DE757824C - Schnellschaltrelais - Google Patents

Description

• Schnellschaltrelais Die Erfindung bezieht sich auf ein Schnellschaltrelais, das. nach Art eines Haltemagneten ausgebildet ist. Diese Relais haben den Vorteil, daß man mit ihnen außergewöhnlich kurze Schaltzeiten erreichen kann. Dabei ist es auch bereits bekannt, daß zur weiterem. HeT-absetzung der Schaltzeiten. der Haltewicklung bzw. einer Hilfswicklung ein Kondensator parallel geschaltet und auf diese Weise die Entmagnetisierung der Haltewicklung im Ansprechfall beschleunigt wird.
• Bei der bekannten Anordnung isst jedoch der Kondensator stets aufgeladen und wird im Ansprechfall entladen. Demgegenüber wird eine. wesentliche Verbesserung gemäß der Erfindung dadurch erzielt, daß der Kondensator parallel zu einer Kontakteinrichtung im Haltestromkreis vorgesehen ist, die vom Abschaltstrom gesteuert wird und die Auslösung des Relais bewirkt. Beispielsweise kann diese Kontakteinrichtung von einer Dlistanzschutzeinrichtung betätigt werden.
• Die erfindungsgemäße Anordnung hat den Vorteil, d'aß der Kondensator im Ruhezustand nicht aufgeladen ist. Im Ansprechfall dagegen bewirkt der Auflade@strom des. Kondensators eine schnelle Entmagnetisierung der Haltewicklung.
• Es ist zwar an sich bekannt, daß bei einem Schnellachaltrelais nach Art des Haltemagneten parallel zu einer im Haltestromkreis. vorgesehenen und vom Abschaltstrom gesteuerten Schalteinrichtung qin Widerstand vorgesehen ist. Jedoch handelt es sich dort um die Lösung einer ganz anderen Aufgabe und ferner nicht um die Verwendung eines Parallelkondensators. Außerdem wird der Widerstand im Ansprechfall durch die Schalteinrichtung gerade überbrückt und wirkungslos gemacht.
• Im nachstehenden wird die Erfindung an Hand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel noch näher erläutert.
• Abb. i zeigt das grundsätzliche Schaltschema. Der Haltemagnet M liegt mit seiner Wicklung I über einen Widerstand r+r' und eine Kontakteinrichtung Sch an. einer Gleichstromspannungsquelle U _ . Wird nun der Strom des Schaltkreises stark geschwächt oder auf den Wert Null gebracht, dann löst der Haltemagnet auf Grund seiner Federkraft P aus. Beim Ausschalten eines Stromkreises wird der Widerstand des Stromkreises an der Schaltstelle in einer endlichen Zeit unendlich groß gemacht. Die hierbei entstehende Ausschaltspannung und die Err hitzung der Kontakte führen. dazu, daß nach öffnen der Kontakte der Strom in einem Lichtbogen fortbesteht.
• Wie aus Abb. :2 hervorgeht, findet im Punkt i die Kontakttrennung statt, wobei der Haltemagnet vorher AW-Amperewindun, gen besaß. Im Punkt 3 ist der Strom bei AW=o, zu Null geworden. Der Haltemagnet braucht, um gerade noch die, Flederkr'aft P (Abb. i) zu halten, AWH-Halteamperewindungen. Er löst also im Punkt 2 aus. Die Auslösezeit ist hierbei ta. Sie ist abhängig von der Geschwindigkeit der Kontakttrennung.
• Diese Auslösezeit des Haltemagneten kann nun mit Hilfe der erfindungsgemäßen Schaltanordnung gemäß Abb. i wesentlich verkürzt werden.
• Die Magnetauslösung erfolgt durch öffnen der Kontakteinrichtung Sch, zu der zunächst ein Widerstand R parallel geschaltet ist, der die Amperewindungen des Magneten von AW auf AfIK (Restamperewindungen) nach erfolgter Kontakttrennung verkleinert (Abb. 3). Parallel zu der Kontakteinrichtung ist ferner ein Kondensator K geschaltet, der bei der Öffnung der Kontakteinrichtung aufgeladen wird.
• Seine Kapazität ist so groß zu wählen, daß eine Aufladung mit der Zeitkonstante TK = RK - K durch die entsprechende Ausschaltspannung erfolgt. Der Ladestrom des Kondensators fließt dann: entgegen dem Entlade,strom des Stromkreises und bewirkt damit eine wesentliche Verkleinerung der Ausschaltzeit tu (Abb, 3).
• Beim Schließen der Kontakte entlädt sich der Kondensator über die, Kontakteinrichtung Sch und über den Widerstand r'.
• Mit dieser Schaltanordnung lassen sich außerordentlich große Induktiv itäten innerhalb sehr kurzer Zeiten. abschalten-, und man erhält damit gleichzeitig durch Verwendung einer großen Windungszahl auf dem Haltemagneten einen sehr geringen Leistungsverbrauch des Stromkreises.
• Eine weitere wesentliche Verbesserung der Schaltung nach Abb. i stellt beispielsweise die Schaltung in Abb. 4. dar, wobei durch die gleichzeitige Betätigung der Kontakteinrichtungen 1, 2 oder m Abschaltvorgänge in Hintereinanderschaltung ermöglicht «-erden. Damit ergibt sich beispielsweise nach Abh.4 zur Aufladung eines geeigneten Kondensators die halbe Ausschaltspannung und ein größerer Gesamtaufladestrom für die Kondensatoren, was wiederum eine wesentlich kürzere Auslösezeit zur Folge- hat.
• Eine derartige Schaltanordnung des Schaltmagneten soll insbesondere zur Steuerung des Schnellschaltrelais bei Differenzschutzeinrichtungen Verwendung finden. Aus der Abb. 5 geht hervor, daß das öffnen der Kontakteinrichtung vom Impedanzglied (Z-Glied) und dem Richtungsglied (R-Glied) in Parallelschaltung vorgenommen wird.
• Fällt das Gleichspannungsnetz (LT - = o) aus, dann würde unabhängig von der Steuerung des Z- und R-Gliedes des Impedanzgliedes der Differenzschutzeinrichtung das Schnellschaltrelais auslösen und damit das Wechselspannungsnetz unterbrechen. Um dieses zu vermeiden, erhält das Schnellschaltrelais nach Abb. 6 bzw. Abb. 7 eine zweite Wicklung II, die vom Wechselspannungsnetz über Gleichrichter gespeist wird.
• Abb. 6 stellt eine Schaltanordnung mit gesondertem Gleichrichter G dar, der über einen Spannungswandler Sp an das Wechselspannungsnetz U_ angeschlossen ist. Bei der Schaltanordnung gemäß Abb.7 liegt der grundsätzlich gleiche Gedanke vor, wobei jedoch die zweite Wicklung II an die Gleichrichterklemmen des Spannungsteilers des Impedanzrelais angeschlossen ist. Die in der Abb. 7 im Wechselspannungsnetz liegenden symbolischen Schaltzeichen stellen die beim Impedanzrelais bereits bekannte Einphasen-Mehrphasen-Transformation über Gleichrichter dar.
• Dieser zweite, so ausgebildete Schaltkreis II des Schnellschaltrelais erhält die gleiche Schaltanordnung wie in Abb. i bzw. Abb. q.. Beide Schaltkreise des Schnellschaltrelais können wie in, Abb. 7 getrennt oder auch in Sparschaltung, @ in bezug auf Kontakteinrichtungen gemäß der Abb. 6, geschaltet werden.
• Die Durchführung des SchnellschaRrelais ist damit: AW=AWI+AWI,, wobei AWI>AWH und AWII>AWH ist,, so daß in jedem Fall bei Fehlen des Gleichstroms U= oder des Wechselstromnetzes U_ das Schnellschaltrelais in Ansp:rechs.tel.lunb verbleibt.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: r. Schnellschaltrelais, das. als Gleichstromhaltemagnet ausgebildet und in seinem Haltestromkreis: mit einer vom Abschalts.tro:m gesteuerten Kontakteinrichtung sowie mit einem Kondensator versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (K). parallel zur Kontakteinrichtung (Sch) liegt (Abb. r).
2. 2. Relais nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, d@aß außer dem Kondensator (K) auch noch ein, Widerstand (R) parallel zur Kontakteinrichtung (Sch) vorgesehen ist.
3. 3. Relais nach den Ansprüchen. r und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der Kontakteinrichtung, aus dem Parallelkondensator und gegebenenfalls aus dem Parallelwiderstand bestehende Kombination zweifach oder mehr als zweifach hintereinandergeschaltet ist (Alyb.4).
4. 4. Relais nach den Ansprüchen r bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ausschließlich zu jeder Kontakteinrichtung ein Widerstand (r') in Reihe geschaltet ist..
5. 5. Relais nach den Ansprüchen z bis .1, gekennzeichnet durch die Verwendung als Schaltrelais in Verbindung mit Differenzschutzeinrichtunggen.
6. 6. Relais nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kontakteinrichtungen je. von dem Impedanzglied und von dem Richtungsglied in Parallelschaltung betätigt werden (Fig. 5).
7. 7. Relais nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltemagnet zwei Wicklungen besitzt, von denen die eine (I) an eine Gleichspannungsquelle, die andere an das zu schützende Wechselspannungsnetz über Gleichrichter (G) angeschlossen ist (Fig.d). B. Relais nach den Ansprüchen 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Stromkreise (I, II) getrennt (Abb. 7) oder in Sparschaltung, in bezug auf Kontakteinrichtungen (Abb. 6), geschaltet sind. g. Relais nach den Ansprüchen 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung (II) an die Gleichrichterklemmen des Spannungsteilers des Impedanzrelais angeschlossen ist. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschriften Nr. 497 424, 499510-