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Ausschaltvorrichtung für elektrische Drehstromschalter Es ist bereits
bekannt, die metallische Kontakttrennung in Wechselstrom-, insbesondere Drehstromschaltern
" derart in Abhängigkeit von der Phasenlage des Stromes oder der Spannung zu steuern,
daß diese kurz vor oder im Nulldurchgang des Stromes erfolgt. Die Wahl dieses Zeitpunktes
hängt von den Löscheigenschaften der verwendeten Unterbrechungseinrichtungen ab,
wobei im wesentlichen kurz vor oder aber auch im Nulldurchgang des Stromes die Löschstellung,
die im allgemeinen nicht mit der metallischen Kontakttrennung zusammenfällt, erreicht
sein soll. Bei konstanten Eigenzeiten der Auslösevorrichtung und des Schalters muß
dieser in einem bestimmten Punkt der Kurvenlage des Stromes den Ausschaltimpuls
erhalten, damit er,sich kurz vor oder im Nulldurchgang des Stromes in der Löschstellung,
das ist diejenige Stellung der Kontakte zueinander, bei welcher bei einer gegebenen
Spannung die Löschung überhaupt möglich ist, befindet. - Gelingt dies, so erfolgt
die Unter-Brechung mit nur sehr geringer Schalterarbeit, und die Unterbrechungsbedingungen
sind auch für die Unterbrechung großer Ströme am günstigsten. Bei den bisher bekannten
Vorrichtungen zur phasenabhängigen Unterbrechung von Wechselstrom wird der Auslöse-
bzw: 'Ausschaltimpuls jedes Schalterpoles in Abhängigkeit von der Kurvenlage,derjenigen
Phase gesteuert, die der Schalterpol unterbrechen soll. So erhält beispielsweise
der Schalterpol in Phase R den Auslöseimpuls in Abhängigkeit 'von der Kurvenlage
in Phase R. Zur Kontrolle der Phasenlage der Ströme sind ferner z. B. Einrichtungen
bekannt, die auf die Minimalwerte der Ströme ansprechen, z. B. Stromwandler, welche
bei Nulldurchgang des Stromes eine Spannungsspitze aufweisen, die eine Funkenstrecke
oder Röhre zündet und den Auslösestromkreis schließt. Bei solchen Einrichtungen.
folgt also die erste Unterbrechungsmöglichkeit frühestens nach dem Ablauf einer
Halbwelle auf die Abgabe des Auslöseimpulses.
Verwendet man bei
der bekannten Anordnung den Maximalwert der Stromkurve zur Abgabe des Auslöseimpulses,
so könnte man eine Mindestzeit von o,oo5 Sek. erreichen. jedoch ist im Scheitelwert
der Stromkurve die Impulsgabe ungenau, da die Stromänderung nur allmählieh erfolgt.
In der Praxis verwendet man daher stets die Impulsgabe im Nulldurchgang des Stromes,
die durch die Umkehrung der Stromrichtung eindeutig ist und überdies die Verwendung
gesättigter Stromwandler als Synchronauslöser gestattet. Man nimmt dabei in Kauf,
daß die Eigenzeit mindestens o,oi Sek., also eine volle Halbwelle bei 5operiodischem
Drehstrom beträgt.
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Da nun bei modernen Unterbrechungseinrichtungen, e. B..Druckgasschaltern,
die Löschstellung in wesentlich kürzerer Zeit erreicht ist, wird bei der Anordnung
nach der Erfindung der Auslöseimpuls bei Drehstromschaltern nicht in Abhängigkeit
von der Kurvenlage des Stromes in der zu unterbrechenden Phase, sondern in Abhängigkeit
von .der Kurvenlage einer benachbarten, insbesondere um 120 ° versetzten Phase gegeben.
Dadurch wird die Mindestzeit zwischen Auslöseimpuls und Stromnulldurchgang . der
unterbrechenden Phase auf einen Wert herabgedrückt, der unter einer Halbwelle liegt,
so daß die Gesamteigenzeit derartiger Unterbrecher auf den Kleinstwert vermindert
wird. Es ist dabei gleichgültig, ob die Minimal-oder Maximalwerte der Stromkurve
zur Abgabe des Auslöseimpulses benützt werden. So beträgt z. B. die Eigenzeit bei
der Impulsgabe im Minimalwert der Stromkurve etwa o,oo6 oder 0,003 Sek. je
nach Wahl der steuernden Phase und verringert sich :bei der Impulsgabe im Maximum
bis auf den Wert von etwa 0,0015 Sek.
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Die Erfindung ist in den Abbildungen für den Fall erläutert, daß .die
Minimalwerte des Stromes den Auslöseimpuls bewirken.
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In Abb. i ist ein Drehstromkurvenbild dargestellt, in dem die Phasen
um je i20° versetzt sind. In zeitlicher Reihenfolge folgen sich die Phasen R, 7'
und S. Wird nun beispielsweise im Nulldurchgang der Phase R im Punkt i die Unterbrechung
der Phase 7-gesteuert, so vergeht die Zeit ti, bis die Phase 7' bei 2 ihren Nullwert
erreicht: Diese Zeit t, ist kleiner als 1/10o Sek. und entspricht dem Kurvenstück
5-2 in Phase T. Der Unterbrechungsimpuls für die Phase S. wird von der Phase
T im Punkt :2 gegeben, wobei nach der Zeit t2: im Punkt 3 der Phase S die Unterbrechung
erfolgt. Die Zeit t2 entspricht dem Kurventeil 6-3 der Phase S. Die Phase R schließlich
wird von der Phase S im Punkt 3 gesteuert, wobei die Phase R nach , der Zeit t3
im Punkt 4 ihren Nulldurchgang erreicht. Die Zeit t3 entspricht dem Kurventeil 7-4
der Phase R. Wird dagegen die Phase T von der Phase S, die Phase R von der_Phase
T und die Phase S von der Phase R jeweils im Nulldurchgang -der letztgenannten gesteuert,
so vermindern sich diese Zeiten weiter etwa auf die Hälfte. Das Kurvenbild nach
Abb. i zeigt, daß bei der erfindungsgemäßen Steuerung,die Gesamtschaltzeiten sich
auf den Bruchteil einer- Halbwelle vermindern lassen. Dies ist von besonderer Wichtigkeit
bei sehr selektivem überstromschutz, hei dem es darauf ankommt, den geringsten Schaltverzug
zu erreichen. Auch für das Förtschalten von Kurzschlüssen ist es wichtig, die Unterbrechung
sobald wie möglich nach dem Auftreten des Kurzschlusses zu bewirken, damit Spannungsabsenkungen
im Netz vermieden werden.
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In Abb. 2 ist das Drehstronikurvenbild im Augenblick der Unterbrechung
dargestellt. Der Auslöseimpuls der Phase T wird im Punkt i der Phase R gegeben.
Die Phase T ist erst löschend im Punkt 2. Die Phase S gibt im Punkt 3 den Auslöseimpuls
für die Phase R, die bei der Löschung der Phase I' nach der Zeit t4 mit S
in Phase liegt. Die Löschung der Phase S und R erfolgt in den Punkten 4 und 8, die
zeitlich zusammenfallen.
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Abb. 3 zeigt ein Schaltschema, in dem eine der möglichen Schaltungen
der erfindungsgemäßen Anordnung dargestellt ist. In den Phasen R, S, T sind die
an sich bekannten, auf die Kurvenlage ansprechenden Steuereinrichtungen 14, 15 und
16 angeordnet, die beispielsweise aus eisengesättigten Drosseln mit Funkenstrecke
18 ausgebildet sein können und auf die Auslöseimpulse -22 arbeiten. Der Auslösestromkreis
ist durch Kontakt ig unterbrochen und wird beim Ansprechen des Überstromrelais 2o
geschlossen. Das Relais ist nur in Phase T gezeichnet. Die einzelnen Schalterpole-
sind mit iö" 11, 12 bezeichnet. In Abb. 4 ist der Erfindungsgedanke schematisch
dargestellt, wobei die Steuereinrichtungen 14, 15 und 16 entweder auf Minimal-oder
auch- auf Maximalwerte ansprechen können. Sie können durch einen Parallelschalter
25 überbrückt sein, der von den Überstromrelais zur Ausschaltung geöffnet wird und
so die Steuereinrichtung zur Wirksamkeit bringt.