DE841928C - Thermisches Relais zum Schutz von elektrischen Leitungen, Maschinen und Apparaten gegen UEberlastungen - Google Patents

Description

• Thermisches Relais zum Schutz von elektrischen Leitungen, Maschinen und Apparaten gegen Überlastungen Es ist bekannt, zuin Schutz elektrischer Leitungen, Maschinen und Apparate gegen Überlastung thermische Auslöserelais zu verwenden, bei denen das Auslöseglied in ein thermisches Abbild des Schützlings eingebaut ist. Dieses ist meist gleichartig wie der Schützling selbst, doch in verkleinertem Maßstabe und in vereinfachter Form aufgebaut. Ferner ist es bekannt, das thermische Auslöseglied° im Eisenkern der vom Schützlingsstrom gespeisten Spule eines Elektromagneten oder im Eisenkern eines von diesem Strom primär durchflossenen "Transformators finit kurzgeschlossener Sekundärspule unterzubringen, wobei der Eisenkern dem aktiven Eisenkörper und die Spule der Wicklung des Schützlings entspricht.
• Bei den Schützlingen handelt es sich aber oft um sehr verschiedenartige. verschieden gebaute und beinessene Objekte, die alle mit der gleichen Relaistype geschützt werden sollen. Das Auslöserelais muß also weit-ehend an den Schützling anpassungsfähig sein, ohne wesentliche bauliche Änderungen zu erfordern. Mit einigen bekannten thermischen Auslöserelais, insbesondere mit den elektromagnetischen oder transformatorischen, lassen sich die genannten Anforderungen zwar recht gut erfüllen, doch ist ihre Leistung verhältnismäßig groß, so daß sie z. B. beim Anschluß an die Sekundärklemmen eines Stromwandlers eine unerwünschte Belastung bilden oder aber eine größere Stromwandlertype erfordern. Außerdem ist es oft schwierig, die Zeit bis zur Erreichung der Beharrungstemperatur bei den bekannten Thermorelais mit thermischem Abbild genügend groß zu gestalten und somit die Zeit bis zur Erreichung der Auslösetemperatur genügend in die Länge zu ziehen.
• Dazu ist noch zu berücksichtigen, daß ja die zeitabhängige Erwärmungskurve von elektrischen Maschinen, Apparaten und anderen Anlageteilen keine einheitliche Expottentialkurve ist, sondern der Exponent geht im Verlauf der Kurve von einem höheren in einen tieferen Wert über. Auch dieser Bedingung hat (las thermische Relais zu genügen.
• llei dein Relais nach der Erfindung werden sowohl das thermische Auslöseglied als auch die Wärinespeicherinassen des thermischen Abbilds gemeinsam von einem Heizwiderstand erwärmt, der von einem (lern Schützling proportionalen Strom gespeist wird, 1tnd das Austöseglied mit den Wärmespeichermassen und (lern Heizwiderstand ist unter Zwischenfügung von NV:it-nteisolationen unterschiedlichen Wärmeleitvermögens zwischen letzterem und dem thermischer Auslöseglied einerseits bzw. den Wärmespeichermassen des Abbilds anderseits zu einem Block vereinigt, wobei das Wärmeleit- und Wä rinespeichervermögen der Wärmeisolationen so gewählt sind. (taß die vorn Auslöseglied angezeigte Tetit-I#:@ratur der Temperatur des Schützlings entspricht.
• Iii der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Urlindung schematisch im Längsschnitt, teilweise in :\nsicht dargestellt.
• Der Strom des zu überwachenden Anlageteils, z. L. einer elektrischen Maschine, durchfließt, mittels Stromwandlers ca auf den zu Relaiszwecken passenden Wert verkleinert, den bandförmigen Heizwiderstand t). Dieser umhüllt das in einem Kanal c liegende, aus gegenläufigen Bimetallplatten zusammengesetzte Auslöseglied d, von welchem ein Teil der ini Widerstand erzeugten Wärme aufgenommen t\ ird. Der andere. Teil der Wärme überträgt sich einerseits auf die Wand e1 des Kanals c, der an die Wärmespeichermasse des Abbilds angeschmiegt ist, und anderseits auf die Wärmespeichermassen e2, die auswechselbar von einem Rahmen g getragen sind, und an welchen der Kanal c befestigt ist. Der Heizwiderstand b ist gegen die Wände des Kanals c und gegen das Auslöseglied d durch je eine Wärmeschicht f1 bzw. f2 isoliert, durch deren Dicke und Material der Wärmefluß gesteuert und die Erwärinungskurve beeinfiußt werden kann. Die auswechselbaren Speichermassen e2 sind mittels des Zwischenstücks u gegen den Rahmen g abgestützt. Der aus dem Auslöseglied d, dem Heizwiderstand b und dem thermischen Abbild e1, e2, f1, f2, b be- stehende- Block ist von einem Metallgehäuse h umgeben, das die Wärmeabgabe nach außen abschirmt. Der Block' wird von Trägern schlechter Wärmeleitfähigkeit gehalten, die an einem nicht dargestellten Gestell oder an einer Grundplatte befestigt sind.
• Der Rahmen g ist nicht auswechselbar, seine Oberfläche ist also für verschiedene Abbilder gleich, so (laß bei verschiedenem Metallinhalt der auswechselbaren Speichermassen e2 bei gleicher Belastung derselben eine möglichst konstante Beharrungstemperatur gewährleistet ist. Von Dicke und Material der Speichermassen e2, die entsprechend den verschiedenen Schutzobjekten gewählt werden, hängt die Zeit ab, nach welcher jene Beharrungstemperatur erreicht wird.
• Das Auslöseglied d betätigt über die Achse i und den Zahnsektor k ein Differentialgetriebe 1, m, n, desjen Differenzräder 1, m mit Zeigern versehen sind. Der Zeiger an dem freien Rad l zeigt auf einer Skala laufend die Temperatur des Schützlings an, während das Rad in mit Hilfe seines Zeigers von Hand auf die gewünschte Auslösetemperatur fest einstellbar ist. Der Thermometerzeiger am Rad L kann mit einem nicht dargestellten Schleppzeiger zur Anzeige der erreichten Höchsttemperatur versehen sein. Das Planetenrad n verschwenkt den Kipphebel o, der bei der Auslösetemperatur seinen Totpunkt überschreitet und den Auslösekontakt p schließt. Bei einem Schutzobjekt, das sich bereits im Leerlauf erw:it-int, z. B. einen Transformator, kann diese :Leer-' lauferwärinung bereits in der Skala des Tlierinometers berücksichtigt werden, indem diese Skala erst bei der Leerlauferwärmung beginnt.
• Die untere Abstützung des Auslösegliedes (1 ist finit dein Lager der Achse i durch einen starren Arm (I verbunden, damit eine Verlagerung (fies Auslüsegliedes innerhalb des Kanals c ohne Einfluß auf die Temperaturanzeige und die Auslö setemperatur bleibt.
• Der Heizstrom im Widerstandsband b kann mittels des regelbaren Shunts r auf den gewünschten Wert eingestellt werden. Auch der übliche Ausgleich für die wechselnde Raumtemperatur wird zweckmäßig angebracht, ist aber in der Zeichnung weggelassen, um die Übersicht nicht zu stören.
• Will man bei großen Überströmen, insbesondere bei Kurzschluß, eine augenblickliche Auslösung veranlassen, so schaltet man in Reihe mit dem Widersta ti(1 b ein elektromagnetisches AuAöserelais s mit zwei Kontaktpaaren, von denen (las eine parallel zurr Auslösekontakt p des Thermorelais liegt und das andere beim Ansprechen des Magneten s deit Reizwiderstand b kurzschließt. Diese Grenzstromauslösung kann natürlich auch mit einer einstellbaren Zeitverzögerung erfolgen. Das ganze Relais mit dem gesamten Zubehör ist wie üblich in ein Gehäuse t eingeschlossen. Thermische und Grenzauslösung können durch ein gemeinsames Signal oder auch durch getrennte Signale akustisch oder optisch durch ein Fenster des Gehäuses t oder an entfernter Stelle angezeigt werden.
• Wie man erkennt, ist bei dein erfindungsgemäßen Thermorelais das thermische Abbild nicht zugleich ein mechanisches Abbild des Schützlings. Das hat den Vorteil, daß man für ganz verschiedenartige Schutzobjekte immer das gleiche Relais verwenden kann.
• Zweckmäßig wird das Relais mit Prüfklemmen versehen, die ohne erhebliche Schaltarbeit eine rasche, betriebsmäßige Prüfung desselben am Aufstellungsort gestatten.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Thermisches Relais zum Schutz von elektrischen Leitungen, Maschinen und Apparaten gegen Überlastungen, mit thermischem Abbild des Schützlings, dadurch gekennzeichnet, dafl sowohl das thermische Auslöseglied als auch die Wärmespeichermassen des thermischen Abbilds gemeinsam von einem Heizwiderstand erwärmt. werden. der von einem dem Schützling proportionalen Strom gespeist wird, und daß das Auslöseglied mit den Wärmespeichermassen und dem Heizwiderstand unter Zwischenfügung von Wärmeisolationen unterschiedlichen Wärmeleitvermö gens zwischen letzterem und dem thermischen .\uslöseglied einerseits bz-w. den Würmespeicherniassen des Mibilds anderseits zu einem block vereinigt ist, wobei das W'ärmeleit-- und \\'ärmespeichervermögen der Wärmeisolationen so gew;ihlt sind, claß die vom .-,\uslöseglied angezeigte Temperatur der Temperatur des Schützlings entspricht.
2. 2. Relais nach .Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, dali der 1-leizwiderstand handförmig ist.
3. 3. Relais nach :\tispruch i, dadurch gekennzeichnet, (laß der Heizwiderstand unter Zwischenlage einer Wärmeisolation das Auslöseglied umhüllt. .
4. 4. Relais stach @iisl)rucll 3, dadurch gekennzeichnet, daß <las Auslöseglied eilte aus gegenl:ittfigen Bimetallplatten aufgebaute Säule ist.
5. 5. Relais nach .\tispruch .4, dadurch gekennzeichnet, daß die liinietallsätile mit dem wärme isoliert Barüberliegenden Heizwiderstand in einen sich an die Wärinespeicherniassen des Altbilds anschmiegenden Kanal unter Zwischenlage einer Wärmeisolation eingebaut ist. (i. Relais nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, (laß der Block von einem Metallgehäuse umschlossen ist, welches seine Wärmeabstrahlung nach außen verhindert. 7. Relais nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, (laß die Wärmespeichermasse aus mehreren auswechselbaren 'Metallplatten bestellt. B. Relais nach Anspruch 7, dadurch gekeittt zeichnet, (laß die 1\letallplatten verschieden dick sind. g. Relais nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, (laß die einzelnen Teile des Blocks auswechselbar in einem Rahmen gehalten sind. io. Relais nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, (laß (las thermische Auslöseglied über ein Triebwerk auf den Relaiskontakt arbeitet. i i. Relais nach Anspruch io, dadurch gekennzeichnet, daß der Relaiskontakt als Kippkontakt ausgeführt ist. 12. Relais nach Anspruch io, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützung des thermischen Auslöseglieds und die Lagerung des Triebwerks miteinander starr verbunden sind, so (laß eine Verlagerung des Auslöseglieds innerhalb des Kanals gegenüber den übrigen Teilen des Blocks ohne Einfluß auf die Temperaturanzeige und die Auslösetemperatur bleibt. 13. Relais nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslöseglied mit einer Temperaturanzeigevorrichtung verbunden ist. 14. Relais nach Anspruch io und 13, dadurch gekennzeichnet, daß die thermische Ausdehnung des Auslöseglieds auf ein mit Temperaturzeiger versehenes Rad eines Differentialgetriebes wirkt, dessen zweites Rad auf die gewünschte Auslösetemperatur einstellbar ist und dessen drittes Rad auf den Relaiskontakt arbeitet. 15. Relais nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturanzeigevorrichtung finit einem Schleppzeiger zur Anzeige der Höchsttemperatur versehen ist. 16. Relais nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß es für den Kurzschlußfall zusätzlich finit einer einstellbaren elektromagnetischen Grenzstromauslösung ausgerüstet ist. 17. Relais nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzstromauslösung momentan wirkt. 18. Relais nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzstromauslösung mit einstellbarer Zeitverzögerung versehen ist. ig. Relais nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß beim Ansprechen des Grenzstrominagneten die thermische Auslösung unwirksam gemacht wird. 20. Relais nach Anspruch ig, dadurch gekennzeichnet, daß beim Ansprechen des Grenzstrominagneten die Heizwiderstände der thermischen Auslösung kurzgeschlossen werden. 21. Relais nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß es zwecks seiner betriebsmäßigen Prüfung mit fest eingebauten Prüfklemmen ausgerüstet ist.