DE667273C - Bei Stromnulldurchgang unterbrechender Wechselstromschalter - Google Patents

Description

• Bei Stromnulldurchgang unterbrechender Wechselstromschalter Die Erfindung bezieht sich auf einen bei Stromnulldurchgang öffnenden Wechselstromschalter, der entweder zur willkürlichen Ausschaltung von Hand, durch einen Steuerstromkreis o. dgl. oder zur Selbstausschaltung bei Überströmen, Überspannungen o. dgl. dient.
• Es ist bekannt, zur Betätigung eines Unterbrechungsschalters beim Stromnulldurchgang eines Wechselstroms synchron umlaufende Elemente, also z. B. Synchronmotoren oder Oszillatoren zu verwenden, die auf die Frequenz des betreffenden Wechselstroms abgestimmt sind, oder die Auslösevo.rrichtung des Schalters mit einer den Wechselstrom erzeugenden Maschine o. dgl. zu kuppeln. Derartige Schalter können nur dann beim Stromnulldurchgang schalten, wenn sich im Zeitpunkt der Schaltung an der Periodizität des Wechselstroms nichts ändert. Diese Voraussetzung ist aber beim Auftreten von Kurzschlüssen nur sehr selten erfüllt. Meist werden sich bei Störungen in Wechselstromanlagen im Augenblick der Störung die Stromverhältnisse plötzlich ändern. Ein dauernd synchron laufender Teil oder ein auf die Wechselstromfrequenz abgestimmtes Resonanzorgan kann diesen plötzlichen Änderungen nicht folgen und wird sich also auch bei der Auslösung des Schalters stets so, verhalten, als ob sich an den Stromverhältnissen gegenüber dem stationären Zustand nichts geändert hätte.
• Wenn also z. B. bei einer induktiv belasteten Anlage plötzlich ein KurzschluB auftritt und infolgedessen der Strom plötzlich statt nacheilend phasengleich mit der Spannung wird, wird das synchron laufende Element so schalten, wie wenn nach wie vor der Strom nacheilte. Der Zeitpunkt der Abschaltung fällt dann nicht mit dem tatsächlichen Stromnulldurchgang zusammen.
• Die Erfindung vermeidet diese Mängel durch Anwendung eines nach Art eines Oszillographen oder eines Lautsprechersystems arbeitenden Auslöseorgans, das praktisch trägheitslos auch plötzlichen Stromänderungen folgt. In an sich bekannter Weise ist an einer dem Nulldurchgang entsprechenden Stelle für die Betätigung des Auslösewerks beweglich ein Steuerteil, insbesondere Steuerkontakt angebracht. Der Steuerkontakt wird selbsttätig in Abhängigkeit von der Stärke des zu schaltenden Stroms in den Hubweg des Laut-

  sprecher-; Oszillogräphensystems o. dgl. ge-

  bracht. Es wird also auch bei plötzlichen

  Stromänderungen, wie sie bei Kurzschlüssen

  auftreten; eine Abschaltung beim tatsächm,

  lichen Stromnulldurchgang bewirkt.

  Die Erfindung soll an Hand der Zeichnu'@@',

  näher erläutert werden: i ist ein elekt@-;

  dynamisches Lautsprechersystem, dessen" Wicklung an die Enden eines im Zuge des Leiters z eingeschalteten Widerstandes 3 angeschlossen ist. Mit dem beweglichen Teil des Systems r ist der Kontaktarm 4 verbunden, in dessen Hubweg die Kontakte 5 ragen, die durch das Schraubengetriebe 6 verstellt werden können. Die Kontakte 5 sind beispielsweise auf die Punkte des Hubs eingestellt, die der Teil 4 erst erreichen kann; wenn der Strom im Leiter 2 eine bestimmte zulässige Grenze übersteigt. Im Bereich -der dem Stromnülldurchgang entsprechenden Stellung des Armes 4 ist beweglich der Kontakt 7 angebracht; der an dem Anker des Relais 8 befestigt ist. Er kann zusammen mit dem Relais durch das Schraubengetriebe g eingestellt werden. io ist der Hauptstromschalter, der der Einfachheit halber einpolig dargestellt ist, z r sein aus einem Relais bestehendes Auslösewerk. Die Einschaltvorrichtung und die sonstigen Handhaben des Schalters sind der Einfachheit halber weggelassen: Statt der Teile to und z z kann z. B. irgendein gebräuchlicher Selbstschalter mit Auslösespule verwendet werden; er soll jedoch möglichst rasch öffnen können.
• Die einzelnen Teile sind folgendermaßen geschaltet: Das eine Ende der Wicklung des Relais 8 ist mit dem einen Pol a einer Spannungsquelle, das andere Ende mit dem Kontaktarm 4 verbunden; mit dem die Kontakte 5 und 7 zusammenarbeiten. Die Kontakte 5 sind mit dem anderen Pol b der Spannungsquelle verbunden, an denen auch das eine Ende der Wicklung des Relais ii angeschlossen ist. Das andere Ende dieser Wicklung steht mit dem Kontakt 7 in Verbindung. Zu den Kontakten 4 und 5 liegt der Druckknopfschalter 1a parallel. Der Schalter arbeitet folgendermaßen: Solange sich der Strom im Leiter a unterhalb einer bestimmten Grenze hält, schwingt der Arm 4 innerhalb der Kontakte 5, ohne diese zu berühren. Steigt bei einem Kurzschluß der Strom über den zulässigen Wert an, so trifft bei der positiven oder negativen Halbwelle der Arm 4 einen der Kontakte 5 und schaltet dadurch das Relais B ein, das sogleich den Kontakt 7 in den Hubweg des Arms 4 bringt. Sobald dieser in die dem Stromnulldurchgang entsprechende Stellung gelangt, wird außer dem Relais 8 auch noch der Auslösemagnet r i eingeschaltet, der den

  Schalter io öffnet und damit die Anlage

  stromlos macht. Das System z, das den

  Arm 4 antreibt, ist stark gedämpft und derart

  abgeglichen, daß eine etwaige Eigenfrequenz

  ;außerhalb des Bereichs der Frequenz des ab-

  '"" .sEhaltenden Stroms liegt. Der Arm 4 wird

  '` genau den Schwankungen des Netz-

  "'nroms folgen. Unter Umständen kann die Wicklung des Systems i über eine Kunstschaltung an den Widerstand 3 angeschlossen sein, um dadurch eine gewisse Phasenvoreilung des Stroms im System r gegenüber dem Netzstrom zu erzielen. Dadurch können evtl. durch die Trägheit des Systems hervorgerufene Verzögerungen ausgeglichen werden. Das Relais 8 ist derart ausgeführt, daß es augenblicklich beim Einschalten seinen Anker anzieht, ihn aber auch noch kurz nach dem Ausschalten, sei es durch Remanenz oder andere Mittel, vorübergehend festhält.
• Der Schalter io kann aber auch willkürlich durch Niederdrücken des Druckknopfes z:2 geöffnet werden; auch in diesem Fall wird der Kontakt 7 in den Hubweg des Arms 4 gebracht, so daß beim Strömnulldurchgang abgeschaltet wird. Soll der Schalter nicht schon bei einmaligem Auftreten einer übermäßigen Stromhalbwelle unterbrechen, so kann dem Relais 8, wie gestrichelt angedeutet,. ein Steuerkontakt 13 vorgeschaltet werden, der beispielsweise von einem trägen Hauptstrommägnet einer Bimetallfeder betätigt wird und erst nach längerer Dauer der Stromüberschreitung, also erst nach längerer Überlasturig, die Schließung des Relaisstromkreises durch die Kontakte 4, 5 vorbereitet.
• Abgesehen von dem Vorteil, daß bei Stromnulldurchgang geschaltet wird, ergibt. sich noch der besondere Vorteil, daß wegen der -Abschaltung beim Stromnulldurchgang die Schalterkontakte sehr klein gehalten werden können, also nur eine geringe Trägheit haben, infolgedessen augenblicklich der Steuerbewegung folgen können. Die Sicherheit, daß tatsächlich beim Stromnulldurchgäng geschaltet wird, wird dadurch wesentlich erhöht.
• Die Schaltung bei Stromnulldurchgang bietet ferner den Vorteil, daß man mit sehr kleinen Öffnungswegen der Kontakte auskommt; Blasmagnete können wegfallen; der Schalter läßt sich auch für verhältnismäßig hohe Stromstärken klein hauen.

Claims (1)

1. PATEN TANSI'RUCII Bei Stromnulldurchgang unterbrechender . Wechseistromschalter mit einem im Rhythmus des Wechselstroms schwingenden Auslöseorgan, dadurch gekennzeichnet; daß das Auslöseorgan aus einem nach Art eines Lautsprechers oder Oszillographen arbeitenden, die Augenblickswerte des Stroms überwachenden System besteht, bei dem in an sich bekannter Weise an einer dem Nulldurchgang entsprechenden Stelle für die Betätigung des Auslösewerl;, beweglich ein Steuerteil, insbesond Steuerkontakt, angebracht ist, der selbsttätig in Abhängigkeit von der Stärke des zu schaltenden Stroms oder von Hand in den Hubweg des Lautsprecher- oder Oszillographensystems gebracht wird.