DE613956C

DE613956C - Herstellung eines thermischen Abbildes eines elektrischen Geraetes durch einen das Geraet vor UEberlastung schuetzenden und von der Geraetetemperatur unbeeinflussten Waermeausloeser

Info

Publication number: DE613956C
Application number: DE1930613956D
Authority: DE
Inventors: Georg Schoen
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Priority date: 1930-05-28
Filing date: 1930-05-28
Publication date: 1935-05-29

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 29. MAI 1935

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21c GRUPPE

21 C S 220.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 28. Mai 1930 ab

Es ist bekannt, elektrische Geräte gegen schädliche Erwärmung bei Überstrom durch thermische Überwachungsorgane, Kontaktthermometer, Bimetallstreifen usw. zu schützen, die bei zu hoher Temperatur das Gerät abschalten.

Die Erwärmung der Uberwachungsorgane geschieht bei Anbau an das Gerät durch die Gerätetemperatur, sonst durch eine Heizwicklung. Bimetallstreifen werden auch häufig vom Heizstrom selbst durchflossen.

Bei Wärmeauslösern, die nicht von der Gerätetemperatur beeinflußt werden und im Nebenschluß zum Gerät liegen oder auch mit ihm in Reihe geschaltet sein können, besteht ein wesentlicher Nachteil darin, daß sie kein genaues thermisches Abbild des zu überwachenden Gerätes darstellen. Stellt man beispielsweise einen Wärmeauslöser so ein, daß das vom Grenzstrom durchflossen Gerät nach einer gewissen Zeit bei Erreichen der Grenztemperatur abgeschaltet wird, so erwärmt sich bei höheren Strömen als dem Grenzstrom der Auslöser infolge seiner geringeren Masse zu schnell und schaltet früher ab, als das Gerät die Temperatur angenommen hat, die erst das Abschalten erforderlich macht. Ist dagegen der Auslöser so eingestellt, daß bei höheren Überströmen seine Auslösezeit mit der Zeit bis zum Erreichen der Gerätegrenztemperatur zusammenfällt, dann erfolgt bei geringeren Überströmen das Abschalten des Gerätes zu spät oder überhaupt nicht mehr. Infolgedessen wird das Gerät zu stark erwärmt und kann zerstört werden.

Diese Verhältnisse sind in Abb. 1 dargestellt. Die Kurve α bedeutet die Stromzeitcharakteristik des Gerätes, die Kurve b die Stromzeitcharakteristik des Wärmeauslösers. In Punkt 1, in dem sich beide Kurven schneiden, ist bei etwa sechsfachem Grenzstrom das Gerät durch den Auslöser gut geschützt. Dagegen spricht der Auslöser bis zu etwa dreifachem Grenzstrom erst geraume Zeit später an, als zur Abschaltung des Gerätes bei Erreichen der Grenztemperatur erforderlich ist. Unter dem dreifachen Grenzstrom wird bei nahezu asymptotischem Verlauf der Kurve b zur Abszisse die Zeit bis zum Abschalten unendlich groß.

Nach der Erfindung werden diese Mängel dadurch beseitigt, daß der von der Wärme des zu schützenden Gerätes unbeeinflußte und auf ein Vielfaches des Grenzstromes eingestellte Wärmeauslöser mit einer besonderen Zusatzheizung versehen wird, die bei kleinen Überströmen die Abschaltzeit entsprechend der Stromzeitkurve des Gerätes verkürzt.

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Georg Schoen in Berlin-Siemensstadt.

In den Abb. 2 und 3 sind Ausführungsbeispiele nach der Erfindung für eine derartige Zusatzheizung dargestellt.

In Abb. 2 bezeichnet 4 das Gerät, das durch den Wärmeauslöser 5 vor schädlicher Erwärmung geschützt wird. Der Auslöser 5 besteht aus einem Bimetallstreifen 6 mit einer ihn umgebenden Heizwicklung 7. BeimDurchbiegen schließt der Bimetallstreifen einen to Steuerstromkreis 8 zur Betätigung eines nicht gezeichneten Abschaltrelais. Außer der Heizwicklung 7 ist noch eine Zusatzheizung 9 vorgesehen, die auf den Bimetallstreifen 6 einwirkt. Die Zusatzheizung 9 liegt in Reihe mit der Heizwicklung 7 im Nebenschluß zum Gerät 4. Sie kann aber auch an einer fremden Stromquelle liegen und gleichzeitig mit dem Gerät ein- und ausgeschaltet werden. Die Zusatzheizung vermag die Auslösezeit des Auslösers bei hohem Überstrom, etwa dem sechsfachen Grenzstrom, für den der Auslöser nach der Abbildung eingestellt ist, nicht zu ändern. Denn die zusätzliche Wärme braucht zur Entstehung und zur Wanderung zum Bimetallstreifen eine gewisse Zeit. Der gemeinsame Punkt 1 der Kurven α und b in Abb. ι bleibt also erhalten. Je kleiner jedoch die Überströme werden, desto mehr wird mit zunehmender Belastungszeit die Zusatzheizung auf den Bimetallstreifen zur Einwirkung kommen und infolgedessen eine schnellere Auslösung hervorrufen. Die Zusatzheizung läßt sich ohne weiteres so stark machen, daß die Kurve b mit der Kurve a in Abb. ι zusammenfällt, so daß der Auslöser ein genaues thermisches Abbild des zu überwachenden Gerätes darstellt und damit ein vollkommener Schutz des Gerätes erreicht wird.

Ändert sich der Strom im Gerät nicht proportional mit dem Strom im Nebenschlußkreis, so muß das Überwachungsorgan im Hauptstromkreis liegen. Hierzu eignen sich direkt oder indirekt beheizte Bimetallauslöser ähnlich Abb. 2 oder beispielsweise ein Auslöser nach Abb. 3.

In Abb. 3 liegt in Reihe mit dem Gerät 4 ein Ausdehnungsstab 10 aus Widerstandsmaterial. An dem Stab 10 ist mit einem bei Erwärmung sich nicht ausdehnenden Arm 11 ein doppelarmiger Hebel 12 mit ungleichen Armlängen drehbar angebracht. Wird der Stab 10 durch die Stromwärme verlängert, so wird durch den Anschlag 13 am Stab 10 dem Hebel 12 an dem kleinen Arm ein Ausschlag erteilt, der durch den längeren Arm so vergrößert wird, daß ein Steuerstromkreis¹8 zur Betätigung eines Abschaltrelais geschlossen wird. Eine Zusatzheizung wird bei dem Ausdehnungsstab dadurch erreicht, daß der Querschnitt des Stabes an einer Stelle, die von dem die Auslösung verursachenden Teil des Stabes weiter entfernt ist, in der Abb. 3 beispielsweise am rechten Ende, geschwächt ist. Die hier durch Widerstandserhöhung besonders stark auftretende Stromwärme teilt sich dem ganzen Stab nicht so schnell mit, daß sie bei hohem Überstrom die Auslösecharakteristik des Auslösers ändert und die Abschaltung des Gerätes zu früh erfolgt. Dagegen wird sie wirksam bei kleinen Überströmen und längeren Belastungszeiten und verkürzt die Abschaltzeit so, daß die Stromzeitkurven des Gerätes und des Auslösers zusammenfallen.

Claims

Patentanspruch:

Herstellung eines thermischen Abbildes eines elektrischen Gerätes durch einen das Gerät vor Überlastung schützenden und von der Gerätetemperatur unbeeinflußten Wärmeauslöser, dadurch gekennzeichnet, daß der auf hohen Überstrom eingestellte Auslöser mit einer Zusatzheizung versehen ist, die bei kleinen Überströmen die Abschaltzeit entsprechend der Stromzeitkurve des Gerätes verkürzt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen