Thermisch verzögerter elektrischer Uberstromauslöser oder Uberstromrelais
mit Bimetallstreifen Die Erfindung betrifft einen elektrischen Überstromauslöser
oder ein Überstromrelais mit thermischer Verzögerung, die durch Beheizung eines
Bimetallstreifens erreicht wird.Es ist bekannt, derartige Bimetallstreifen auch
im Sekundärkreis eines Stromwandlers zu betreiben, wodurch es möglich ist, durch
entsprechende Auslegung des Wandlers eine besornders große thermische Verzögerung
und eine Entlastung des Bimetallstreifens von Aden Wirkungen kurzschlußartiger Ströme
zu erreichen.Thermally delayed electrical overcurrent release or overcurrent relay
with bimetal strips The invention relates to an electrical overcurrent release
or an overcurrent relay with thermal delay generated by heating a
Bimetal strip is achieved. It is known, such bimetal strips too
to operate in the secondary circuit of a current transformer, which makes it possible through
Corresponding design of the converter results in a particularly large thermal delay
and relieving the bimetal strip from the effects of short-circuit currents
to reach.
In dieser Art sind Anordnungen bekanntgeworden, bei denen eine rahmenförmig
den Wandlerkern umschließende, in sich geschlossene Bimetallwind.ung selbst die
Sekundärseite des Wandlers bildet, die durch parallel liegende Kupferwindungen verstärkt
werden kann. Wie jedoch die Erfahrung zeigt, sind letztere zur Erzeugung genügender
Wärme unentbehrlich, so daß dadurch die notwendige Durchbiegungsfähigkeit des Binaetallstreifens
wesentlich beeinträchtigt wird. Ferner bedingt die für die Aufnahme des Kerns notwendige
öffnung im Bimetallstreifn sowohl einen stärkeren Materialverbrauch als auch eine
mechanische Schwächung.In this type arrangements have become known in which a frame-shaped
self-contained bimetallic winding surrounding the converter core
Forms the secondary side of the transducer, which is reinforced by parallel copper windings
can be. However, as experience shows, the latter are more sufficient for generation
Warmth is indispensable, so that this gives the binaetallic strip the necessary flexibility
is significantly impaired. Furthermore, the necessary for the inclusion of the core is required
opening in the bimetallic strip both a higher material consumption and a
mechanical weakening.
Günstiger erscheint daher ein Vorschlag, demzufolge ein,denKern nicht
umschließender Bimetallstreifen ausschließlich durch die Verlustwärme einer Sekundärwicklung
beheizt wird, die vom Kern wärmeisoliert ist. Hierbei trägt die Wicklung den Bimetallstreifen
und ist dadurch zugleich wärrneleitend mit .diesem verbunden. Jedoch wird hier eine
besondere Halterung der heizenden Kurzschlußwicklung notwendig, die einerseits gut
wärmeisolierend sein soll. Andererseits müßte die letzten
Endes
auch :den Bimetallstreifen tragende Halterung zur Erzielung genügender Auslösegenauigkeit
mechanisch stabil sein. Beide Forderungen widersprech.en sich, so,daß man zu einer
unbefriedigenden Kompromiß.lösung gezwungen ist.A suggestion, therefore one, does not appear to be more favorable
surrounding bimetallic strip exclusively due to the heat loss of a secondary winding
is heated, which is thermally insulated from the core. Here the winding carries the bimetal strip
and is thereby connected to it in a heat-conducting manner. However, here is one
special holder of the heating short-circuit winding necessary, which is good on the one hand
should be heat insulating. On the other hand would have to be the last
In the end
also: the holder carrying the bimetallic strip to achieve sufficient triggering accuracy
be mechanically stable. Both demands contradict each other, so that one becomes one
unsatisfactory compromise solution is forced.
Zur Vermeidung der Nachteile der bekannten Anordnungen wird ein thermisch
verzögerter Überstromauslöser oder Überstromrelais mit Bimetallstreifen, der nur
durch eine oder mehrere kurzgeschlossene Sekundärwindungen eines Wandlers beheizt
wird, erfindungsgemäß so ausgebildet, daß die Heizwindung, die einen Schenkel des
Wandlerkerns rahmenförmig mit Abstand umschließt, vom Bimetallstreifen getragen
wird und mit diesem beweglich ist. Die Wärmeverluste werden dadurch bei günstigen
mechanischen Eigenschaften auf ein Minimum herabgesetzt und die von der Heizwindung
durch Leitung abgegebene Wärme wird fast restlos dem Bimetallstreifen zugeführt.
Gegenüber der meist üblichen Beheizung eines Bimetallstreifens über seine ganze
Länge hin ergibt sich sogar noch der Vorteil, daß die Einspannstelle je nach Wärmeleitfähigkeit
mehr oder weniger kühl bleibt und ebenfalls wenig Wärme an ihre Halterung abgibt.To avoid the disadvantages of the known arrangements, a thermal
delayed overcurrent release or overcurrent relay with bimetal strip that only
heated by one or more short-circuited secondary windings of a converter
is, according to the invention designed so that the heating winding, one leg of the
Enclosed transducer core in a frame-like manner at a distance, carried by the bimetallic strip
and is mobile with it. The heat losses are thereby at favorable
mechanical properties reduced to a minimum and those of the heating coil
Almost all of the heat given off by conduction is fed to the bimetal strip.
Compared to the usual heating of a bimetal strip over its entire length
In terms of length there is even the advantage that the clamping point depends on the thermal conductivity
remains more or less cool and also gives off little heat to its holder.
Die Abb. i bis 4 zeigen einige der nach der Erfindung möglichen Ausführungsformen.Figs. I to 4 show some of the possible embodiments according to the invention.
In den Abbildungen bedeutet i den geschichteten Eisenkern, 2 die vom
Hauptstrom durchflossene Primärwicklung eines Wandlers, 3 den an der Stelle 4 eingespannten
Bimetallstreifen und 5 die vom Bimetallstreifen getragene Kurzsc'hlußsekrrndärwindung
des Wan'.dlers. Der Pfeil bedeutet die Ausbiegungsrichtung des Bimetallstreifens.In the figures, i means the layered iron core, 2 that of the
Primary winding of a converter through which the main current flows, 3 the clamped at point 4
Bimetallic strip and 5 the short-circuit secondary winding carried by the bimetallic strip
of the wanderer. The arrow indicates the direction of bending of the bimetal strip.
In bezug auf den Eisenkern i bzw. auf die Richtung des magnetischen
Flusses in diesem sind verschiedene Anordnungen des Bimetallstreifens 3 möglich.
In Abb. i ist eine Anordnung dargestellt, bei der der Birnetallstreifen 3 mit an
ihm befestigter Kurzschlußwindung 5 sich in Richtung des magnetischen Flusses bewegt,
der senkrecht zur Zeichenebene im von der Windung 5 umgebenen Eisenschenkel verläuft.
In Abb.2 bewegt er sich senkrecht zum Fluß, d. h. in oder Zeichenebene. Hierbei
muß die Kurzschlußwindung 5 eine etwas größere Öffnung erhalten, damit die freie
Beweglichkeit des Streifens nicht eingeschränkt wird. In Abb. 3 und 4 schließlich
sind die Seiten- und Vorderansicht einer anderen Anordnung dargestellt, -bei welcher
der Bimetallstreifen 3 etwa U-förmig gebogen ist, und zwar in einer hinsichtlich
Raumaufteilung besonders günstigen Lösung, indem nämlich die Schenkel des U-förmigen
Bimetallstreifens die Ebene des Stromwandlereisens umfassen und die Kurzschlußwindung
5 sich auf der Innenseite der U-Form befindet.With respect to the iron core i or to the direction of the magnetic
Various arrangements of the bimetallic strip 3 are possible in this flow.
In Fig. I an arrangement is shown in which the pear-shaped strip 3 with
short-circuit winding 5 attached to it moves in the direction of the magnetic flux,
which runs perpendicular to the plane of the drawing in the iron leg surrounded by the winding 5.
In Fig.2 it is moving perpendicular to the river, i.e. H. in or drawing plane. Here
the short-circuit winding 5 must have a slightly larger opening so that the free
Mobility of the strip is not restricted. Finally in Fig. 3 and 4
the side and front views of another arrangement are shown in which
the bimetallic strip 3 is bent approximately in a U-shape, in one respect
Room layout particularly favorable solution, namely by adding the legs of the U-shaped
Bimetallic strips encompass the plane of the current transformer iron and the short-circuit winding
5 is on the inside of the U-shape.
Falls außer einer verzögerten Auslösung bei Überstrom zusätzlich ein
uriverzögertes Auslösen im Kurzschlußfall erwünscht ist, so kann ein besonderer
magnetischer Anker 6 (A!bb. 3 und 4) in an sich bekannter Weise im Streufeld der
Primärspule 2 vorgesehen nverden. Die letzterwähnte Bimetallanordnung erlaubt eine
besonders einfache
Ausführung, indem auch der Anker 6 vom Bimetall-
streifen 3 selbst getragen werden kann, wobei die
thermische und magnetische Kraft einander unter-
stützen.
Die Wirkungsweise eines nach der Erfindung
ausgeführten Auslösers sei an Hand eines Beispiels
nochmals erläutert. Hierfür wird die Ausführungs-
form nach Abb. 3 und 4 gewählt. Auf dem Eisen-
kern i sitzt die schematisch angedeutete Primär-
wicklung 2. Wird sie von Wechselstrom durch-
flossen, so wird in der kurzgeschlossenen Sekundär-
wicklung 5 ein Strom erzeugt, dessen Höhe und
Wärmeleistung sich nach bekannten Regeln er-
rechnet. Im allgemeinen wird es zweckmäßig sein,
die Kurzschlußwindung 5 aus einem Material ge-
ringen Widerstandes und insbesondere guter
Wärmeleitfähigkeit, z. B. Kupfer, zu machen, damit
auch die in entfernteren Teilen der Windung ent-
standene Wärme dem Bimetallstreifen 3 noch zu-
geleitet wird. Der Bimetallstreifen 3 ist in der Nähe
der Primärwicklung 2 an der Stelle .4 eingespannt,
so daß auch das freie Ende mit dem dort befestigten
Anker 6 in die Nähe der Primärwicklung 2 kommt.
Durch Heizung aus der Kurzschlußwindung 5 er-
wärmt sich vorzugsweise der dieser Windung 5 be-
nachbarte Teil des Bimetallstreifens 3, so daß über
die Befestigungsteile .4 nur wenig Wärme verloren-
geht. Damit magnetische und thermische Kraft
nicht gegeneinander arbeiten, muß auch die Be-
wegungsrichtung des freien Bimetallendes auf das
Eisen zu gerichtet sein. Auch die übrigen Teile des
Bimetallstreifens 3 einschließlich der Befestigungs-
stelle der Kurzschlußwindung 5 bewegen sich eben-
falls, so daß deren Öffnung hinreichend groß he-
messen werden muß. Wird der Überstrom der
Primärwicklung 2 sehr hoch, so wächst das Streu-
feld und damit die magnetische Kraft auf den
Anker 6 so weit an, @daß dieser augenblicklich an-
gezogen wird und die Auslösung bewirkt. Eine
Justierung auf einen: bestimmten erwünschten An-
sprechstrom kann in bekannter Weise dadurch er-
folgen, daß der Luftspalt zwischen dem Anker 6
und der Windung 2 verändert wird.
Die besonderen Vorteile der Erfindung bestehen
darin, daß,die in der Heizwindung erzeugte Wärme
restlos dem Bimetallstreifen zugute kommt und
daher der Stromwandler für eine kleinere Leistung
ausgelegt rund entsprechend kleiner dimensioniert
werden kann. Außerdem wird eine besondere den
Wärmefluß vermindernde Halterung für Bimetall-
streifen oder Kurzschlußwindung vermieden.
If, in addition to a delayed release in the event of an overcurrent, a delayed release in the event of a short circuit is also desired, a special magnetic armature 6 (Fig. 3 and 4) can be provided in the stray field of the primary coil 2 in a manner known per se. The last-mentioned bimetal arrangement allows a particularly simple one Execution, in that the armature 6 from the bimetallic
strip 3 can be worn by yourself, the
thermal and magnetic force with each other
support.
The mode of operation of one according to the invention
executed trigger is based on an example
explained again. For this purpose, the execution
shape according to Fig. 3 and 4 selected. On the iron
core i sits the schematically indicated primary
winding 2. If alternating current runs through it
flowed, then in the short-circuited secondary
winding 5 generates a current, the amount and
Heat output is determined according to known rules
calculates. In general it will be useful
the short-circuit winding 5 made of a material
wrestling resistance and especially good ones
Thermal conductivity, e.g. B. Copper, to do with it
also those in more distant parts of the winding
the bimetal strip 3 is still entitled to the heat
is directed. The bimetal strip 3 is nearby
the primary winding 2 clamped at point .4,
so that also the free end with the one attached there
Armature 6 comes near the primary winding 2.
By heating from the short-circuit winding 5
preferably the one of this turn 5 warms up
neighboring part of the bimetal strip 3, so that over
the fastening parts .4 only lost a little heat-
goes. With it magnetic and thermal power
do not work against each other, the
direction of movement of the free bimetal end on the
Iron to be directed. The other parts of the
Bimetal strip 3 including the fastening
point of the short-circuit winding 5 are also moving
if so that their opening is sufficiently large
must be measured. If the overcurrent of the
Primary winding 2 is very high, so the leakage increases
field and thus the magnetic force on the
Anchor 6 so far that it is instantly
is pulled and causes the release. One
Adjustment to a: certain desired
Speech current can thus be generated in a known manner
follow that the air gap between the armature 6
and the turn 2 is changed.
The particular advantages of the invention exist
in that, the heat generated in the heating coil
completely benefits the bimetal strip and
hence the current transformer for a smaller power
designed round correspondingly smaller
can be. There will also be a special den
Heat flow reducing bracket for bimetal
strip or short-circuit winding avoided.