DE737514C

DE737514C - Device for limiting short-circuit currents

Info

Publication number: DE737514C
Application number: DEL105878D
Authority: DE
Inventors: Friedrich Metzger
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1941-11-12
Filing date: 1941-11-12
Publication date: 1943-07-15

Description

Einrichtung zur Begrenzung von Kurzschlußströmen Es sind Einrichtungen zur Begrenzung von Kurzschlußströmen vorgeschlagen worden, bei denen zu den Kontakten einer im Hauptstromkreis liegenden, bei Kurzschluß sehr schnell öffnenden Srihaltvorrlchtung eine Reihenschaltung eines Strombegrenzurygswiderstandes mit einem Nehenschalter liegt, der zwecks Abschaltung des durch den Widerstand fließenden Reststromes durch -ein trom- oder zeitabhängiges Auslösegled ausgelöst wird. Diese Einrichtungen haben den Zweck, hehr Auftreten hoher Kurzschlußströme hinter der Schnellschaltvorrichtung liegende Schaltgeräte geringerer Scbaltleisturvg vor den Folgen des Auslösens unter zu hoher, ihre Schaltleistung überschreitender Kurzscblußstromstärke zu schützen. Die Schnellschaltvorrichtung öffnet in. diesem FaUe ihre Kontakte schneller als die nachgeschalteten Schaltgeräte und schaltet den Parallelwiderstand in den Stromkreis, der den Kurzschlußstrom auf einen geringeren Wert herabdrückt. Diesier wird von den nachgeschalteten Schaltern abgeschaltet, und die Schnellschaltvorrichtung wird selbsttätig wieder geschlossen. Für den Fall, daß der Reststrom jedoch nicht *ordnungsgemäß abgeschaltet werden sollte, wird er durch Auslösien des Nehenschahers mittels des Auslösegliedes unterbrochen.Device for limiting short-circuit currents There are devices to limit short-circuit currents have been proposed in which to the contacts a holding device located in the main circuit that opens very quickly in the event of a short circuit a series connection of a current limiting resistor with a proximity switch which is to switch off the residual current flowing through the resistor -a current or time-dependent trigger LED is triggered. These facilities have the purpose of the occurrence of high short-circuit currents behind the high-speed switching device lying switchgear with lower switching power before the consequences of tripping too high to protect their switching capacity exceeding short-circuit current strength. In this case, the quick switching device opens its contacts faster than the downstream switching devices and switches the parallel resistor into the circuit, which reduces the short-circuit current to a lower value. This is from the downstream switches are switched off, and the rapid switching device is closed again automatically. In the event that the residual current is not * properly should be switched off, it is activated by releasing the close proximity switch using the Trip link interrupted.

Dä;e Erfindung betrifft eine besonders zweckmäßige Ausführungsform eines solchen Kurzschlußstrombegrenzers, und zwar wird erfindungsgemäß, ähnlich wie bei einer bekannten Art von Schnellschaltern, der bewegliche Kontakt der Schaltvorrichtung bei Kurzschluß durch das schlagartige Auftreffen eines durch die Zugkraft eines Hauptstrom.auslösemagneten von einem Haltemagneten abgerissen,gn Schlagankers gegen die Wirkung der Kontaktdruckfeder in Ausschaltrichtung bewegt, worauf durch einen vom Reststrom b ;etätigten Auslöser ein Schaltschloß ausgelöst und hierdurch der bewegliche Kontakt in der Ausschaltstellung gesperrt und der Nebenschalter ;geöffnet wird. Die Einrichtung nach der Erfindung gestattet durch ihre schnellschaltartige Wirkung dem Kurzschlußstrom nicht, bis zu seinem Höchstwert anzusteigen, sondern zwingt die Stromkurve bereits während es Anstieges zur Umkehr. Sie ist. auch für große Stromstärken, z. B. in Bahnanlagen mit Speisung durch Gleichrichter oder Umformer, geeignet und hat den heiteren Vorteil, daß sie sich aus. einer Schnellschalterform, die für derartige Anlagen benutzbar ist, durch kleine Abänderungen herstellen läßt.The invention relates to a particularly expedient embodiment such a short-circuit current limiter, according to the invention, is similar as in a known type of quick switch, the moving contact of the switching device in the event of a short circuit through the sudden impact of a through the tensile force of a Main current.tripping magnet torn from a holding magnet, gn impact armature against the action of the contact pressure spring moves in the disconnection direction, whereupon by a from the residual current b; actuated trigger tripped a key switch and thereby the Movable contact locked in the switch-off position and the secondary switch; open will. The device according to the invention is made possible by its fast-switching type effect the short-circuit current does not rise to its maximum value, but forces the current curve to reverse while it is rising. She is. also for large currents, e.g. B. in railway systems with power supply by rectifier or converter, suitable and has the cheerful advantage that it is made up of. a quick switch form, which can be used for such systems can be produced by making small changes.

Die weitere Ausbildung eines Kurzschlußstrombegrenzers nach der Erfindung ist an einem Ausführungsbeispiel in Fg. i und 2 erläutert, und zwar stellen Fig. i die Schnellschalterfoim und Fig.2 den eigentlichen Kurzschlußstrombegrenzer nach der Erfindung dar.The further development of a short-circuit current limiter according to the invention is explained using an exemplary embodiment in FIGS. 1 and 2, namely, FIGS. i the quick switch foim and Fig.2 the actual short-circuit current limiter according to of the invention.

Fig.3 zeigt in einem Schaltbild ein spezielles. Anwendungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes.Fig. 3 shows a special one in a circuit diagram. Application example of the subject matter of the invention.

Einem Haltemagneten 2, der durch die Stromzuführungsschiene zu dem festen Kontakt 4 :erregt wird, steht ein sehr kräftiger Auslösemagnet i gegenüber, der, durch die Hauptstromspule 5 erregt, bei Kurzs;chluß den Schlaganker 3 ;gegen die Kraft der schwachen Haltefedern 32 von den Polen des Haltemagneten abreißt. Der Schlaganker schlägt hierbei auf einen um :eine Achse 2o drehbaren Auslösehebel2i und unmittelbar darauf auf den bew=eglichen Kontakthebel 6, der um eine ortsfeste Achse 16 schwenkbar ist. In der dargestellten Einschaltstellung wird der Kontakthebel 6 gegen das feste Kontaktstück 4. durch :eine als Zugfeder 7 ausgebildete Kontaktdruckfeder gezogen, Z]iei bei 28 an dem Kontakthebel 6 :einerseits angreift und andererseits an seiner Schubstange 27 befestigt ist. Letztere greift mit ihrem rechten gabelförmigen Ende um das Befestigungsende 28 der Feder 7; mit ihrem linken Ende ist sie mit einem mit der Schaltwelle 8 fest verbundenen Hebelarm 33 gelenkig verbunden. Mit der Schaltwelle 8 ist die hintere Seite !eines Schaltschlosses 9 mit Freiauslösung verbunden, an dessen vorderer Seite der Antriebshehel 3o befestigt ist. Dias Schloß wird nach dem Einschalten durch eine Endklinke 18 in der Einschaltstellung gehalten und kann dadurch ausgelöst werden, daß ein Winkelhebel 19, 25 gegen Federkraft 24 im Uhrzei;gersinn:e um seine Achse: i i gedreht wird, so daß er auf den Auslösesporn 26 des Schlosses trifft.A holding magnet 2, which through the power supply rail to the Fixed contact 4: is excited, there is a very powerful trigger magnet i opposite, which, excited by the main current coil 5, in the event of a short circuit, the armature 3; against the force of the weak retaining springs 32 is torn from the poles of the retaining magnet. The impact anchor turns over to one: an axis 2o rotatable release lever 2i and immediately afterwards on the movable contact lever 6, which is a stationary one Axis 16 is pivotable. The contact lever is in the switched-on position shown 6 against the fixed contact piece 4. by: a contact compression spring designed as a tension spring 7 pulled, Z] iei at 28 on the contact lever 6: engages on the one hand and on the other hand is attached to its push rod 27. The latter engages with her right fork-shaped End around the attachment end 28 of the spring 7; with her left end she is with one with the shift shaft 8 firmly connected lever arm 33 articulated. With the selector shaft 8, the rear side of a switch lock 9 is connected with trip-free release whose front side of the drive lever 3o is attached. The lock is getting behind after switching on by an end pawl 18 held in the switched-on position and can be triggered by the fact that an angle lever 19, 25 against spring force 24 in the clockwise direction: e about its axis: i i is rotated so that it hits the release spur 26 of the lock meets.

Der Schalter hat folgende Wirkungsweise: Beim Einschalten durch Drehen des Antriebshebels 30 im Uhrzeigersinne wird durch das verklinkte Schaltschlo:ß die Schaltwelle 8 im Uhrzeigersinne gedreht, die Schubstange 27 über den Hebelarm 33 nach links gezogen und der bewegliche Kantakthebül 6 durch den Zug der nunmehr gespannten Kontaktdruckfeder 7 geben den festen Kontakt 4 gedrückt. Der Auslösehebel 2 i wird durch die Ausl.ösestange 23 unter dem Zuge der Feder 22 mit seinem oberen Hebelarm leicht gegen den Schlaganker 3 gedrückt. Bei Kurzschluß dreht der nach links abgerissene Schlaganker zunächst den Auslösehebe121 gegen den Uhrzeigersinn und trifft sodann auf den beweglichen Kontakthebe16 hammerartig auf, so daß nach Trennung der Kontakte der Lichtbogen auf die Funkenhörner 29 getrieben und in. dem sehr starken Blasfeld des Auslösemagneten rasch zum Erlöschen gebracht wird. Währenddessen hat der Auslösebeb :cl 21 die Auslösestan:ge 23 nach rechts gezogen und dadurch den Winkelhebel i9, 25 im Uhrzeigersinne gedreht. Hierdurch wird das Schloß 9 ausgelöst, so daß die Schubstange 27 sich unter dem Zuge der auf die Schaltwelle 8 wirkenden Ausschaltfeder 31 nach rechts bewegt und den vom Schlaganker getroffenen Schalthebe16 durch Drücken auf das Ende 28 der Feder 7 in der Ausschaltstellung festhält. Diabei fällt der Antriebshebel3o in die Ausschaltstellung zurück, das Schloß verklinkt wieder, und der Schalter kann von neuem eingeschaltet werden.The switch has the following mode of operation: When switching on by turning the drive lever 30 clockwise, the latched switch lock: ß rotates the switching shaft 8 clockwise, the push rod 27 is pulled to the left via the lever arm 33 and the movable Kantakthebül 6 by the train of the now tensioned Contact compression spring 7 give the fixed contact 4 pressed. The release lever 2 i is pressed lightly against the impact armature 3 by the release rod 23 under the action of the spring 22 with its upper lever arm. In the event of a short circuit, the armature torn off to the left first rotates the release lever121 counterclockwise and then hits the movable contact lever16 like a hammer, so that after the contacts are separated, the arc is driven onto the spark horns 29 and quickly extinguished in the very strong blown field of the release magnet will. Meanwhile, the trigger lever 21 has pulled the trigger rod 23 to the right and thereby turned the angle lever 19, 25 clockwise. This triggers the lock 9, so that the push rod 27 moves to the right under the action of the switch-off spring 31 acting on the switch shaft 8 and holds the switch lever 16 hit by the impact armature in the switch-off position by pressing the end 28 of the spring 7. The drive lever 3o falls back into the switched-off position, the lock latches again, and the switch can be switched on again.

Aus dieser Schnellschalterform l:äßt sich ein Strombegrenzer nach der Erfindung in einfacher Weise herstellen, indem man entsprechend Fig@2, in der alle unwesentlichen Teile weggelassen sind, die zwischen dem Schlaganker 3 und dem Schloß 9 befindlichen Kupplungsteile, also im wesentlichen den Auslöseheb:el 21 und die Auslösestange 23, mit der Feder 22 herausläßt und statt dessen einen Schalthebel 14 eines als 1\ebeuscbalter dienenden Hebelschalters 14, 15 auf der Schaltwelle 8 anbringt sowie dem Winkelhebel 19, 25 einen Auslöser, z. B. ein Bimetallglied 12, zuordnet, das bei einer bestimmten Stromerwärmung über den Winkelhebel das Schloß 9 auslöst.A current limiter can be used from this quick switch form produce the invention in a simple manner by according to Fig @ 2, in the all insignificant parts are omitted between the anchor 3 and the Lock 9 located coupling parts, so essentially the release lever: el 21 and the release rod 23, with the spring 22 lets out and instead a switch lever 14 of a lever switch 14, 15 serving as a 1 \ ebeuscbalter on the switching shaft 8 attaches and the angle lever 19, 25 a trigger, for. B. a bimetal member 12, assigns the lock at a certain current heating via the angle lever 9 triggers.

Die Einrichtung nach Fig. 2 wirkt in einer Anlage nach Fig.3 wie folgt: Tritt in einem der durch Verteilungsschalter 4o geschützten Verteilungsstromkreise ein Kurzschluß, z. B. an der angekreuzten Stelle, auf, so fließt der Kurzschlußstrom durch die Cberstromauslösemagnetspule 5, die bewegliche Leitung 17, den beweglichen Kontakt 6, den festen Kontakt der Schaltvorrichtung sowie durch den Verteilungsschalter 4o und dessen überstromausl:ös@er 41. Der Üb:erstromauslöser .H erhält einen Auslöseimpuls; ehe aber der zugehörige Schalter 40 seine Kontakte öffnen kann, schlägt der Schlaganker 3 den Kontakthebel 6 nach links, so daß der Kurzschlußstrom gezwungen ist, über den Begrenzungswiderstand io zu gehen. Dien hierdurch begrenzten Kurzschlußstrom schaltet der leistungsschwache Schalter 40 ohne Schaden ab, und der Schlaganker, der durch die Wirkung des begrenzten Stromes auf den Auslösemagneten i bis dahin in seiner Auslösestellüng gehaltem. wurde, ohne daß jedoch der Schalthebel 6 in seiner Ausschaltstellung g espierrt worden ist, kehrt nach Aufhören des Stromes wieder in seine Ruhelage und der Kontakthebel 6. -daher in seine Einschaltstellung zurück. Die Stromversoirgung ist also nur für einen Bruchteil. einer Sekunde unterbrechen, nämlich vom Öffnern. des Kontakthebels 6 bis zu seinem Wiederschließen.The device according to FIG. 2 acts in a system according to FIG. 3 as follows: If a short circuit occurs in one of the distribution circuits protected by distribution switches 4o, e.g. B. at the crossed point on, the short-circuit current flows through the overcurrent release solenoid 5, the movable line 17, the movable contact 6, the fixed contact of the switching device and through the distribution switch 4o and its overcurrent release 41. ercurrent release .H receives a trigger pulse; But before the associated switch 40 can open its contacts, the impact armature 3 strikes the contact lever 6 to the left, so that the short-circuit current is forced to go over the limiting resistor io. The short-circuit current limited as a result of this, the low-power switch 40 switches off without damage, and the impact armature, which has been held in its release position by the effect of the limited current on the release magnet i until then. was, without, however, the shift lever is in its off espierrt g 6, the flow returns to cessation again in its rest position and the contact lever 6. -hence in its switched back. The power supply is therefore only for a fraction. interrupt a second, namely from opening. of the contact lever 6 until it closes again.

Sollte der Schalter q.o versagen. oder der Kurzschluß an einer Stelle der Anlage zwischen dem Schalter q.0 und dem Schalter q., 6 liegen, so wird der Bimetallstreifen 12, der von dem in Richtung der doppelten Pfeile fließenden Reststrom, gegebenenfalls unter Parallelschaltung eines Neb,enschlußwiderstandes 13, beheizt wird, nach kurzer Zeit so warm, daß @er durch seine nach unten gerichtete Aasbiegung den Winkelhebel i g, 25 im Uhrzeigersinne dreht und .dadumch das Schloß 9 auslöst. Hierdurch wird die Schaltwelle 8 unter dem Zuge der Feder .3 i im Gegensinne des Uhrzeigers ,gedreht und durch die Schubstange 27, wie vorher beschrieben, der Kontakthebiel 6 in seiner durch das Auftreffen des Schlagankers bewirkten Ausschaltstellung festgehalten. Gleichzeitig wird durch die Direhung der Schaltwelle 8 der Kontakthebel 14 von seinem festen Giegenkontakt 15 entfernt- und somit durch Öffnen des Nkeibenschalters 1q., 15 der durch Doppelpfelle gekennzeichnete Stromkreis des Reststromnes unterbrochen, so daß die Anlage stromlois wird. Der Begrenzungswiderstand io braucht nur für kurzzeitige Belastung ausgelegt zu sein, da er durch das Ansprechen des Auslösers 12 gegen zu hohe Erwärmung durch länger dauernde: Belastung ;geschützt ist.Should the switch qo fail. or if the short circuit is at a point in the system between switch q.0 and switch q., 6, then the bimetallic strip 12, the residual current flowing in the direction of the double arrows, is heated, possibly with a shunt resistor 13 connected in parallel becomes so warm after a short time that @ he turns the angle lever ig, 25 clockwise through its downward bending and .dadumch triggers the lock 9. As a result, the switching shaft 8 is rotated under the course of the spring .3 i in the counterclockwise direction and held by the push rod 27, as previously described, the contact lever 6 in its disengaged position caused by the impact of the impact armature. At the same time, by the direction of the switching shaft 8, the contact lever 14 is removed from its fixed counter contact 15 and thus by opening the Nkeibenschalters 1q., 15 the circuit of the residual current indicated by double arrows is interrupted, so that the system is currentless. The limiting resistor io only needs to be designed for short-term loading, since it is protected against excessive heating due to prolonged loading by the response of the release 12.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for limiting short-circuit currents with a switching device in the main circuit that opens quickly in the event of a short circuit and a series connection of a current limiting resistor, which is parallel to their contacts and a detachable switch for the purpose of interrupting the residual current through a. the moving contact (6) of the switching device in the event of a short circuit sudden. Push against its contact pressure spring (7) moving in the switch-off position Impact anchor (3), which is activated by the tensile force of a main current release magnet (i) from a holding magnet is torn off, as well as one actuated by the residual current by A key switch triggers the movable contact (6) in the switch-off position locking and the level switch (1q.), opening trigger (12).

2. Short circuit current limiter according to spoke i, characterized in that the movable contact (14) of the secondary switch on one of the locking of the movable contact (6), the switching device after Triggering of the lock (9) causing shaft (8) is attached or controlled by it will.