DE822132C - Anordnung zur Schnellwiedereinschaltung elektrischer Leistungsschalter - Google Patents

Description

• Anordnung zur Schnellwiedereinschaltung elektrischer Leistungsschalter Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Leistungsschalter, die durch Kraftantrieb (Motor-, Druckluft-, Magnetantrieb o. dgl.) eingeschaltet und durch einen gespannten Federkraftspeicher ausgeschaltet werden, wobei ein Freiauslösungsschloß als leicht lösbares Kupplungsorgan zwischen Schalter und Antrieb dient. Bei Verwendung einer solchen Schalteinrichtung für Schnellwiedereinschaltung, d. h. für eine sofortige Einschaltung nach erfolgter Kurzschlußauslösung, zeigt es sich, daß eine verhältnismäßig lange Trennzeit, d. i. die Zeit zwischen dem Trennen und Wiederberühren der Schaltkontakte, entsteht, da erst Schloß und Antrieb in die Ausschaltstellung zurückgenommen werden müssen, ehe die Wiedereinschaltung beginnen kann.
• Um die Trennzeit wesentlich zu verkürzen, wird bei Schaltern der vorstehend gekennzeichneten Art gemäß der Erfindung ein Freiauslöseschloß verwendet, das in der Einschaltstellung des Schalters entgegen einer Rückzugfeder durch eine Stützklinke gehalten wird und das mit dem Antriebsgestänge nicht starr verbunden bleibt, so daß nach Lösen der Schloßverklinkung durch die in Aus-Richtung sich bewegenden Schalterteile der Wiedereinschaltvorgang sofort beginnen kann, wobei bereits im Verlauf der Kurzschlußabschaltung die Schloßteile unter Einwirkung der Rückzugfeder noch während der Fallbewegung wieder in Eingriff mit dem Schaltgestäng-e kommen und durch den einsetzenden Wiedereinschaltvorgang der Schalter wieder in die Einschaltstellung gebracht wird. In dieser Stellung verbleibt der Schalter, sofern nicht eine endgültige Abschaltung notwendig wird. Auf diese Weise erfolgt die Einschaltung nicht erst nach vollzogener Ausschaltung, sondern Aus- und Einschaltzeit überlagern sich zum Teil und setzen die gesamte Trennzeit beträchtlich herab, zumal der Antrieb schon nach vollzogener Schaltereinschaltung sofort in die Bereitstellung zur Wiedereinschaltung zurückgebracht werden kann.
• Bisher war es üblich, die Ausschaltfedern schon beim Einschalten zu spannen. Das Spannen der Ausschaltfedern kann aber auch erfindungsgemäß so erfolgen, daß der Federkraftspeicher für die Schalterausschaltung nicht bei der Einschaltung vollkommen, sondern in einem Zeitabschnitt ganz oder teilweise gespannt wird, welcher auf die vollzogene Einschaltung folgt, aber noch innerhalb der im Überstromschutzrelais eingestellten, verzögerten Zeit liegt.
• Bild i und 2 zeigen schematisch die Zusammenarbeit zwischen Antrieb, Schloß und Schalterteilen. a ist der Leistungsschalter, der durch einen Kraftantrieb, beispielsweise einen Motorantrieb b, eingeschaltet und durch einen Federkraftspeicher c ausgeschaltet wird. Zwischen Antrieb b und Schaltgestänge d ist ein Freiauslösungsschloß, z. B. ein Klinkenschloß e, eingefügt, das um die Achse f drehbar ist. Das Klinkenschloß e besteht aus der mit dem Schaltgestänge d starr verbundenen Doppelklinke g, der Auslöseklinke h, auf die der Auslöser i einwirkt, und der Abstützklinke k, die das Schloß in der Einschaltstellung entgegen den Rückzugskräften, hier durch Rückzugfeder L dargestellt, festhält. Die Ausschaltfeder c und Rückzugfeder L werden durch denAntrieb b Tiber dieMitnehmerstangem und das verklinkte Schloß e beim Einschalten des Schalters gespannt.
• Bild i zcigt die Anordnung in der Einschaltstellung. Bei Überstrom löst der Auslöser i die Klinke h. Die Doppelklinke g wird frei, so daß der Schalter a durch die Kraft der Feder c in die Aus-Stellung gelangt. Die Klinke g stößt mit ihrer Nasen gegen die Abstützklinke k, gibt das entlastete Klinkenschloß e frei; dadurch kommt die Klinke h mit der Doppelklinke g noch während des Zurückgehens von Schalterschloß und Schalter wieder in Eingriff (Bild 2).
• Bei einer Schnellwiedereinschaltung kann schon zu Beginn der Ausschaltbewegung das Kommando für die Wiedereinschaltung gegeben werden. Der sofort anlaufende Motor b fängt über die Mitnehmerstangem die zurückgehenden Schloßteilee auf, kehrt ihre Bewegungsrichtung um, schaltet den Leistungsschalter a wieder ein, wobei die Federn c und l gespannt werden. In der Endstellung hält die Abstützklinke k das Schloß e fest, während der Antrieb bin seine Einschaltbereitstellung zurückläuft (Stellung wie Bild i). Zur Einleitung des Wiedereinschaltvorganges bei Kurzschluß dient ein an sich bekanntes Überstromschutzrelais mit einem unverzögert schließenden und einem zur Einleitung einer gegebenenfalls notwendig werdenden endgültigen Abschaltung einstellbar verzögerten Kontakt.
• Bei der beschriebenen Schalteranordnung ist die durch mechanische Maßnahmen erreichbare kleinste Trennzeit jedoch schon kürzer als die zur Löschung des Kurzschlußlichtbogens notwendige Mindestzeit.
• Erfindungsgemäß ist daher das von den fallenden Schalterteilen gegebene \@'ieclei-einschaltkommando zeitlich einstellbar, so daß der vom Überstrom im Schutzrelais angeregte unverzögerte Steuerstromimpuls außer auf die :luslösespule auch je nach den örtlichen Betriebsbedingungen mehr oder weniger verzögert auf die Wiedereinschaltung einwirkt. Im ersteren Fall könnte also der L'berstrom an den Schalterkontakten schon unterbrochen und infolgedessen der unverzögert geschlossene Kontakt im Überstromschutzrelais wieder geöffnet sein, d. h. der Schnellwiedere,_'nschaltimptils unwirksam werden. Der Wiedereiuschaltimpills muß also gespeichert werden, was mittels eines im Schnellimpulsstrorrkreis liegenden Selbsthalterelais erreicht wird. Dieses Relais kann, da es nur bei Schnellwiedereinschaltimpulsen angeregt wird, zur Zählung sowie mit Zusatzkontakten versehen zur optischen oder akustischen Registrierung dieser Schaltvorgänge herangezogen «-erden. Es fällt nach Kommandoausführung selbsttätig wieder ab.
• Der Leistungsschalter öf;net kurz vor dein Erreichen seiner Ausschaltlage mechanisch oder elektrisch einen Blockiertingsschalter, welcher den Schnelleinschaltstrompfad trnvei-zcigert unterbricht. Er schließt ihn jedoch beim Einschalten erst nach einer einstellbar verzögerten Zeit, welche größer ist als die im Schutzrelais vorgesehene Verzögerungszeit für die endgültige Alrsclraltung. Dadurch wird nach erfolgloser Schnelltrennung eine unverzögerte Ausschaltung und nachfolgende W'iedereinsehaltung (Pumpen) vermieden sowie eine Schnelltrennung bei willkürlicher Einschaltung auf einen bestehenden, in diesem Fall mit Sicherheit als metallisch anzusehenden Kurzschluß unterbunden.
• Besteht dagegen nach vollzogener Schnellwiedereinschaltung der Kurzschluß nicht mehr, so bleibt der Leistungsschalter eingeschaltet und ist nach Ablauf der im Blockierungsscllalter eingestellten Kurzzeit zu einer weiteren Schnellschaltung betriebsbereit.
• Zur Erläuterung der elektrischen Steuervorgänge dient Bild 3, das den Stromlaufplan zeigt, wobei für die Schalterteile die gleichen Bezeichnungen wie in Bild i und 2 gelten, d. i. a der Leistungsschalter, b der Antrieb, e das Klinhcnschhfi mit dem Schaltgestänge d. Ferner bedeutet r eine willkürlich zu betätigende Kontaktvorrichtung (Steuerschalter zum Ein- und Ausschalten mit Ruhe- und Befehlsstellungen), 2 ein Überstromschtitzrelais mit unverzögertem Arbeitskontakt 2 h, Lind einstellbar verzögertem Arbeitskontakt 2 ii. 9 ist die Spule zum Spannungsauslöser für die 1?ntklinkung der Schloßteile (in Bild i und 2 mit i bezeichnet). 3 und 4 sind die Zugspulen zweier Schütze, gegebenenfalls auch Steuerventile bei Druckluftbetätigung u. dgl., von denen 3 die Einschaltung beispielsweise durch Motorantrieb vornimmt, während durch 4 die Einschaltbereitstellung des Antriebs wieder erreicht wird. Der Endschalter 5 dient zur Umsteuerung in den jeweiligen Endstellungen des Antriebs. ii ist der von den fallenden Schalterteilen mitgenommene, zeitlich einstellbare Impulsgeber für das Wiedereinschaltkommando auf die Spule 3, während 6 das

  Relais niit Kontakt f c zur Speicherung des vom

  Schutzrclaishoiitaht 2 k kommenden Impulses dar-

  stellt. An ihin können in Bild 3 nicht eingezeichnete

  Si-nalkontakte vorgesehen werden. Der Ausgang

  der Spule 6 fuhrt über (1en Endschalter 5, bei dessen

  Umsteuerung die Selbsthaltung über Kontakt 6a

  aufgehoben -,wird. io stellt den von der Endstellung

  des Leistungsschalters beispielsweise mechanisch

  über (las Gestänge d betätigten Blockierungsschalter

  dar, dessen Kontakte ioa und iob nach einer Ein-

  schaltung gemeinsam verzögert schließen. 7 ist ein

  Blockierungsrelais mit seinen Kontakten 7a und 7b,

  welches ebenso wie der Wahlschalter 8 nur bei will-

  kürlichen Schaltungen in Funktion tritt.

  Die Ein=clialtung erfolgt durch Betätigung des

  Stetiersclialters i, welcher über die gezeichnete

  Ruhestellung im L?hrzeigersintie in die Arbeits-

  stellung gedreht wird, wobei über den rechten Kon-

  takt 1 d des Steuerschalters i, über den Kontakt 7a

  des 131ockierungsrclais 7 der Stromkreis der Spule 3

  gescliloss<,n wird. Das Schütz schaltet den Motor

  ein, und dieser bringt den Schalter in die Ein-

  Stellung tind betätigt ain Ende seiner Bewegung den

  Endschalter S, -,wodurch die Zugspule 3 des Ein-

  schaltschützes unterbrochen und die Zugspule 4 ge-

  schlossen wird. Infolge dieser Umsteuerung läuft

  (für Motor wieder in seine Ausgangsstellung zurück.

  In dieser Stellung wird durch Umsteuerung des

  l,'n(lsclialters 5 der Stromkreis der Spule 3 wieder

  geschlossen, sofern der Steuerschalter i und damit

  der rechte Kontakt von d r sich noch in Arbeits-

  stellung befindet. Der Motorantrieb würde also

  wieder umgesteuert und weiterlaufen. Um dieses zu

  vermeiden, ist (las 131ockiertingsrelais 7 vorgesehen.

  Dieses Relais wird bei t?insteuerting des Endschal-

  ters 5 erregt und schließt seinen Selbsthaltekontakt

  7 b, während es (furch einen Gffnttngslkontalct 7 a die

  Verbindung; der Spule 3 zum Steuerschalter i a

  unterbricht. Beim Zurückgehen des Steuerschalters i

  in die Rtiliestellung, also durch das Loslassen des Be-

  tätigungsorgans, wird der Stromkreis des Blockie-

  rungsrelais 7 am Steuerschalter i d unterbrochen

  und das Relais 7 fällt ab.

  Soll der Schalter ausgeschaltet werden, so wird

  der Steuerschalter 1 entgegen dem Uhrzeigersinne

  gedreht. Dadurch wird über den Schalter i a die

  Spule 9 des Spannungsauslösers erregt und bewirkt

  die Atlslösuiig. In (ler Atis-Stellung des Schalters

  wird der Stromkreis der Spule 9 durch den von den

  fallenden Schalterteilen mitgenommenen Impuls-

  geber ii unterbrochen (nicht dargestellt).

  Ist selbsttätige Ausschaltung ohne Wiederein-

  schaltung vorgesehen, so muß der Stromkreis des

  unverzögerten Arbeitskontaktes 2 k am Schutz-

  relais 2 durch den Wahlschalter 8 geöffnet sein.

  Spricht infolge eines Kurzschlusses das Schutz-

  relais 2 an, so wird nach einer eingestellten Zeit der

  verzögerte Kontakt 2 ü geschlossen und über die

  Spule 9 des Spannungsauslösers die Ausschaltung

  des Schalters bewirkt.

  Soll beim Ansprechen des Schutzrelais 2 eine

  selbsttätige Ausschaltung mit Wiedereinschaltung

  erfolgen, so muß der Wahlschalter 8 geschlossen

  sein. Beim Ansprechen des Schutzrelais 2 schließt

  sich zuerst der unverzögerte Kontakt 2 k. In dem

  Stromkreis dieses Kontaktes befinden sich außer dem

  Wahlschalter 8 und der Spule 9 des Spannungsaus-

  lösers noch der Kontakt io a des Blockierungsschal-

  ters io. Der Kontakt ioa wird bei fallendem Schal-

  ter ohne Verzögerung geöffnet und bei Einschal-

  tung desselben mit einer Verzögerung geschlossen,

  die etwas länger als die längste Zeit des verzögert

  schließenden Kontaktes 2 ü des Schutzrelais ist.

  Dadurch wird nach erfolgter Wiedereinschaltung

  oder auch nach willkürlicher Einschaltung auf be-

  stehenden Kurzschluß eine unverzögerte Ausschal-

  tung verhindert. Der Schalter löst vielmehr durch

  Ansprechen des verzögerten Kontaktes 2ü endgültig

  aus.

  Durch (las Ansprechen des Kontaktes 2 k erhält

  die Spule 9 Spannung und bewirkt die Auslösung

  des Schalters. Gleichzeitig wird über den zweiten

  Kontakt des Blockierungsschalters io b die Spule

  des Halterelais 6 erregt. Dieses Relais übernimmt

  vom Kontakt 2 k des Schutzrelais den Befehl zum

  Wiedereinschalten, indem sein Kontakt 6a den

  Stromkreis des Schutzrelais bis zum Impulsgeber

  i i überbrückt. Der durch die fallenden Schalter-

  teile sich schließende Impulsgeber i i schließt den

  Stromkreis der Spule 3 des Einschaltschützes. Der

  Leistungsschalter wird also sofort über den vom

  Schütz betätigten Motorantrieb wieder eingeschal-

  tet, der am Ende seiner Bewegung den Endschalter 5

  betätigt, durch den der Stromkreis des Halterelais6

  und der Spule 3 unterbrochen und der der Spule 4

  eingeschaltet wird. Durch die Unterbrechung des

  Stromkreises des Halterelais 6 fällt der Kontakt 6a

  ab. Durch Schließung des Stromkreises der Spule 4

  läuft der Motor in seine Ausgangsstellung zurück.

  In seiner Endstellung betätigt er wieder den End-

  schalter 5, wodurch der Stromkreis der Spule 4

  unterbrochen wird.

  Besteht nach erfolgter Einschaltung der Kurz-

  schluß nicht mehr, so bleibt der Leistungsschalter

  eingeschaltet, andernfalls wird er über den ver-

  zögerten Kontakt 2 ü endgültig ausgeschaltet.

  Die willkürliche Ausschaltung mittels Steuer-

  schalter (Kontakt i a) oder durch Druckknopf-

  steuerung oder ähnliches, wie auch die mechanische

  Auslösung (Ies Schalters erfolgt unter Umgehung

  des Wiedereinschaltstrompfades durch Rück-

  schließkontakte i b und i c. Bei der willkürlichen

  Einschaltung wird dieser Wiedereinschaltimpuls

  durch entsprechende Arbeitskontakte i d nunmehr

  nachgeholt, wodurch der Schalter in seine verklinkte

  Einstellung, der Antrieb anschließend in die Ein-

  schaltbereitstellung geht. Ein selbsthaltendes Blok-

  kierungsrelais 7 läßt jedoch im Falle eines beim

  Einschalten bestehenden Kurzschlusses nur eine

  Draufschaltung zu, da es beim evtl. Festhalten des

  Kommandogerätes den Einschaltstrompfad nach

  dem Durchlauf des ersten Impulses in dem Kontakt

  7a öffnet und ihn erst beim Loslassen wieder

  schließt, so daß erst dann ein neuerlicher Einschalt-

  befehl ausgeführt werden kann. Der Kontakt 7 b

  dient zur zwischenzeitlichen Selbsthaltung von 7.

  Wird in den Schnellimpulsstrompfad ein Schalter, beispielsweise ein doppelpoliger Installationsschalter, im Schaltplan mit 8 bezeichnet, gelegt, so läßt sich die Schnelltrennung je nach Wunsch außer Betrieb setzen, ohne daß hierbei die normale Schutzfunktion des Leistungsschalters gestört wird.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung für Schnellwiedereinschaltung elektrischer Leistungsschalter, die durch Kraftantrieb ein- und durch einen beim Einschalten gespannten Federkraftspeicher ausgeschaltet werden, mit einem Freiauslösungsschloß als Kupplungsorgan zwischen Schalter und Antrieb, dadurch gekennzeichnet,daß einFreiauslösungsschloß verwendet wird, das in der Einschaltstellung des Schalters entgegen einer Riickzugfeder durch eine Stützklinke gehalten wird und mit dem Antriebsgestänge nicht starr verbunden ist, so daß nach Lösen der Schloßverklinkung durch die in Aus-Richtung sich bewegenden Schalterteile der Wiedereinschaltvorgang beginnen kann, wobei bereits im Verlauf der Kurzschlußabschaltung die Schloßteile unter Einwirkung der Rückzugfeder noch während der Fallbewegung wieder in Eingriff mit dem Schaltgestänge kommen und durch den einsetzenden Wiedereinschaltvorgang der Schalter wieder in die Einschaltstellung gebracht wird und darin verbleibt, sofern nicht eine endgültige Abschaltung notwendig wird.
2. 2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das von den fallenden Schalterteilen gegebene Wiedereinschaltkommando zeitlich einstellbar ist, so daß der vom Überstrom im Schutzrelais angeregte, unverzögerte Steuerimpuls außer auf die Auslösespule auch mehr oder weniger verzögert auf die Wiedereinschaltung wirkt.
3. 3. Anordnung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß itn Augenblick des Ansprechens des Cberstrotnschutzrelais (2) nicht nur die Auslösespule (9), sondern auch eine Haltespule (6) über einen von den fallenden Schalterteilen betätigten Blockierungsschalter (io) Spannung erhält und die Haltespule (6) einen Kontakt (6a) schließt, über den erst durch einen von den fallenden Schalterteilen mit Verzögerung schließenden Kontakt (i i) die Betätigungsspule (3) des Einschaltschützes des Antriebsmotors Spannung erhält, wodurch die Wiedereinschaltung erfolgt und in der Endstellung ein Schalter (5) betätigt wird, durch den der Antriebsmotor wieder in seine Ausgangsstellung zurückgesteuert wird (Bild 3).
4. 4. Anordnung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der von den fallenden Schalterteilen mechanisch oder magnetisch betätigte Blockierungsschalter (i o) ohne Verzögerung geöffnet, beim Einschalten dagegen mit einer einstellbaren Verzögerungszeit geschlossen wird.
5. 5. Anordnung nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die einstellbare Verzögerungszeit des Kontaktes (2ü) des Überstromschutzrelais (2) kürzer ist als die Verzögerungszeit des beim Wiedereinschalten sich schließenden Blockierungsschalters (io).
6. 6. Anordnung nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Federkraftspeicher für die Schalterausschaltung nicht bei der Einschaltung vollkommen, sondern in einem Zeitabschnitt ganz oder teilweise gespannt wird, welcher auf die vollzogene Einschaltung folgt, aber noch innerhalb der im Überstromschutzrelais eingestellten, verzögerten Zeit liegt.