DE723212C

DE723212C - Protection device for step transformers

Info

Publication number: DE723212C
Application number: DEA80925D
Authority: DE
Inventors: Orin P Mccarty
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1935-10-30
Filing date: 1936-10-30
Publication date: 1942-07-31
Also published as: GB464088A

Description

Bei unter Last regelbaren Stufentransformatoren werden häufig Momentschaltwerke vorgesehen, die den beweglichen Kontakt ruckartig von einem festen Schaltkontakt auf den benachbarten verstellen. Manche dieser Anordnungen weisen einen Widerstand auf, über den während der Dauer des Schaltvorganges der Laststrom fließt. In der Zeit zwischen den einzelnen Schalterbetätigungen 'istIn the case of step transformers that can be regulated under load, momentary switching mechanisms are often used provided that jerks the moving contact from a fixed switch contact adjust the neighboring one. Some of these arrangements have resistance, over which the load current flows during the switching process. In the time between the individual switch actuations'

»° der Widerstand durch den Regelschalter kurzgeschlossen. Dabei ist dann stets ein geschlossener Weg für den Laststrom vorhanden, und es tritt keine nachteilige momentane Unterbrechung des Stromkreises beim Schalt-Vorgang auf.»° the resistance is short-circuited by the control switch. It is then always a closed one Path for the load current available, and there is no disadvantageous momentary interruption of the circuit during the switching process on.

Da nun für gewöhnlich die Umschaltung verhältnismäßig schnell vor sich geht, so ist es nicht notwendig, den Widerstand so zu bemessen, daß er den Laststrom für längereSince the switchover usually takes place relatively quickly, this is the case it is not necessary to dimension the resistor so that it can hold the load current for long periods

ao Zeit oder dauernd führen kann. Vielmehr genügt es, den Widerstand so zu bemessen, .daß er während des kurzen Zeitraumes, wähnend dessen der Anzapfschalter von einem Kontakt auf den nächsten übergeht, den Laststrom sicher und ohne zu verbrennen führen kann. Das bedeutet eine wesentliche Ersparnis, da ein Widerstand, der den Laststrom dauernd führt, größer und teurer ist als ein Widerstand, der den Laststrpm nur momentan zu führen braucht. Bisweilen kommt es jedoch vor, daß infolge einer Störung im Schaltwerk des Regelschalters oder aus irgendwelchen anderen Gründen der Schalter in einer mittleren Stellung zwischen den eigentlichen Schaltstellungen stehenbleibt. In einem so'lchen Falle fließt der Laststrom dauernd über den Widerstand und erhitzt diesen derart, daß er beschädigt wird oder sogar verbrennt. Andererseits kann es auch vorkommen, daß der Dauerdurchgangsstrom durch den Widerstandao time or continuously. Rather, it is sufficient to measure the resistance in such a way that he during the short period of time during which the tap switch from one contact passes to the next, the load current can safely and without being burned. This means a substantial saving, as there is a resistor that keeps the load current leads, is larger and more expensive than a resistor that only supplies the load speed momentarily needs to lead. Sometimes it happens, however, that as a result of a fault in the switchgear of the control switch or for any other reason the switch in a remains in the middle position between the actual switch positions. In one of those Case, the load current flows continuously through the resistor and heats it so that it is damaged or even burned. On the other hand, it can also happen that the Continuous through current through the resistor

solche Werte annimmt, daß er zu einer unzulässig hohen Erhitzung des Widerstandes führt.Assumes such values that it leads to an unacceptably high heating of the resistor leads.

Die Erfindung schafft hierin Abhilfe, indem Mittel vorgesehen werden, die den Widerstand dann verhältnismäßig schnell kurzschließen bzw. abschalten, wenn der normale Laststrom wesentlich länger, als einer gewöhnlichen Umschaltung entspricht, über den ίο Widerstand fließt und ihn verhältnismäßig langsam kurzschließt in dem Fall, wenn der Durchgangsstrom zwar nicht so groß ist, daß er das erste Schaltmittel auszulösen vermag, jedoch groß genug ist, um eine unzulässige »5 Erwärmung des Widerstandes herbeizuführen. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist auf₌der Zeichnung schematisch dargestellt.The invention remedies this by providing means which then short-circuit or switch off the resistor relatively quickly when the normal load current flows through the resistor for much longer than a normal switchover, and short-circuits it relatively slowly in the event that the through current is not so large that it can trigger the first switching means, but it is large enough to cause an impermissible heating of the resistor. An embodiment of the invention is _{shown schematically on =} the drawing.

Auf dieser bedeutet i» den Schalterwiderstand, der an den Regelschalter 2 angeschlossen ist. Der Schalter 2 bedient die Anzapfungen einer Transformatorenwicklung 3, die beim Ausführungsbeispiel zu einem Spartransformator gehören, der eine Erregerwicklung 4 aufweist, die an einem Wechselstromnetz 5 ^a5 liegt. Die Wicklungen 3 und 4 sind miteinander durch einen Wähler 6 verbunden, der mit den Anzapfungen der Wicklung 3 zusammenwirkt. Der Zweck dieser Anordnung ist der, den Bereich der durch den Regelschalter 2 bewirkten Spannungseinstellung zu verändern. On this i »means the switch resistor which is connected to the control switch 2. The switch 2 operates the taps of a transformer winding 3, which in the exemplary embodiment belong to an autotransformer which has an excitation winding 4 which is connected to an alternating current network 5 ^a 5. The windings 3 and 4 are connected to one another by a selector 6 which interacts with the taps of the winding 3. The purpose of this arrangement is to vary the range of voltage setting effected by the control switch 2.

In der gezeichneten Mittelstellung des Wählers 6 kann der Regelschalter je zwei Stufen über oder unter der Spannung des Netzes 5 hergeben. Wenn der Wähler 6 mit dem einen Ende der Wicklung 3 verbunden ist, so vermag die Regeleinrichtung verschiedene geringere Spannungen hervorzubringen, während, wenn der Wähler 6 mit dem anderen Ende der Wicklung 3 verbunden ist, entsprechende Spannungserhöhungen auftreten.In the drawn middle position of the selector 6, the control switch can each have two levels above or below the voltage of the network 5. If the voter 6 with the one End of the winding 3 is connected, the control device is capable of various lower Bringing voltages, while when the selector 6 is connected to the other end of the winding 3, corresponding Voltage increases occur.

Die Ausbildung des Regelschalters 2 ist für die Erfindung unwesentlich und kann beliebig sein. Ebenso ist die Beschaffenheit des Widerstandes 1 an sich für die Erfindung ohne Bedeutung. Der Widerstand kann ein gewöhnlicher Widerstand, eine gesättigte Eisendrossel, ein bekannter, nicht linearer Eisenresonanzkreis oder sonst eine geeignete Anordnung sein. Vorzugsweise wird man jedoch einen an sich bekannten sog. spannungsabhängigen Widerstand verwenden.The design of the control switch 2 is not essential for the invention and can be arbitrary be. Likewise, the nature of the resistor 1 is per se for the invention irrelevant. The resistance can be an ordinary resistance, a saturated one Iron choke, a known, non-linear iron resonance circuit or another suitable one Be arrangement. Preferably, however, what is known as a voltage-dependent one is used Use resistance.

Um nun den Widerstand 1 gegen die nachteiligen Folgen der dauernden Belastung durch den Netzstrom in dem Fall zu schützen, daß der Regelschalter 2 in einer Zwischenstellung stehenbleibt, wie in der Zeichnung in gestrichelten Linien dargestellt, ist ein Schutzschalter für den Widerstand vorgesehen. Dieser besteht aus dem festen Kontakt 7 und dem beweglichen Kontakt 8, der unter dem Einfluß z. B. einer Feder 9 das Bestreben hat, durch Kontaktgabe mit dem festen Kontakt 7 einen Stromkreis zu schließen. Er wird jedoch durch eine Hochspannungssicherung 10 in der Offenstellung gehalten. Der Schutzschalter schließt beim Ansprechen der Sicherung 10 den Widerstand 1 nicht unmittelbar kurz, sondern schließt eine Ersatzleitung, wobei der Widerstand 1 einpolig abgeschaltet wird.Now to the resistance 1 against the disadvantageous consequences of the permanent load to protect by the mains current in the event that the control switch 2 is in an intermediate position remains, as shown in the drawing in dashed lines, is a circuit breaker intended for resistance. This consists of the fixed contact 7 and the movable contact 8, which is under the influence of z. B. a spring 9 endeavors to close a circuit by making contact with the fixed contact 7. However, he will held in the open position by a high voltage fuse 10. The circuit breaker when the fuse 10 responds, the resistor 1 does not close immediately short, but closes a replacement line, whereby the resistor 1 is switched off with one pole will.

Der Widerstand 1 weist bei dem Ausführungsbeispiel die Form eines kurzen Hohlzylinders auf, durch dessen Hohlraum 11 ein Bolzen 12 hindurchtritt, der an beiden Enden als Anschlußstücke dienende leitende Platten 13 gegen den Widerstandskörper 1 preßt, wobei die ganze Anordnung auf einer Grundplatte 14 aus Isolierstoff aufgebaut ist. Bei einem Schaltvorgang fließt dann der Strom von der Leitung 15 über die eine Platte 13 durch den Widerstandskörper 1 zur anderen Platte 13 und von dieser über die Leitung 16, die mit dem Schaltkontakt 8 in Reihe liegende Sicherung 1 o, durch die Leitung 17 zu der anderen Seite des Regelschalters 2.In the exemplary embodiment, the resistor 1 has the shape of a short hollow cylinder, through the cavity 11 of which a bolt 12 passes, which presses conductive plates 13 serving as connecting pieces against the resistor body 1 at both ends, the entire arrangement being built up on a base plate 14 made of insulating material is. During a switching operation, the current then flows from the line 15 via the one plate 13 through the resistor body 1 to the other plate 13 and from this via the line 16, the fuse 1 o, which is in series with the switching contact 8, through the line 17 to the other side of the control switch 2.

Die Sicherung 10 ist so bemessen, daß sie während einer Umschaltung normaler Zeitdauer den Netzstrom führen kann. Wenn jedoch der Regelschalter in einer Zwischenstellung hängenbleibt, dann bringt der Laststrom die Sicherung ι ο zum Schmelzen. Die Feder 9 kann nunmehr die Kontakte 7 und 8 zum Schließen bringen, und dadurch wird der Widerstand 1 aus dem Stromkreis herausgebracht. Dabei ist die Antriebskraft für die Bewegung des Schaltkontaktes 8 so bemessen, daß der Abstand zwischen dem stromlos gewordenen Ende der Sicherung 10 und dem Schaltkontakt 8 rasch derart vergrößert wird, daß das Bestehenbleiben eines Lichtbogens an dieser Stelle verhindert wird.The fuse 10 is dimensioned so that it is normal during a switchover can carry the mains current. However, if the control switch is in an intermediate position gets stuck, then the load current brings the fuse ι ο to melt. the Spring 9 can now bring the contacts 7 and 8 to close, and thereby the Resistor 1 brought out of the circuit. Here is the driving force for the Movement of the switching contact 8 so dimensioned that the distance between the de-energized The end of the fuse 10 and the switch contact 8 is rapidly increased in such a way that that the persistence of an arc is prevented at this point.

Es ist nun nicht ohne weiteres möglich, eine Sicherung so zu bauen, daß sie· einmal bei kurzzeitigen hohen Lastströmen und das »05 andere Mal bei verhältnismäßig niedrigen, aber lang anhaltenden Durchgangsströmen anspricht. Derartige verhältnismäßig niedrige Durchgangsströme können jedoch, wenn sie lange genug andauern, den Widerstand 1 ebenfalls unzulässig hoch erhitzen und ihn dadurch beschädigen. Aus diesem Grunde ist weiterhin nach der Erfindung ein kleiner schmelzbarer Metallzylinder oder Ring 18 an dem Bolzen 12 vorgesehen. Dieses Siehe- i»5 rungselement 18 spricht auf die Temperatur des Widerstandes 1 an, so daß, wenn der durch den Widerstand hindurchfließende Strom niedrig genug ist, die Sicherung 18 nicht schmilzt. Wenn jedoch dieser Durchgangsstrom eine derartige Höhe erreicht, daß er auf die Dauer eine unzulässige ErwärmungIt is now not easily possible to build a fuse in such a way that it · once with short-term high load currents and the »05 other times responds at relatively low but long-lasting through currents. Such relatively low through-currents can, however, if they last long enough, the resistance 1 also heat up to an unacceptably high level and thereby damage it. For this reason is further according to the invention a small fusible metal cylinder or ring 18 on the bolt 12 is provided. This see- i »5 approximately element 18 responds to the temperature of the resistor 1, so that when the The current flowing through the resistor is low enough to break the fuse 18 does not melt. However, when this through current reaches such a level that he in the long run an impermissible heating

des Widerstandes i hervorruft, so schmilzt der Zylinder 18, und das schmelzende Metall breitet sich, in dem Hohlraum 11 des Widerstandes aus, wodurch die leitenden Scheiben 13 miteinander verbunden werden und so der Widerstand ι kurzgeschlossen wird. Die Sicherung 18 ist verhältnismäßig langsam wirkend im Vergleich zu der schnell wirkenden Schaltanordnung mit der Sicherung 10.of the resistance i causes the cylinder 18 and the melting metal to melt spreads, in the cavity 11 of the resistor, creating the conductive discs 13 are connected to one another and so the resistor ι is short-circuited. The backup 18 is relatively slow acting compared to the fast acting switching arrangement with fuse 10.

Claims

Patent claims:

1. Protection device for step transformers, where during operation of the control switch the load current via a parallel to the control switch Resistance flows against inadmissibly high heating of the resistance, characterized in that in the line branch containing the transition resistor (1) two protective switching devices (7 to 10 or 13, 18) are provided, of which the one (7 to 1 o) at an inadmissibly long I ^ branch current passage and the other (13, 18) in the event of an impermissible increase in the continuous through current of the resistor responds and causes the resistor to be deactivated.,

2. Protection device according to claim 1, characterized in that the at one

Inadmissibly long-lasting load current passage responding switching device from one by a high voltage fuse (10) against the effect of a Spring (9) held in the open position switching contact (8) is made when responding the fuse (10) via the fixed contact (7) closes a replacement line through which the resistor (1) is single-pole is switched off.

3. Protection device according to claim 2, characterized in that the spring (9) is dimensioned so that when the fuse (10) responds, the distance between this and the released end of the switch contact (8) is rapidly increased.

4. Protection device according to claim 1, characterized in that i the second Switching device in a cylinder (18) made of relatively slowly melting conductive material consists of two as connecting pieces for the transition resistance trained metal plates (13) cooperates and when responding short-circuits the resistor (1).

5. Protection device according to claim 1 to 4, characterized in that the switching device (7 to 10) which becomes effective in the event of an inadmissibly long-lasting load current passage responds much earlier than the switching device (13, 18) which becomes effective in the event of an inadmissibly high continuous passage current.

1 sheet of drawings