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Einrichtung zur Verhinderung der Einschaltung von Gleichstromschaltern
bei Überlast Bei Gleichstromanlagen, insbesondere für Bahnzwecke, ist es üblich,
das Netz auf bestehenden Kurzschluß oder Überlast zu prüfen, bevor man den betreffenden
Netzschalter Schließt, um eine sofortige Wiederauslösung des Schalters beim Einlegen
zu verhüten. Es bestehen jetzt eine Reihe Anordnungen, insbesondere für bedienungslose
Anlagen, die selbsttätig diese Prüfung vornehmen und die Einschaltung verhindern,
solange die Überlast besteht. In der Hauptsache teilen sich diese Anordnungen in
zwei Arten, die als gemeinsames Merkmal die Verwendung eines den betreffenden Schalter
überbrückenden Prüfwiderstandes aufweisen.
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Die erste Gruppe dieser Prüfanordnungen stellt auf den durch den Prüfwiderstand
fließenden Strom ip ab, wobei ein Relais die Einschaltung verhindert, falls der
Strom den Wert ip = IZJ + RP überschreitet, wobei Rp den Ohmwert des Prüfwiderstandes
und Ri den zulässigen Minimalwiderstand der Leitung, bei welchem eine Einschaltung
noch erfolgen darf, darstellen, und E die Sammelschienenspannung bedeutet.
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Die zweite Gruppe stellt auf den Spannungsabfall im Widerstand oder
auf die Spannung der Netzleitung, welche die Differenz zwischen der Sammelschienenspannung
und dem obenerwähnten Spannungsabfall im Widerstand darstellt, ab. Die Netzspannung
EL bei geöffnetem Schalter ist durch den Ausdruck
dargestellt.
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Es ist jetzt aus beiden obenerwähnten Ausdrücken ersichtlich, daß
das Ansprechen des Prüfrelais nicht nur von dem Wert von RL, sondern auch von E
abhängt.
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Die Genauigkeit der Prüfung ist also von der Spannung E der Stromquelle
abhängig. Um diesen Einfluß klein zu halten, ist man gezwungen, einen Prüfwiderstand
zu wählen, der ungefähr gleiche Größenordnung wie RL besitzt. Da im Kurzschlußfalle,
falls der Wert von RL einer normal belasteten Leitung entspricht, eine bedeutende
Energiemenge in diesem Widerstand vernichtet wird, ist derselbe teuer und platzraubend.
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Zweck der Erfindung ist nun eine Anordnung, bei welcher die Prüfungsgenauigkeit
innerhalb weiter Grenzen von der Spannung der Stromquelle unabhängig ist und welche
eine große Genauigkeit besitzt, so daß man mit einem kleinen und billigen Prüfwiderstand
auskommt und welcher auch den großen Vorteil besitzt, daß keine zusätzlichen Relais
für die Prüfung benötigt werden, sondern daß die Prüfung vom Schalter selbst vorgenommen
wird.
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Die Erfindung bezieht sich auf Schalter, deren beweglicher Kontakt
mit den Ankern einander entgegenwirkender Abreiß- und
Haltemagnete
mechanisch verbunden ist, wobei die Öffnung des Schalters erfolgt, wenn die Kraftwirkung
des Abreißrnagneten diejenige des Haltemagneten überwiegt und der; Haltemagnet zur
Einschaltung dient. EinPrüfung des Netzes und Verhinderung der-Einschaltung bei
Überlast kann nun gemäß vorliegender Erfindung dadurch stattfinden, däß der bei
geöffnetem Schalter über den parallel zu den Schalterkontakten liegende Kurzschlußprüfwiderstand
fließende Strom, dessen Größe vom Außenwiderstand des Belastungskreises abhängig
ist; durch die Spüle des Abreißmagneten fließt und diesen so erregt, daß eine Einschaltung
durch den mit einem im voraus festgelegten, vom Netzwiderstand unabhängigen Stromerregten
Haltemagneten bei zu kleinem äußeren Widerstand des Belastungskreises nicht erfolgen
kann. Wird jetzt der Einschaltmagnet des Schalters von der Betriebsspanung gespeist,
so ist während der Prüfung sowohl die Zugkraft desselben wie die Zugkraft des Abreißmagneten
in gleichem Mäße von der Spannung abhängig, so daß :dieselbe .auf das Prüfungsergebnis
keinen Einfluß mehr hat.
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Fib. i beiliegender Zeichnung zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel
des Erfindungsgegenstandes. i ist der feste, 2 der bewegliche Schalterkontakt, welch
letzterer mit dem sowohl dem Haltemagnet q. als auch dem Ahreißmagnet 5 zugehörigen
Anker 3 verbunden ist. 7 ist der Prüfwiderstand, der parallel zu den Kontakten i,
2 liegt.
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Da bei geöffnetem Schalter i, 2 der Kraftlinienweg des Abreißmagneten
5 geschlossen ist, genügt eine sehr geringe Amperewindungszahl, d. h. ein kleiner
Strom, um zu verhindern, daß der Einschalt- und Haltemagnet q:, dessen magnetischer
Kreis durch den infolge der Schalteröffnung bei 6 entstehenden Luftspalt unterbrochen
ist, bei normaler Erregung einschalten kann.
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Fig. 2 zeigt den Verlauf der Kurve des nötigen Einschaltstromes des
Magneten q. in Abhängigkeit des Stromes im Magnet 5 für einen iooo-Ampere-Schalter.
Der Verlauf der Kurve ist für den gewünschten Zweck sehr günstig, indem dieselbe
bei geeigneter Abmessung des Schalters in dem Teil derselben, welcher für die Prüfung
in Frage kommt, beinahe mit einer Geraden durch den Nullpunkt des Kurvendiagramms
zusammenfällt, so daß bei Anschluß des Einschaltmagneten an die Betriebsspannung
eine Änderung der Betriebsspannung, welche sowohl eine entsprechende Änderung im
Einschaltstrom als auch im Prüfstrom nach sich zieht, auf die Prüfgenauigkeit keinen
Einfluß hat. Die normale Erregung des Magneten q: beträgt 0,4 Amp., was einer Einschaltung
bei 5o Amp. Prüf-;strom entspricht. Bei 6o Amp., entsprechend einem direkten Kurzschluß
im Netz, ist schon ein-etwa 25°/o höherer Einschaltstrom nötig, was eine Einschaltung
in diesem Falle sicher verhindert. Dank dein steilen Anstieg der Kurve kann man,
ohne an Sicherheit zu verlieren, sehr nahe an den Grenzstrom von 6o Amp. gehen,
was eine empfindliche Prüfung bei einem kleinen Prüfstrom und entsprechend billigem
Prüfwiderstand erlaubt. Der Wegfall sämtlicher Relais, die sonst zur Prüfung des
Netzes auf Kurzschluß oder Überlast nötig sind, vereinfacht und verbilligt die Anordnung
und macht sie für bedienungslose Anlagen geeignet.
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Der Halte- und Einschaltmagnet wird vorteilhaft an die gleiche Betriebsspannung
wie der Schalter angeschlossen, um den Einfluß von Spannungsschwankungen auf die
Genauigkeit der Prüfung zu vermeiden.