DE645755C

DE645755C - Electrodynamic-thermal overcurrent relay

Info

Publication number: DE645755C
Application number: DEK133926D
Authority: DE
Original assignee: WALTER HIEBSCH DR ING
Current assignee: WALTER HIEBSCH DR ING
Priority date: 1933-04-25
Filing date: 1934-04-25
Publication date: 1937-06-03
Also published as: BE402791A

Description

Bei Überstromrelais ist es bereits bekannt, federnde, dünne Bimetallstreifen in der Nähe des vom zu überwachenden Strom durchflossenen Leiters anzuordnen. Diese Bimetallstreifen bewirken durch ihre Verformung infolge elektrodynamischer Kräfte zwischen Streifen und Leiter bzw. infolge der Temperaturerhöhung bei Überstrom das Ausschalten des Stromes. Das Ausschalten erfolgt in der bekannten Art so, daß durch die Bewegung des Bimetallstreifens bei seinem Verformen der Stromkreis eines Elektromagneten geschlossen oder geöffnet wird, dessen Kern, das Ausschalten der Hauptstromleitung entweder unmittelbar oder durch Auslösen eines zusätzlichen Arbeitsspeichers bewirkt. Die Unterbrechung des Hauptstromes kann jedoch auch in der an sich bekannten Art erfolgen, daß ein am Bimetallstreifen befestigter Anschlag die Klinke eines Arbeitsspeichers betätigt und bei Überstrom diesen Arbeitsspeicher auslöst.In overcurrent relays, it is already known to have resilient, thin bimetal strips in the vicinity of the conductor through which the current to be monitored flows. These bimetal strips cause by their deformation as a result of electrodynamic forces between the strip and conductor or as a result of the temperature increase switching off the current in the event of overcurrent. Switching off takes place in the known manner so that by movement of the bimetallic strip when it is deformed, the circuit of an electromagnet is closed or opening its core, turning off the main power line either caused directly or by triggering an additional main memory. the However, the main flow can also be interrupted in the manner known per se, that a stop attached to the bimetal strip is the latch of a working memory actuated and this main memory triggers in the event of an overcurrent.

Bei diesen bekannten Bauarten wird somit die bei der Verformung des Bimetallstreifens auftretende Verschiebung unmittelbar in ihrer' tatsächlichen Größe für die Einleitung des Auslösevorganges verwendet. Sollen diese Vorrichtungen verläßlich ausschalten, dann muß der Bimetallstreifen verhältnismäßig dünn gewählt werden, um genügend große, für die Einleitung des Auslösevorganges ausreichende Verschiebungen dieses Teiles zu erzielen und damit ein rechtzeitiges Ausschalten bei Überstrom zu sichern. Dies hat jedoch den Nachteil, daß der Bimetallstreifen verhältnismäßig dünn gewählt werden muß, um hinreichende Verformung zu ergeben, so daß diese Bauarten empfindlich sind und durch vorzeitigen Bruch des Bimetallstreifens unverwendbar werden können,In these known designs, the deformation of the bimetal strip occurring shift immediately in their 'actual size for the initiation of the Tripping process used. If these devices are supposed to switch off reliably, then the bimetallic strip must be chosen to be relatively thin in order to to achieve sufficient displacements of this part for the initiation of the release process and thus to ensure timely switch-off in the event of overcurrent. However, this has the disadvantage that the bimetal strip must be chosen to be relatively thin to to give sufficient deformation so that these types are sensitive and through premature breakage of the bimetal strip can become unusable,

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu beseitigen und durch zweckmäßige Anordnung von Einzelteilen dem Überstromrelais einen einfachen Aufbau zu geben. Das Wesen der Erfindung besteht nun darin, daß der von dem überwachten Strom durchflossene Bimetallstreifen mittels einer Übertragungsstange aus wärme- und elektroisolierender Masse auf einen kürzeren Hebelarm eines als drehbare, doppelarmige Hebel ausgebildeten Kompensationsbimetallstreifens wirkt, dessen längerer Hebelarm den beweglichen Kontakt des HilfsStromkreises trägt, und daß der Kompensationsbimetallstreifen im · InnernThe object of the invention is to eliminate these disadvantages and by expedient Arrangement of individual parts to give the overcurrent relay a simple structure. That The essence of the invention consists in the fact that the current flowing through it is monitored Bimetal strips by means of a transfer rod made of heat and electrical insulating Ground on a shorter lever arm designed as a rotatable, double-armed lever Compensation bimetallic strip acts, the longer lever arm of which the moving contact of the auxiliary circuit, and that the compensation bimetallic strip inside

eines aus wärme- und elektroisolierender Masse hergestellten U-förmigen Profilkörpers, der stromdurchflossene Bimetallstreifen und die parallel zu diesem liegende Stromleitungs schiene dagegen an dessen Außenseite angeordnet sind.a U-shaped profile body made of heat and electrical insulating compound, the bimetallic strip through which current flows and the power line lying parallel to it rail, however, are arranged on the outside.

Auf der Zeichnung ist in den Abb. ι bis io die Erfindung näher veranschaulicht. Abb. ι zeigt einen Schnitt einer Ausführungsform ίο des Relais nach der Linie I-I der Abb. 2 und Abb. 2 eine Seitenansicht dieses Relais. Abb. 3 ist ein Schnitt nach der Linie III-III der Abb. ι. Abb. 4 zeigt das Schaltschema des Relais und Abb. 5 eine Einzelheit. Abb. 6 zeigt einen Schnitt durch eine andere Ausführungsform des Relais und Abb. 7 einen Seitenriß hierzu. Abb. 8 zeigt den einstellbaren Hilf skontakt, Abb. 9 veranschaulicht die Stange, welche die Bewegung des ÜberstrombimetalIstreifens auf den den einen Hilfskontakt tragenden Hebel überträgt. Abb. 10 zeigt die Führungshülse der Übertragungsstange, welche deren Bewegung dämpft.On the drawing is in Figs. Ι to io illustrates the invention in more detail. Fig. Ι shows a section of an embodiment ίο the relay according to the line I-I in Fig. 2 and Fig. 2 is a side view of this relay. Fig. 3 is a section along the line III-III fig. ι. Fig. 4 shows the circuit diagram of the relay and Fig. 5 a detail. Fig. 6 shows a section through another embodiment of the relay and Fig. 7 a Side elevation for this. Fig. 8 shows the adjustable auxiliary contact, Fig. 9 illustrates the rod that controls the movement of the overcurrent bimetal strip transfers to the lever carrying an auxiliary contact. Fig. 10 shows the guide sleeve of the transmission rod, which dampens their movement.

Die Zuleitung des Relais 1, die vorteilhaft aus einem Kupferband besteht, findet ihre Fortsetzung in einem Leiter 2, an dessen Ende der geschlitzte und umgebogene Bimetallstreifen 3, 4 befestigt ist. Der Teil 4 des Streifens 3, 4 wird so nahe an die Zuleitung 2 gelegt, daß eine größtmöglichste Wirkung der elektrodynamischen Kräfte erzielt wird.The feed line of the relay 1, which advantageously consists of a copper tape, finds its place Continuation in a conductor 2, at the end of which the slit and bent bimetal strip 3, 4 is attached. The part 4 of the strip 3, 4 is placed so close to the supply line 2 that the largest possible Effect of electrodynamic forces is achieved.

An der stromdurchflossenen Schleife des Bimetallstreifens 3, 4 ist eine Stange 6 aus wärme- und elektrischisolierender Masse angebracht, welche auf einen Kompensationsbimetallstreifen 7 wirkt, der als Doppelhebel ausgebildet und um den Bolzen 8 drehbar ist. Dieser Hebel kann aber auch, wie aus Abb. 6 ersichtlich, als einfacher, starrer Hebel ausgeführt werden, in welchem Falle die Kompensationswirkung durch die Anbringung eines besonderen, die Lage der Drehachse 8 verstellenden Bimetallstreifens 7 (siehe Abb. 6 und 7) erzielt wird. An einem Ende dieses Doppelhebels ist der Kontakt 9 angeordnet, der mit der verstellbaren Kontaktschraube 10 in Eingriff steht.At the current-carrying loop of the bimetal strip 3, 4, a rod 6 is off heat and electrical insulating mass attached, which on a compensation bimetallic strip 7 acts, which is designed as a double lever and is rotatable about the bolt 8. However, this lever can also be used, as shown in Fig. 6 can be seen to be designed as a simple, rigid lever, in which case the compensation effect by attaching a special bimetallic strip 7 that adjusts the position of the axis of rotation 8 (see Fig. 6 and 7) is achieved. The contact 9 is arranged at one end of this double lever, which is in engagement with the adjustable contact screw 10.

Der doppelaiTnige Kompensationsbimetallstreifen 7 (Abb. 1), welcher um die Achse 8 drehbar ist, besitzt den Hebelarm 7', der von der Ubertragungsstange 6 gesteuert wird und kürzer ist als der Hebelarm 7", der den Kontakt 9 trägt. Es wird also die langsame Bewegung des Hauptbimetallstreifens 3, 4 in eine raschere Bewegung des Hebelarms 7" mit dem beweglichen Kontakt 9 übersetzt. Durch diese Übersetzung wird ein Pendeln des Relais beim Ein- und Ausschalten vermieden, da die Unterbrechung der Kontakte 9 und 10 genügend rasch erfolgt, um eine Funkenbildung zu vermeiden.The double-edged bimetal compensation strip 7 (Fig. 1), which is rotatable about the axis 8, has the lever arm 7 ', which of the transmission rod 6 is controlled and is shorter than the lever arm 7 ″, which makes the contact 9 wears. So it turns the slow movement of the main bimetal strip 3, 4 into a faster movement of the lever arm 7 " translated with the movable contact 9. This translation creates a pendulum of the relay when switching on and off, since the interruption of the contacts 9 and 10 occurs quickly enough to avoid sparking.

Der Kompensationsbimetallstreifen 7 ist durch eine Feder 12 derart beeinflußt, daß eine zuverlässige Berührung der Kontakte 9 und 10 gewährleistet wird. Beim Öffnen der . Kontakte wird die Hilfsvorrichtung des Schutzrelais, z. B. der Schaltmagnet des Schützen, in Tätigkeit gesetzt.The compensation bimetallic strip 7 is influenced by a spring 12 in such a way that a reliable contact of the contacts 9 and 10 is guaranteed. When opening the . Contacts is the auxiliary device of the protective relay, e.g. B. the solenoid of the Protect, put into action.

Fließt durch den Bimetallstreifen 3, 4 ein Überstrom, dann krümmt sich dieser und bewirkt mittels der Übertragungsstange 6 und des doppelarmigen Kompensationsbimetallstreifens 7 ein öffnen der Kontakte 9, 10.If an overcurrent flows through the bimetallic strip 3, 4, it bends and causes it by means of the transmission rod 6 and the double-armed compensation bimetallic strip 7 opening of contacts 9, 10.

Wie aus Abb. 3 zu ersehen ist, liegen die von gleichgerichteten Strömen durchflossenen Leiter 2 und 4 nahe beieinander. Durch Rechnung findet man, daß die bei einem Kurzschlüsse von 1500 Amp. auftretende Anziehungskraft bei 5 mm Leiterabstand einige Kilogramm beträgt, so daß sie für die unmittelbare Betätigung der Selbstauslösung eines Schalters verwendet werden kann.As can be seen from Fig. 3, the rectified currents flow through them Ladder 2 and 4 close together. By calculation one finds that the attractive force occurring in the event of a short circuit of 1500 Amp at a conductor spacing of 5 mm is a few kilograms, so that it is suitable for the immediate Actuation of the self-triggering of a switch can be used.

Die Wirkungsweise des Relais ist folgende: Solange der durch das Relais fließende Strom nur um ein geringes größer ist als der Nennstrom, verformt sich der Bimetallstreifen 3, 4 und öffnet mittels des Kompensationsstreifens 7 die Kontakte 9, 10.The operation of the relay is as follows: As long as the flowing through the relay If the current is only slightly larger than the nominal current, the bimetal strip will deform 3, 4 and opens the contacts 9, 10 by means of the compensation strip 7.

Ist jedoch die das Relais durchfließende Stromstärke bedeutend bzw. kurzschlußartig, dann wird der Bimetallstreifen 4 durch die Wirkung der elektrodynamischen Kräfte angezogen, wodurch die Kontakte 9, 10 äugenblicklich geöffnet werden.However, if the current intensity flowing through the relay is significant or short-circuit-like, then the bimetal strip 4 is attracted by the action of the electrodynamic forces, whereby the contacts 9, 10 are opened instantaneously.

Die Zuleitung des Hilfsstromkreises wird an die voneinander isolierten Klemmen 13, 14 gelegt.The supply line for the auxiliary circuit is connected to terminals 13, 14, which are isolated from one another placed.

Um den Kompensationsbimetallstreifen 7 >oo vor der Wärmeeinwirkung durch den Bimetallstreifen 3, 4 zu schützen, wird er in das Innere des U-förmigen Profilkörpers 15 aus Isoliermasse gebettet. An der Außenseite des Profilkörpers 15 ist sowohl die Zuleitung 2 zum Relais als auch der stromdurchflossene Bimetallstreifen 3, 4 angeordnet.To the compensation bimetallic strip 7> oo to protect against the effects of heat through the bimetal strip 3, 4, it is in the Inside of the U-shaped profile body 15 made of insulating material embedded. On the outside of the Profile body 15 is both the feed line 2 to the relay and the current flowing through it Bimetal strips 3, 4 arranged.

Der Hohlraum des Profilkörpers 15 wird durch gleichfalls U-förmig gebogene Metallmantel 16, 17 abgeschlossen. Auf einem uo dieser beiden Q-Profile befindet sich die Stellschraube 11 und die Anschlußklemme 13 (Abb. 1) des Hilfsstromkreises, an dem anderen Profil 17 ist das Lager des Kompensationsstreifens 7 und die zweite Anschlußklemme 14 des Hilfsstromkreises angebracht. Beim Ausführungsbeispiel nach Abb. 6 bis 10 wird durch die Verformung des Hauptbimetallstreifens 3, 4 die in Abb. 9 dargestellte Übertragungsstange 6 verschoben. Sie ist aus Isoliermaterial verfertigt und mit einem Schlitz 6' versehen.The cavity of the profile body 15 is formed by a metal jacket which is also bent in a U-shape 16, 17 completed. The adjusting screw is located on one of these two Q-profiles 11 and terminal 13 (Fig. 1) of the auxiliary circuit, on the other Profile 17 is the bearing of the compensation strip 7 and the second connection terminal 14 of the auxiliary circuit attached. In the embodiment according to Fig. 6 to 10 becomes the one shown in Fig. 9 by the deformation of the main bimetal strip 3, 4 Transfer rod 6 moved. It is made of insulating material and provided with a slot 6 '.

Die Übertragungsstange 6 sitzt in der Hülse 2i (Abb. io), welche sie führt. Diese Hülse besteht z. B. aus Phosphorbronze. Ihre Seitenwände sind so geschlitzt, daß sie sich an die Übertragungsstange 6 federnd anschmiegen kann, wodurch diese gegen Erschütterungen geschützt und gegen rasche Bewegungen abgebremst ist. Auf diese Weise wird eine Dämpfung der Bewegung der Übertragungsstange 6 erzielt.The transmission rod 6 sits in the sleeve 2i (Fig. Io), which it guides. These Sleeve consists z. B. made of phosphor bronze. Their side walls are slotted so that they can can cling to the transmission rod 6 resiliently, whereby this against vibrations is protected and braked against rapid movements. In this way there is a damping of the movement of the transmission rod 6 scored.

In den Schlitz 6' der Übertragungsstange greift ein Arm 22' des um die Achse 8 drehbaren, in diesem Falle nicht aus Bimetall ausgeführten Doppelhebels 22, der von einem Kompensationsbimetallstreifen 7 getragen wird. Dieser Kompensationsbimetallstreifen 7 stellt gleichzeitig die leitende Verbindung zwischen dem beweglichen Kontakt 9 und der Klemme 14 her.In the slot 6 'of the transmission rod engages an arm 22' of the rotatable about the axis 8, in this case not made of bimetal double lever 22 carried by a compensation bimetal strip 7 will. This compensation bimetallic strip 7 simultaneously provides the conductive connection between the movable contact 9 and the terminal 14.

Der Gegenkontakt 10 wird bei diesem Ausführungsbeispiele, wie Abb. 8 zeigt, durch die Schraubenfeder 19 abgefedert, welche in der Höhlung der Regulierschraube 11 untergebracht ist.In this exemplary embodiment, the mating contact 10 is as Fig. 8 shows, cushioned by the coil spring 19, which in the Cavity of the regulating screw 11 is housed.

Der Hebelarm 22" des Hebels 22 steht unter dem Einfluß einer Schraubenfeder 12, welche einerseits wie, beim ersten Ausführungsbeispiel den Kontakt 9 an den Kontakt 10 und anderseits die Ubertragungsstange 6 an den Hauptbimetallstreifen 3, 4 drückt.The lever arm 22 "of the lever 22 is under the influence of a helical spring 12, which on the one hand as, in the first embodiment, the contact 9 to the contact 10 and on the other hand the transmission rod 6 presses against the main bimetallic strip 3, 4.

Der Hebel 22 wird durch die Übertragungsstange 6, welche sich in der Hülse 21 bewegt, gegen Erschütterungen geschützt. Bei sehr starken Erschütterungen wird ein Abfedern des Kontaktes 9 durch den gefederten Kontakt 10 ausgeglichen.The lever 22 is controlled by the transmission rod 6, which moves in the sleeve 21, protected against vibrations. In the case of very strong vibrations, there is a cushioning effect of the contact 9 balanced by the spring-loaded contact 10.

Claims

Patent claims:

i. Electrodynamically and thermally acting Overcurrent relay, in which one of the currents to be monitored or of a part of it flowed through, in parallel Bimetal strip lying on a power line rail opens the contacts of an auxiliary circuit, characterized in that that the bimetallic strip (3, 4) through which the monitored current flows by means of a transmission rod (6) • 'heat and electrical insulating mass on - "a shorter lever arm (7') one than rotatable, double-armed lever formed compensation bimetal strip (7) acts whose longer lever arm (7 ") the movable contact (9) of the auxiliary circuit carries, and that the compensation bimetallic strip (7) inside one of heat and electrical insulating material manufactured LJ-shaped profile body (15), the current-carrying bimetal strip (3, 4) and the parallel power line rail (2) on the other hand Are arranged outside (Fig. 1 to 3).

2. Modification of the overcurrent relay according to claim 1, characterized in that that the transmission rod (6) on a special, simple, the movable contact (9) supporting double lever (22) acts, which in the vicinity of its axis of rotation (8) with one end of the Kornpensationsbimetallstreifens (7) is connected while the other end of the compensation bimetallic strip is bent back sits firmly in an accessory part (17) of the profile body (15) (Fig. 6 and 7).

3. Overcurrent relay according to claim 1 and 2, characterized in that the by the regulating screw (11) carried fixed relay contact (10) against one in the Helical spring (19) arranged in the cavity of the regulating screw

• is stored (Fig. 8).

4. Overcurrent relay according to claim 1 and 2, characterized in that the movement of the transmission rod (6) by additional mechanical frictional resistances, for. B. is damped by a resilient e _5.

1 sheet of drawings