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Mehrpoliges elektromagnetisch betätigtes Schütz mit Kurzschlußaus1ösung
Es sind elektromagnetisch oder druckluftbetätigte Schütze mit-Kurzschlußauslösung
bekannt, bei denen die beweglichen, vom Schaltanker gesteuerten Kontakte oder die
normalerweise feststehenden Gegenkontakte mit ihren Iiontalctträgern durch lösbare
Sperrungen, wie Klinken, Kniehebel o. dgl., verbunden sind, die bei Kurzschluß zwecks
besonders schneller Kontaktöffnung durch ,den Kurzschlußauslöser gelöst werden,
so daß die entsperrten Kontakte sich unter Federkraft in Ausschaltrichtung bewegen,
wobei eine Entregung des die beweglichen Kontakte steuernden Schaltmagneten entweder
gar nicht oder erst nach der Entsperrung der Kontakte eintritt. Durch diese Maßnahme
soll die Ausschaltgeschwindigkeitdes Schützes im Kurzschlußfalle gegenüber der bekannten
Auslöseweise durch Öffnen eines Auslösekontaktes im Erregerstromkreis der Schaltspule
erhöht und die Gefahr des Zusammenschweißens der Kontakte unter Kurzschluß vermindert
werden. Die Rückzugskraft, die nach der Entsperrung die Kontakte in die Ausschaltestellung
bew egt, kann hierbei jedoch nicht beliebig stark gewählt werden, da anderenfalls
für die Entklinkung sehr starke Auslösemagnete und besonders widerstandsfähige Lagerungen,
Dämpfungsvorrichtungen für den Anschlag am Ende der Ausschaltbewegung u. dgl. erforderlich
würden. Die Folge davon ist, daß die Schweißgefahr bei derartigen verklinkten Schützen
nur bis zu einer gewissen, nicht allzu hohen Kurzschlußstromstärk e vermieden ist
und bei noch größeren Stromstärken wiederum Kontaktverschweißungen auftreten können.
Diese bringen aber gerade bei sehr hohen Stromstärken besonders hohe Gefahren durch
Überbeanspruchungen der Kurzschlußstrombahn infolge der nicht eintretenden Abschaltung
mit sich.
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Um die Schweißgefahr ohne Anwendung übertrieben starker Ausschaltfedern
zu beseitigen und außerdem die Schaltgeschwindigkeit in noch stärkerem Maße zu erhöhen,
als durch die bekannten Verklinkungen möglich
ist. «wird gemäß der
Erfindung der Kurzschlußauslöser in an sich bei einpoligen verklinkten Selbstschaltern
bekannter Wise so ausgebildet, daß er nach Lösen der Sperrung die ausgelösten Kontakte
durch seine Wirkung auf die Sperrung oder auf die Kontakte selbst in Ausschaltrichtung
weiterbewegt. Hierdurch wird eine zusätzliche Ausschaltkraft auf den bzw. die entklinkten
Kontakte zur Wirkung gebracht, die, wenn eine Verschweißung der Kontakte entstanden
oder im Entstehen begriffen war, die sichere Kontakttrennung bewirkt. Darüber hinaus
wird auch gegenüber den bekannten verklinkten Schützen eine erhöhte Ausschaltgeschwindigkeit
erzielt und dadurch, ähnlich wie bei Gleichstromschnell.schaltern, der Kurzschlußstrom
vor Erreichen seines Höchstwertes zum Absinken gezwungen und dadurch die gesamte
Kurzschlußbabn gegen thermische und elektrodvnamisclie Überbeanspruchung in höchstem
Maße geschützt, Durch die Verringerung der Stromhöhe wird andererseits auch die
Schaltleistung erhöht; da ja derjenige Wert des Kurzschlußstromes für die wirksame
Schaltleistung bestimmend ist, der an der betreffenden -Netzstelle ohne diese schnellschalterartige
Wirkung des Schützes nach der Erfindung auftreten würde. Besonders bei Kniellebelsperrungen
vollzieht sich bekanntlich vier erste Teil der Bewegung nach Durchdrücken des Knies
verhältnismäßig langsam, so daß hierbei infolge der zusätzlichen Beschleunigung
der Kontakte durch die Wirkung des Kurzschlußauslösers nach der Erfindung, die zweckmäßig
unmittelbar nach dem Durchdrücken des hniellebels einsetzt, eine sehr wirksame Beschleunigung
der Ausschaltbewegung erzielt werden kann. Der bewegte Teil des Kurzschlußauslösers
kann hierbei nach Lösen der Sperrung je nach. deren Ausbildung auf solche Teile
der Sperrung, die finit dem Kontakt verbunden sind, weiter wirken und dadurch mittelbar
die Kontakte beschleunigen, oder aber, was in vielen Fällen noch günstiger ist,
auf den Kontakt unmittelbar einwirken. z. B. durch hammerartigen Schlag nach Zurücklegen
eines kleinen Leerhubes. Der kleine Leerhub des Kurzschlußauslöseankers ist besonders
deshalb von Vorteil, weil durch ihn, wie sich rechnerisch und durch Versuche nachweisen
läßt, eine wesentlich höhere Ausschaltgeschwindigkeit des entsperrten Kontaktes
erzielen- läßt, als wenn der Auslöseanker ohne Leerhub. also vollkommen kraftschlüssig
in bekannter Weise mit der Knieliebelsperrung des beweglichen Kontaktes verbunden
wäre und diese somit stoßfrei öffnen würde. Gerade durch die Stoßwirkung lassen
sich besonders starke Kräfte erzielen, so daß auch etwa bereits im Erkalten begriffene
und daher sehr schwer trennbare Sch@t-tißstillen mit Sicherheit zerrissen «-erden;
ferner fallen infolge der hohen Schaltgeschwindigkeit dir Höchstwert des Kurzschlußstromes
und seiii@ Dauer außerordentlich gering aus. Andererseits wird gegenüber den bereits
vorgeschlagenen Ausführungsformen von Schützen, lki denen die Kontakte nicht verklinkt
sind und im Kurzschlußfalle der Magnetanker durkli Schlag auf die beweglichen Kontakte
diese gegen die Kraft .der Kontaktdruckfedern v,)ii ihrem Träger abschlägt, eine
geringere Kraft des Auslöseinagneten benötigt, da nach Löse» der Sperrung dem 'Magnetanker
keine Gegetikra.ft entgegensteht, sondern er lediglich dic Kraft der Rückzugsfeder
zu unterstützin braucht.
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Die Erfindung ist demnach besonders für solche Schütze geeignet, bei
denen der Kontaktdruck verhältnismäßig hoch ist, also z. B.
für Schütze größerer
Nennstromstärke, und zwar auch deshalb, weil derartige Schütze iin allgemeinen nicht
mit so großer Häufigkeit betriebsmäßig geschaltet werden und daher ein Verschleißen
der @erhlinkungseinric@tungCil nicht in dem Maße zu befürchten ist, wie bei Schützen
für kleine und mittlere Nennstromstärken, die geringeren Kontaktdruck haben, aber
meist sehr häufig geschaltet werden.
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Die Abordnung nach der Erfindung kann für alle Pole des Sellützes
gemeinsam ausgubildet sein, so daß bei Kurzschluß auch in einem oder zwei Polen
alle drei Schalterpole durch die von Kurzschluß betroffenen l'lli@--stroinauslöser
gemeinsam entklinkt und in die Ausschaltlage bewegt werden. Sie kann aller auch
in jedem der Pole unabhängig voll deii anderen Polen angeordnet sein, so daß bei
liurzschluß zunächst nur die vom Kurzschluß betroffenen Pole durch ihre ILUrzschlui.lanslöser
ausgelöst werden und erst anscliließeil-I die übrigen Pole, z. B. durch Entregen
der Schaltspule, in an sich bekannter Weise sich öffnen.
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Die weitere Ausbildung der Erfindung ist an Hand von zwei Ausführungsbeispielia
nach Fig. 1 und 2 erläutert, und zwar zeigt Fig. r ein Schütz mit gesperrten Gegenkontakten,
Fig. -2 ein Schütz mit gesperrten, durch den Schaltmagneten gesteuerten be--,vegl
ichen Kontakten.
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Der Schaltmagnet a. des Schützes nach Fir. r wird durch eine Schaltspule
c beim Drückeil des Ein-Druckknopfes erregt, beim Drücken des Aus-Druckknopfes entregt.
Zum Ein-Druckknopf ist ein nicht dargestellter, von Schütz betätigter Selbsthaltekontakt
parallel geschaltet. Im Stromkreis der Schaltspule liegt ein Auslösekontakt o. Der
Sclialtniagnet hält nach Erregung einen um die Achse (l
schwenkbaren
Schaltanker b angezogen, an dem der Träger e der um eine Achse schwenkbaren beweglichen
Kontakt; g befestigt ist. Von den vorzugsweise drei Polen des Schützes ist nur :der
vorderste dargestellt. Durch die Kraft des Schaltmagneten a werden die beweglichen
Kontakte g gegen :die Kraft von Kontaktdruckfedern f auf die zugeordneten festen
Gegenkontakte lt gedrückt. Diese Kontakte sind, jeder Pol für sich oder alle drei
gemeinsam, um eine Achse 1, :drehbar und stehen unter dem Zuge von Rückzugsfedern
i. Dem Zuge dieser Federn können sie jedoch normalerweise nicht folgen, da sie durch
einen Kniehebel m, n in ihrer Einschaltlage gesperrt sind. Beim Auftreten eines
Kurzschlusses wird .der Anker j des Kurzschlußauslösers in der gestrichelten 'Stellung
nach oben gezogen und stößt auf das Knie, so daß die Sperrung der vom Kurzschluß
betroffenen Kontakte @h gelöst wird und diese Kontakte durch die Rückzugsfedern
i gegen den Uhrzeigersinn in ihre Ausschaltstellung geschwenkt werden. Gemäß ,der
Erfindung stößt der Anker j nach Lösen der Kniehebelsperrung durch die lagnetlzraft
seiner vom Kurzschlußstrom erregten Spule weiter. nach oben, übt dadurch über den
mit dem Kontakt h verbundenen Hebel 7t eine zusätzliche Kraft in Ausschaltrichtung
aus und setzt den Kontakt h dadurch in die Lage, auch wenn er bereits bis zu einem
gewissen Grad mit dem zugehörigen Kontakt g verschweißt sein sollte, sich unter
Zerreißung der Schweißstelle von diesem zu trennen.
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Die Anordnung kann ferner so getroffen sein, daß 51er Auslöseanker
j bei seinem Ansprechen in an sich bereits vorgeschlagener Weise den Auslösekontakt
o öffnet und dadurch den Schaltmagneten a entregt, so daß kurze Zeit nach der Entsperrung
:der Kontakte lt der abfallende Schaltanker b die drei Kontakte g in die
Ausschaltstellung bewegt.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.2 ist mit dem Schaltanker
b ein um eine Achse v
schwenkbarer Träger zt verbunden, an dem die
beweglichen Kontakte q um eine Achse r drehbar angelenkt sind. Diese werden
durch Kniehebel s, t normalerweise gegenüber ihrem Träger u gesperrt gehalten. Der
Kniegelenkhebel t ist mit einem Auslösesporn d. versehen. Bei -erregtem Schaltmagneten
werden die Kontakte q gegen die festen Kontakte p gedrückt, die selbstfedernd oder
besser mit nicht dargestellten Kontaktdruckfedern versehen sind. Auf einem Absatz
im oberen Teil der Grundplatte des Schützes ist ein auswechselbares dreipoliges
Auslöserkästchen 5 aufgesetzt. Dieses enthält in jedem der drei Pole einen im Hauptstromkreis
liegenden Biinetallattslöser z, einen Kurzschluß:auslöser x sowie - die zugehörigen
Auslöseorgane. Der Anker 8 des Kurzschlußauslösers ist mit einem Schlagbolzen :2
versehen, der durch die Vorderwand des Kästchens 5 und durch die Grundplatte des
Schützes hindurchragt, so daß sein vorderes Ende einen gewissen, nicht allzu großen
Abstand von dem zugehörigen beweglichen Kontakt q hat. Auf dem Bolzen 2 ist ferner
ein Ansatz 3 befestigt, der mit geringem Abstand dem Auslösesporn @. des Kniehebels
gegenübersteht. Am anderen Ende des Auslöseanlcers 8 ist um .einen festen Punkt
schwenkbar ein Sperrhebel u, angelenkt, der einem Klinkenhebel 6 gegenübersteht.
Die drei Klinkenhebel 6 sind auf einer Auslösewelle y derart angeordnet, daß sie
bei Drehung im Uhrzeigersinn den Kontakthebel o eines im Stromkreis der Schaltspule
c liegenden Auslösekontaktes mitnehmen. Mit dein. Kontakthebel o sind Hebel 9 fest
verbunden, die an ihren Enden einstellbare Exzenter zur Einstellung des Leerhubes
der Bimetallauslöser z tragen.
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Die Einrichtung wirkt wie folgt: Bei den normalen Ein- und Ausschaltungen
des Schützes :durch Erregen bzw. Entregen des Schaltmagneten bleibt der Kniehebel
s, t gestreckt. Bei Überlastungen biegen sich die Bimetallstreifen der betroffenen
Pole nach unten aus und schwenken durch Druck auf die Exzenter die Hebel g, so d,aß
der Auslösekontakthebel o die Erregung der Schaltspule c unterbricht und das Schütz
durch Zurückfallen des Kontaktträgers zt allpolig öffnet.
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Bei Auftreten .eines Kurzschlusses werden die Aüslöseanker 8 der betroffenen
Pole durch die Spulen x nach rechts gezogen; hierbei treffen zunächst die Ansätze
3 auf die Auslösesporne d. und drücken die Kniehebel s, t der betroffenen Pole über
den Totpunkt nach rechts, so daß die zugehörigen Kontakte q durch die Federn i in
die gestrichelte Lage gezogen werden. Unmittelbar nach Durchdrücken der Kniehebel
stoßen die Schlagbolzen 2 mit durch die Kurzschlußstromstärke gegebener großer Kraft
und Geschwindigkeit auf die zugehörigen Kontakte q, die sich durch .das Durchdrücken
ihrer Kniehebel entweder .bereits in -der Ausschaltbewegung befinden, mindestens
aber den auftreffenden Schlagbolzen keinen großen Widerstand entgegensetzen können
und daher sehr rasch in die *Ausschaltstellung gestoßen werden. Bei dieser Bewegung
drücken die Hebel 7c, mit ihren oberen kurvenförmigen Teilen gegen die Klinkenhebel
6, öffnen dadurch den Auslösekontakt o und verklinken sich mit den Klinkenhebeln
6 in der angezogenen Stellung .der Anker B. Hierdurch ist außer der An-. zeige der
vom Kurzschluß betroffenen Pole
auch eine Kurzschlußsperre gegeben,
die vor Wiedereinschalten des Schützes, zweckmäßig durch ein willkürlich betätigtes
Glied, wieder aufgehoben werden muß. Die beschriebenen Kontaktsperreinrichtungen
in, iz, s, t können in jedem der drei Schützpole für sich oder auch
in allen drei Polen gemeinsam angeordnet sein. Im letzteren Falle würden nicht nur
die vom Kurzschluß betroffenen Pole, sondern alle drei Pole gleichzeitig bei Kurzschluß
in der beschriebenen 'Weise ausgelöst werden.
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An Stelle der beschriebenen Kniehebelsperrungen können alle anderen
geeigneten Sperrungen, z. B. Klinkengesperre, kombinierte Kniehebel- und Klinkensperrungen,
Totpunktsfedern, Reibungskupplungen o. dgl. ver«-endet werden.