Punkt vom vollen Kurzschlußstrom durchflossen werden, diese Verzögerung der Begrenzung
des Kurzschlußstromes zur Kontaktabhebung und damit Verschweißung der Kontakte führen.
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Diese Nachteile sind bereits teilweise dadurch vermieden worden, daß
man Begrenzungswiderstände, die einen Teil der Schalterkontakte bilden, mit dem
Schaltgerät zusammengebaut hat. Die Erfindung bezieht sich auf ein derartiges Schaltgerät,
besitzt aber gegenüber den bekannten ähnlichen Vorrichtungen den Vorteil, daß die
Zu- und Abschaltung des Widerstandes ohne Verwendung von Schleifkontakten, also
unter Vermeidung jeglicher Funkenbildung, kontinuierlich erfolgt. Erfindungsgemäß
ist der
Begrenzungswiderstand zwischen einem festen Teil, z. B.
der Anschlußschiene, und einem beweglichen Teil des bei der Schaltbewegung feststehenden
Schaltkontaktes so angeordnet, daß er bei geschlossenem Schaltgerät durch Aufeinanderpressen
des beweglichen Teiles gegen den festen Teil infolge des Kontaktdruckes kurzgeschlossen
wird. Hierbei besteht der Begrenzungswiderstand aus einem spiralenförmig gewickelten
Metallband von hohem spezifischem Widerstand, das durch axiales Auseinanderziehen
seiner Windungen kontinuierlich zunehmend in den Stromkreis eingeschaltet wird.
Ein derartiger Begrenzungswiderstand'in Form einer Archimedschen Spirale ist in
Abb. i der Zeichnung dargestellt.
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In Abb. 2 und 3 der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
dargestellt, und zwar zeigt Abb. 2 das Schaltgerät in dem Zustand der ersten Berührung
der Schalterkontakte beim Einschalten bzw. vor Öffnung der Schalterkontakte beim
Ausschalten. Abb. 3 zeigt die Schalterkontakte mit dem Begrenzungswiderstand im
eingeschalteten, verklinkten Zustand des Schaltgerätes. Der entsprechend Abb. i
hergestellte Begrenzungswiderstand i ist zwischen der Ableitungsschiene 3 und dem
Kontaktstück 2 derart angeordnet, daß der Anfang der größtenWindungmit derAbleitungsschiene3und
das Ende der kleinsten Windung mit dem Kontaktstück 2 leitend verbunden ist. Das
Kontaktstück 2 wird durch den isolierten Bolzen 4, auf den die Feder 5 aufgebracht
ist, in der Grundplatte geführt und in der gezeichneten Stellung festgehalten. Mit
6 ist das auswechselbare Kontaktstück bezeichnet, das auf den beweglichen Kontakthebel
,7 aufgeschraubt ist. Vom Kontakthebel 7 wird der Strom über die flexible Verbindung
8 nach der Anschlußschieneg abgeleitet. Die Bewegungsübertragung von der durch den
Handgriff 13 bewegten Schaltwelle 12 auf den Kontakthebel 7 erfolgt mittels des
Schraubenbolzens io, auf den zur Erzeugung des Kontaktdruckes die Feder ii aufgesetzt
ist. Zur Vermeidung von Polfeuer oder Überschlag nach geerdeten Teilen ist die Unterbrechungsstrecke
durch einen Funkenkamin 14 abgedeckt.
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Bei geöffnetem Schalter wird die Widerstandsspirale z durch die Feder
5 auseinandergezogen, so daß sie mit ihrem vollen Ohmschen Widerstand im Stromkreis
liegt. Im Moment der Berührung der beiden Kontakte 2 und 6 beim Einschalten und
vor Öffnung der Kontakte 2 und 6 beim Ausschalten kann also nur ein Strom fließen,
der sich aus der treibenden Spannung und dem Widerstand der Widerstandsspirale i
ergibt. Durch entsprechende Bemessung des Widerstandes der Widerstandsspirale i
kann man diesen Strom auf ein solches Maß begrenzen, daß ein Verschweißen der SchaIterkontakte
sowie eine Überschreitung der zulässigen Schaltleistung ausgeschlossen ist.
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Der Kontakthebel 7 nähert sich beim Einschalten mit seinem Kontaktstück
2 immer mehr der Ableitungsschiene 3, bis endlich sämtliche Windungen der Widerstandsspirale
= mit ihren Stirnflächen die Stromleitung zwischen dem Kontaktstück 2 und der Ableitungsschiene3
bewirken. Die Übergangswiderstände an den einzelnen Windungen sind bei der erfindungsgemäßen
Anordnung der Widerstandsspirale einander parallel geschaltet, so daß, wie Versuche
gezeigt haben, nur ein geringer Spannungsabfall und damit Wattverlust bei Dauerbelastung
mit dem Nennstrom des Schalters entsteht. Die Verklinkung des Kontakthebels 7 erfolgt,
wenn die Feder ii so weit zusammengedrückt ist, daß der erforderliche Kontaktdruck
an den Kontakten?, und 6 auftritt.