DE614186C - Einrichtung zum Schutze von genullten Drehstromnetzen - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
3. JUNI 1935

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21c GRUPPE 6870

Einrichtung zum Schütze von genullten Drehstromnetzen

Patentiert im Deutschen Reiche vom 5. April 1933 ab

In Drehstromnetzen, in denen der Nullleiter einen Schutz gegen zu hohe Berührungsspannung von Apparateteilen gewähren soll, darf ein im Nulleiter fließender Strom eine bestimmte Größe nicht überschreiten, da andernfalls der Nulleiter selbst entsprechend dem in ihm auftretenden Spannungsabfall eine unzulässige Spannung erreicht, so daß die Schutzwirkung aufgehoben wird.

Für derartige Drehstromnetze besteht in Deutschland die Vorschrift, daß bei Kurzschluß zwischen einem Phasenleiter und dem Nulleiter der Nennstrom der vorgeschalteten Sicherung höchstens den ¹Z₂₁₅ Teil des zulässigen Nulleiterstromes betragen darf. Mit den üblichen Schmelzsicherungen, die in den Phasenleitern liegen, läßt sich ein Schutz gegen unzulässige Berührungsspannungen dann aber nicht erzielen, da der Strom im

so Nulleiter bereits dann den kritischen Wert erreicht, wenn die Ströme in den Phasenleitern noch weit unter der geringsten Auslöseendstromstärke der Sicherungen, die durch die wirtschaftliche Ausnutzbarkeit der Phasenleiter gegeben ist, liegt.

Man hat, um die geschilderte Bedingung zu erfüllen, besondere Schalter vorgesehen, die durch einen im Nulleiter liegenden Auslöser gesteuert werden und nur beim Überschreiten eines bestimmten Nulleiterstromes die Phasenleiter abschalten. Dieser Schalter braucht nur für eine verhältnismäßig geringe Abschaltleistung bemessen zu sein, da bei Kurzschlüssen in den Phasenleitern die in Reihe mit seinen Kontakten liegenden Sicherungen zum Ansprechen kommen.

Zur Auslösung der Schalter benutzt man mit Vorteil Zeitauslöser, und zwar insbesondere Wärmeauslöser. Die geringste Auslöseendstromstärke dieser Wärmeauslöser muß immer, häufig sogar erheblich, tiefer liegen als die geringste Auslöseendstromstärke der Schmelzsicherungen. Bis zur Öffnung des durch den Wärmeauslöser gesteuerten Schalters sind die Wärmeauslöser daher dem Nullleiterstrom ausgesetzt. Liegt der Kurzschluß zwischen Nulleiter und Phasenleiter nahe dem Auslöser, so kann der Nulleiterstrom erhebliche Werte erreichen, so daß der Auslöser gefährdet ist.

Als Folge dieser Erscheinungen ergab sich, daß man. bei der Bemessung der Sicherungen auf die Bemessung des Wärmeauslösers Rücksicht nehmen mußte, also als geringste Auslöseendstromstärke der Sicherungen einen Strom wählte, den die Wärmeauslöser ohne Schaden kurzzeitig vertragen konnten, etwa den 5- bis 7fachen des geringsten Auslöse-

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

Dr. Albert Müller in Berlin-Siemensstadt.

endstromes. Bei einem zu hohen Nennstrom der Schmelzsicherungen bestand ferner die Gefahr, daß der Schalter vor Durchschmelzen der Sicherung ansprach und dann unter Umständen zerstört wurde.

Gemäß der Erfindung werden diese Nachteile dadurch beseitigt, daß oberhalb eines gewissen Nulleiterstromes der durch den Wärmeauslöser fließende Strom selbsttätig ίο herabgesetzt wird.

In der Figur ist ein ' Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

Die Phasenleiter i, 2, 3 und der Nulleiter 4 sind an den Transformator 5 angeschlossen. In den Phasenleitern liegen die Kontakte des Schalters 6 sowie die Schmelzsicherungen 7. Im Nulleiter liegt der als Bimetallstreifen ausgebildete Wärmeauslöser 8, der bei einem bestimmten Nulleiterstrom die öffnung des Schalters 6 herbeiführt. In Reihe mit dem Wärmeauslöser 8 liegt erfindungsgemäß die Wicklung 9 des Überbrückungsrelais 10, dessen Kontakte 11 bei einem bestimmten einstellbaren Überstrom im Nulleiter den Wärmeauslöser 8 und einen Teil der Relaiswicklung 9 überbrücken.

In Fig. 2 ist die Charakteristik des Wärmeauslösers und der Sicherungen mit und ohne Verwendung des Relais 9 dargestellt. In der Figur ist die Auslösezeit abhängig vom Kurzschlußstrom aufgetragen, und zwar sowohl für die Sicherungen 7 (Kurve S) als auch für den WärmeauslöserS (Kurve W).

Der Kurzschlußstrom ist als Vielfaches des geringsten Auslöseendstromes des Wärmeauslösers 8 aufgetragen. Bei den dargestellten Kurven muß· der Bimetallauslöser kurzzeitig ein den 7fachen Wert weit übersteigendes Vielfaches des geringsten Auslöseendstromes aushalten. Die wirtschaftlich ausführbaren Typen der Wärmeauslöser vertragen dies nicht. Man müßte dann die Sicherung für eine niedrigere Auslöseendstromstärke wählen und würde damit die Ausnutzbarkeit der Leitungen 1, 2, 3 herabsetzen. Durch das in Fig. 1 vorgesehene Überbrückungsrelais 10 wird z. B. beim vierfachen Nennstrom der Wärmeauslöser' 8 überbrückt. Das Erreichen gefährlicher Stromstärken im Bimetallauslöser wird damit vermieden; denn beim etwa 7fachen Wert des Auslöseendstromes schneiden sich die Kurven 6" und W. Unterhalb der Ansprechstromstärke des Überbrückungsrelais arbeitet der Bimetallauslöser mit unveränderlicher Empfindlichkeit, also bei großen Stromstärken mit sehr kurzer Auslösezeit.

Die Auslösestromstärke, bei der die Überbrückung des Relais 8 eintritt, kann man bei der Ausführung nach der Figur dadurch beeinflussen, daß man das Relais 10 mit einer einstellbaren Rückzugfeder versieht. Durch Anzapfungen an der Wicklung 9, an denen einer der Kontakte 11 angeschlossen ist, kann man den Strom verändern, der entsprechend dem Übergangswiderstand nach Schließung der Kontakte 11 noch durch den Wärmeauslöser 8 fließt. Der mit dem Wärmeauslöser 8 innerhalb der Stromverzweigung in Reihe liegende Teil der Wicklung 9 wirkt für den nach Schließung der.Kontakte 11 eintretenden Betriebszustand wie eine regelbare Impedanz, mit deren Hilfe die Stromverteilung eingestellt werden kann.

Sind die Anzapfungen der Wicklung 9 derart eingestellt, daß nach dem Ansprechen des Überbrückungsrelais durch den Bimetallauslöser nur ein geringer Anteil des Nulleiterstromes fließt, so wird der Bimetallauslöser wirksam geschützt. Man kann daher Sieherungen.mit hoher Auslöseendstromstärke verwenden und die Phasenleiter gut ausnutzen. Andererseits kann es von Vorteil ■ sein, wenn auch nach dem Ansprechen des Überbrückungsrelais durch den Bimetallauslöser noch ein größerer Anteil des Nulleiterstromes fließt, die Anzapfungen an der Wicklung 9 also so gewählt sind, daß zu dem Kontakt des Überbrückungsrelais nur ein geringer Teil seiner Wicklung parallel geschaltet wird. Der nach dem Ansprechen des Überbrückungsrelais durch den Bimetallauslöser fließende höhere Strom hat dann nämlich zur Folge, daß auch die Auslösezeit geringer wird, der Nulleiter also bei Überströmen eine geringere Zeit unter der gefährlichen Berührungsspannung zu stehen braucht. Die jeweils günstigste Einstellung der Anzapfungen an den Wicklungen des Überbrückungsrelais wird man am besten von Fall zu Fall nach den Betriebserfordernissen bestimmen.

Wenn das Überbrückungsrelais, das nach der Erfindung vorgesehen ist, bei hohen Nullleiterströmen ein Abschmelzen der Sicherung vor der Auslösung des vom Bimetallauslöser gesteuerten Schalters hervorruft, so ist dies als weiterer Vorteil anzusehen, da es eine Schonung des aus wirtschaftlichen Gründen für hohe Abschaltleistungen nicht geeigneten Selbstschalters bedeutet.

Claims (3)

1. Patentan spköche:

   i. Einrichtung zum Schutz von genullten Drehstromnetzen mit Schmelzsicherungen und selbsttätigem Ausschalter, der durch einen im Nulleiter liegenden Zeitauslöser, insbesondere Wärmeauslöser, gesteuert, wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Überbrückungsrelais (9) vorgesehen ist, dessen Wicklung im Nulleiter liegt und das bei einer bestimmten Strömstärke den Wärmeauslöser (8) überbrückt.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Kontakte des Überbrückungsrelais (9) an einer zweckmäßig veränderlichen Anzapfung der Relaiswicklung angeschlossen ist.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch j. und 2, gekennzeichnet durch eine in Reihe mit dem Wärmeauslöser (8), aber zusammen mit dem Wärmeauslöser parallel zu den Kontakten des Überbrückungsrelais liegende regelbare Impedanz.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen