DE645404C - UEber einen Stromwandler gespeistes UEberstromzeitrelais - Google Patents

Description

Als Kurzschluß- und Überlastschutz elektrischer Anlagen sind Überstromzeitrelais für den Anschluß an die Sekundärklemmen eines Stromwandlers bekannt, bei denen sowohl die für das Ansprechen bei Überstrom als auch die für den Zeitablauf benötigte Energie von Sekundärstrom der Stromwandler geliefert wird. Diese Bauart hat gegenüber einer Anordnung mit getrenntem Stromansprechrelais, das beim Ansprechen eine Hilfsstromquelle für ein getrenntes Zeitrelais einschaltet, den Vorteil, ohne Hilfsstromquelle auszukommen. Diese bekannten Sekundärrelais besitzen häufig aber den Nachteil hohen Energie-Verbrauches, der ihren Anschluß an Durchführungsstromwandler und infolgedessen ihre Verwendung überhaupt ausschließt. Dieser Nachteil tritt besonders bei Relais mit stromunabhängiger Laufzeit auf, die bei Ferrarissystemen ζ. B. durch hohe Anfangssättigung erreicht wird.

Erfindungsgemäß läßt sich bei derartigen Relais der Energieverbrauch dadurch weitgehend verkleinern, daß die vom Stromwandler gespeiste Erregerspule des Ferrarissystems unmittelbar über wenigstens einen die Hilfsphase bildenden Kurzschlußring geschoben ist.

Die Anordnung mindestens eines Kurzschlußringes innerhalb der Erregerspule des Ferrarissystems hat bei Versuchen in dieser Richtung eine Energieersparnis von etwa 40 °/₀ ergeben. Dies ist erklärlich durch die dabei auftretende Verminderung der Streuung. Deshalb ist es auch bei Transformatoren günstiger, Primär- und Sekundärspulen konzentrisch ineinander anzuordnen als an axial gegeneinander verschobenen Stellen des Kerns.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel für die Erfindung veranschaulicht, und zwar zeigt Fig. 1 derselben das ganze Relais schematisch in perspektivischer Darstellung und Fig. 2 eine Einzelheit. Die Spule 2 des Relais ist an die Sekundärwicklung des Stromwandlers 1 angeschlossen. Sie umschließt den Kern 3, dessen Eisenkreis lediglich an der Stelle des Ferrarisläufers 4 durch ein Messingstück 5 unterbrochen ist. Zu beiden Seiten des Läufers 4 befinden sich auf den Kernenden die Kurzschlußwindungen 6 und 7, von denen die eine, 6, erfindungsgemäß innerhalb der Erregerspule 2 liegt.

Zur Ingangsetzung des Relais bei Überschreiten des eingestellten Ansprechstromes dient ein Hilfsanker 8, der im magnetischen Nebenschluß zum Magnetkreis 3 des Ferrarismotors 4, 6, 7 liegt und zur Verminderung der Streuung innerhalb des Fensters des Kernes 3 angeordnet ist. Der Hilfsanker 8 ist um die Achse 9 schwenkbar an einem festen Hilfskern 10 angebracht, der parallel zu dem Schenkel des Hauptkernes 3 im Inneren der Spule 2 angeordnet ist, und stützt sich nach dem Ansprechen auf einen Absatz 11 des außerhalb der Spule 2 liegenden Schenkels des Hauptkerns 3. In der Offenstellung wird er durch die Feder 12 gehalten.

Um die Zeitstreuung des Relaiszeitwerkes zu beseitigen, wird das Zeitwerk, das in an sich bekannter Weise erst beim Ansprechen des Relais eingerückt wird, mit dem bereits umlaufenden Läufer 4 gekuppelt. Zu diesem; Zweck ist der Läufer in einer Wippe 13 gelagert, die um die feste, etwa in der Mitte:'· der Läuferbreite angeordnete Achse 14 schwenkbar ist und mit ihrem unteren Ende 15 einen Stift 16 am Hilfsanker 8 gabelförmig umgreift. Auf der Welle 17 des Läufers 4 sitzen ein Zahnritzel 18 und eine Schnecke 19. Das Ritzel 18 greift in der Ruhestellung des Relais in das Zahnrad 20 ein, das auf der Achse 21 eines Meßinstrumentes sitzt, dessen Zeiger 22 entgegen der Kraft einer Feder 23 auf einer festen Skala 24 den Strom auf der Primär- oder Sekundärseite des Wandlers 1 anzeigt. In der Arbeitsstellung ist durch Anziehen des Hilfsankers 8 die Wippe 13 umgelegt worden; das Ritzel 18 ist außer Eingriff mit dem Zahnrad 20 gekommen, während die Schnecke 19 in das Schneckenrad 25 des Zeitwerkes eingreift. Dieses wird dadurch um seine Achse 26 in der Pfeilrichtung gedreht, bis der auf ihm befestigte Stift 2~, der in der Ruhestellung, gezogen von der schwachen Rückstellfeder 28, an dem festen, aber einstellbaren Anschlaghebel 29 angelegen hatte, auf den Kopf des Auslösestiftes 30 trifft. Dieser ruht mit seinem unteren Ende auf einem Ansatz 31 der Zunge 32, die das bewegliche Organ der Auslösekontaktvorrichtung bildet. Die Zunge ^2 wird dabei mit dem festen Kontaktorgan ^o in Berührung gebracht, was den Stromkreis der Auslösespule 34 des Hauptschalters 53 schließt bzw. bei Ruhestromauslösung öffnet. Die Kontaktvorrichtung 31, 32, ^t, ist auf der Vorderseite der Klemmenplatte 35 des Relais befestigt, die ihrerseits auf einer Stirnseite des Relaiskerns 3 angebracht ist. Der Ansatz 31 der Kontaktzunge 32 ragt in eine Aussparung 36 der Platte 35 hinein, während der Auslösestift 30 in einer senkrecht dazu angeordneten Bohrung 37 der Platte 35 geführt ist.

Der Anschlaghebel 29, der von der Achse 26 der Zeitwerksscheibe 25 lose durchsetzt wird, ist, wie erwähnt, einstellbar am Relaisgestell befestigt und dient zur Einstellung der Auslösezeit; zu diesem Zweck ist er mit einer Zeigerspitze versehen, die der Zeitskala 38 entlang verschoben werden kann.

Die Erregerspule 2 des Relais besteht aus zwei Wicklungen, deren Enden an vier Klemmen 39, 40, 41, 42 geführt sind. Eine weitere Klemme 43 dient zum Anschluß des einen Endes der Sekundärwicklung des Stromwandlers 1, deren anderes Ende an die Klemme 39 geführt ist. Die Laschen 44, 45 und 46 dienen zur Ausführung verschiedener Schaltungen. Die Schaltung, die in der Zeichnung dargestellt ist, bewirkt die Parallel-,schaltung der beiden Spulen. Legt man die ,.:!«aschen 44 und 45 zwischen die Klemmen 40 >oind 41, so sind die beiden Spulen in Reihe geschaltet, öffnet man die Lasche 46, so ist der Speisestromkreis unterbrochen. Die beiden Schienen 47 und 48, die an die Klemmen 39 und 43 angesetzt sind, dienen dazu, den Stromwandler 1 sekundärseitig kurzzuschließen. Zu diesem Zweck wird in die Unterbrechungsstelle 49 der Stöpsel 50 eingesetzt, der betriebsmäßig die Schienen 51 und 52 verbindet, jedoch, wenn herausgezogen, den Stromkreis der Auslösespule 34 des Schalters 53 unterbricht.

Die Klemmenplatte 35 mit der Kontaktvorrichtung 31, 32, 33 und den Klemmen 39 bis 43 sowie den Stöpselkontakten 47 bis 52 ist auf der leicht zugänglichen Stirnseite des Relais angebracht und gestattet daher einerseits die dauernde Kontrolle und einfache !5 Auswechselung der Relaiskontakte ohne Ausbau des Relais aus der Anlage oder dem Gehäuse und erlaubt andererseits eine Prüfung und Umschaltung des Relais an Ort und Stelle. 9b

Eine weitere Kontrollvorrichtung des Relais besteht in dem angeschlossenen Strommesser 22, 23, 24. Im Normalbetrieb überträgt sich das Drehmoment des Ferrarisläufers 4 über die Zahnräder 18, 20 auf den Zeiger 22 und wird durch die Spannung der Feder 23 aufgenommen. Je größer das Drehmoment, um so stärker wird die Feder 23 gespannt und um so weiter schlägt der Zeiger 22 aus. Bei einer bestimmten Ansprechstromstärke, die in bekannter, hier nicht dargestellter Weise durch die Spannung der Feder 12 eingestellt werden kann, wird der Hilfsanker8 angezogen und die vom Läufer 4 angetriebene Welle von dem ihn arretierenden Meßinstrument 22, 24 auf den Antrieb des Zeitwerkes 19, 25 umgeschaltet. Man kann also am Meßinstrument nicht nur die jeweilige, Betriebs- .> Stromstärke, sondern auch die Auslösestromstärke ablesen. Bringt man eine Vorrichtung no an, die den Zeiger 22 in seiner Lage festhält, sobald der Hilfsanker 8 anspricht, so kann man nachträglich den Auslösestrom feststellen, falls er nicht höher ist als der Meßbereich des Instrumentes.

Ferner ist es zweckmäßig, den Rücklauf des Zeitwerkes, bei welchem von der Feder 28 die Zeitscheibe 25, entgegen der eingetragenen .. Pfeilrichtung, vom Anschlag des Stiftes 27 am Auslösestift 30 bis zu seinem Anschlag wo am Hebel 29 zurückgeführt wird, zu dämpfen, damit auch bei Pendelungen des Stromes um

seinen Ansprechwert die sichere Auslösung des Relais gewährleistet wird.

Will man, um die Genauigkeit des Zeitwerkes zu erhöhen, die Drehzahl des Ferrarismotors von der Stromstärke weitgehend unabhängig machen, so kann man, wie aus Fig. 2 erkennbar, die Ferraristrommet 4 mit einem eisernen Polstern 54 ausrüsten, demgegenüber zwei Pole des Eisenkernes 3 (hier in Gestalt zweier Schraufoenköpfe 55) angeordnet sind, wodurch der Motor mit synchroner Drehzahl läuft.

Claims (13)

1. Patentansprüche:

   i. Über einen Stromwandler gespeistes

   Überstromzeitrelais mit einem Ferrarismotor zum Antrieb des Zeitwerkes und mit einem Hilfsanker, der beim Ansprechen den Ferrarismotor mit dem Zeitwerk kuppelt, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Verringerung des Energieverbrauchs die Erregerwicklung des Relais über wenigstens einen (6) der die Hilfsphase bildenden Kurzschlußringe (6, 7) des Ferraris-Systems geschoben ist.
2. 2. Relais nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß seine Erregerwicklung (2) auf einem nur durch den Läufer (4) unterbrochenen und sonst geschlossenen Eisenkern (3) sitzt und daß der Hilfsanker (8) im Kernfenster dieses geschlossenen Eisenkerns angeordnet ist.
3. 3. Relais nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftlinienweg des Magnetkreises des Hilfsankers (8) kürzer als derjenige des geschlossenen Eisenkerns (3) und nur gerade so groß ist, wie es die Erregung dieses Hilfsmagnetkreises durch die Erregerepule (2) des Relais zuläßt.
4. 4. Relais nach Anspruch 2, .dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsanker (8) mit einer Wippe (13) gekuppelt ist, die die Lager der Läuferwelle (17) des Ferrari smotors enthält und deren Drehachse (14) etwa in der die Läuferwelle enthaltenden Ouerschnittsebene des Eisenkerns (3) liegt und senkrecht auf der Achse dieser Welle steht, so daß beim Ansprechen des Hilfsankers der Ferrarisläufer die Kippbewegung der Wippe mitmacht.
5. 5. Relais nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf der verlängerten Ferrarisläuferwelle (17) eine Schnecke (19) zum Antrieb des die Zeitscheibe (25) darstellenden Schneckenrades sitzt, in welches die Schnecke beim Ansprechen des Hilfsankers (8) eingerückt wird.
6. 6. Relais nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die verlängerte Ferrarisläuferwelle (17) eine Arretiervorrichtung für den. in der normalen Betriebslage befindlichen Ferrarisläufer trägt.
7. 7. Relais nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretier vor richtung aus einem Ritzel (18) besteht, welches in der normalen Betriebslage des Relais in ein gegen die Kraft einer Feder drehbares Zahnrad (20) eingreift.
8. 8. Relais nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretiervorrichtung als Strommeßinstrument ausgebildet ist, indem die Zahnradwelle (20) mit einem Zeiger (22) versehen ist, der auf einer geeichten Skala (38) spielt, solange das Relais nicht anspricht.
9. 9. Relais nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeiger (38) beim Ansprechen des Relais in seiner Lage zur Zeit des Ansprechens so lange festgehalten wird, bis er von Hand entriegelt wird.
10. 10. Relais nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Dämpfervorrichtung an der durch Feiderkraft in die Bereitschaftslage zurückgeführten Zeitscheibe (25), welche nur beim Rücklauf der Zeitscheibe wirksam ist.
11. 11. Relais nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer (4) des Ferrarismotors mit einem eisernen Polstern (54), der Ständer (3) desselben mit zwei Polvorsprüngen (5.5) ausgerüstet ist.
12. 12. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf seiner Frontseite ein Klemmbrett (35) mit umschaltbaren Anschluß- und Prüf klemmen (39 bis 43) angeordnet ist.
13. 13. Relais nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem die Klemmen tragenden Brett (35) auch die Kontaktvorrichtung (31 bis ^s^ des Relais angebracht ist.

    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen