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Elektrischer Selbstschalter mit Fehlerstromauslösung Die Erfindung
bezieht sich auf einen für Wechsel-und Drehstrom verwendbaren elektrischen Selbstschalter
mit über einen Differenz- oder Summenstromwandler wirkender Fehlerstromauslösung.
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Zum Schutze gegen Fehlerströme sindbereits zahlreiche auf dem Prinzip
des Differenzschutzes beruhende Bauarten von Selbstschaltern vorgeschlagen worden,
ohne daß es bisher gelungen ist, einen insbesondere auch für Niederspannungsanlagen
brauchbaren Schutzschalter mit über einen Summenstromwandler wirkender Fehlerstromauslösung
zu schaffen, der zu einem marktfähigen Preis herstellbar und deshalb zur Anwendung
beispielsweise in Haushalten, Werkstätten und in der Landwirtschaft geeignet ist.
Außerdem gewährleisten die bisher bekanntgewordenen Bauarten weder bei größeren
Betriebsstromstärken noch erst recht bei z. B. den im Haushalt und in der Landwirtschaft
üblichen geringeren Stromstärken eine sichere Wirkung, und zwar vor allem dann nicht,
wenn es nicht auf den Schutz von Maschinen od. dgl. vor Beschädigungen, sondern
auf den Schutz gegen Brandgefahr sowie darauf ankommt, metallische Maschinen- und
Gerätegehäuse und andere zur Berührung frei liegende Metallteile dagegen zusichern,
daß sie infolge von Isolationsfehlern spannungsführend werden und bleiben und so
Personen und Tiere gefährden. In solchen Fällen muß nämlich die Abschaltung der
durch den Schalter zu schützenden Anlage schon bei einem verhältnismäßig niedrigen
Fehlerstrom, beispielsweise von 50 mA erfolgen.
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Bekannte Bauarten bedienen sich zur Überwachung der Anlage auf Fehlerströme
regelmäßig eines Summenstromwandlers, bei dem ein vorzugsweise ringförmiger Eisenkern
über einer Sekundärwicklung eine von einem Bündel gut isolierter Leiter großen Querschnitts
gebildete und zahlreiche Windungen aufweisende Primärwicklung trägt. Ein solcher
Wandler ist sowohl wegen des großen
Kupferaufwandes als auch wegen
des notwendigen großen Querschnitts des aus teurem Sondereisen gefertigten Kerns
sowie ferner deshalb kostspielig, weil das Aufbringender zahlreichen Windungeneine
zeitraubende und mühsame Handarbeit erfordert. Dazu kommt noch ein weiterer wesentlicher
Nachteil, der darin besteht, daß der Summenstromwandler große Abmessungen hat und
deshalb der Erzielung einer gedrängten Bauform des Schutzschalters entgegensteht.
Trotz Anwendung von Wicklungen mit großer Windungszahl gelingt es nicht, beim Auftreten
eines Fehlerstromes derjenigen Größe, bei dem die Abschaltung der Anlage erfolgen
soll, auf der Sekundärseite des Wandlers einen Strom zu erhalten, der zur Auslösung
eines Selbstschalters über ein elektromagnetisches Relais ausreicht. Man hat versucht,
die Schwierigkeit in derAuslösung des Schalters durch die Anwendung eines polarisierten
Relais zu überwinden, dessen im Ruhezustand angezogener Anker beim Auftreten eines
Fehlerstromes infolge vorübergehender Schwächung des Magnetismus durch eine Feder
abgezogen wird und bei dieser seiner Bewegung den Selbstschalter auslöst. Auch hierbei
wurde noch keine ausreichende Sicherheit im Ansprechen des Schutzschalters erzielt.
Außerdem besteht gegen die Anwendung eines polarisierten Relais ein erhebliches
Bedenken insofern, als für die praktische Anwendung nur ein Relais mit Daüermagnet
in Betracht kommt. Ein solches Relais verbürgt aber keine dauernd gleichbleibende
Wirkung, da seine magnetische Kraft durch die bei jedem Ansprechen des Relais auftretende
Gegenwirkung des Auslösestromes allmählich geschwächt wird, und weil insbesondere
auch die Gefahr besteht, daß der Dauermagnet durch die Einwirkung von Kurzschlußströmen
schädlich beeinflußt und das Relais dadurch für die ihm zugedachte Aufgabe unbrauchbar
gemacht wird. Schließlich ist das polarisierte Relais wegen des erforderlichen großen
Dauermagneten ziemlich kostspielig.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehend geschilderten
Mängel zu beseitigen und einen elektrischen Selbstschalter mit über einen Summenstromwandler
wirkender Fehlerstrornauslösung zu schaffen, der einerseits zu einem marktfähigen.
Preis herstellbar ist, anderseits einen sicheren Schutz gegen das Bestehenbleiben
von Fehlerströmen bietet, und zwar sowohl bei größeren Betriebsstromstärken als
auch bei niedrigeren Strom stärken, wie sie z. B. in Haushalten, Werkstätten, in
der Landwirtschaft u. dgl. üblichsind, sowie ferner in den Fällen, wo das Abschalten
der Anlage schon bei kleinen Fehlerströmen erfolgen soll. Gemäß der Erfindung wird
zunächst zur Überwachung der zu schützenden Anlage auf Fehlerströme ein sogen. Durchgangs-
oder Durchführungswandler benutzt, nämlich ein Stromwandler mit einem die Sekundärwicklung
tragenden ringförmigen Eisenkern, durch ,dessen Ringöffnung alle vom Selbstschalter
zu der Anlage gehenden Leiter, etwa in Form eines unbewelhrten Kabels, hindurchgeführt
sind. Ein solcher Durchgangswandler braucht nur auf der Sekundärseite eine Wicklung,
und er kann einen verhältnismäßig kleinen Ringkern erhalten. Es sind also sowohl
der Kupferaufwand als auch der Aufwand an teurem Sondereisen gering, wodurch die
Gestehungskosten eines mit einem solchen Wandler ausgestatteten Schutzschalters
ganz erheblich gesenkt werden. Zugleich ist der Raumbedarf des Wandlers gering,
was für die angestrebte gedrungene und raumsparende Bauart des Schutz.-schalters
von Bedeutung ist. Daneben besteht der Vorteil, daß die durch die Ringöffnung des
Wandlerkernes gehenden Leiter im Bedarfsfall große Querschnitte haben können, so
daß der Wandler auch für größere Betriebsstromstärken verwendbar ist, ohne daß die
bei Wandlern mit einer vom Eisenkern getragenen Primärwicklung bestehenden Schwierigkeiten
in der Unterbringung des Primärteiles auftreten.
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Der in der Sekundärwicklung eines Durchgangswandlers beim Auftreten
eines Fehlerstromes induzierte Strom reicht, vor allem bei niedrigeren Betriebsstromstärken
sowie in solchen Fällen, wo die Abschaltung schon bei einem niedrigen Fehlerstrom
erfolgen soll, zur Erregung eines den Schalter unmittelbar auslösenden Elektromagneten
nicht aus, so daß ein durch den Sekundärstrom des Summenstromwandlers beeinflußtes
Zwischenrelais verwendet werden muß, das den Stromkreis der Au:slösevorrichtung
des Schalters steuert. Es wurde gefunden, daß für diesen Zweck ein solches Relais
geeignet ist, dessen Anker in angezogener Stellung durch den remanenten Magnetismus
so lange festgehalten wird, bis dieser Magnetismus durch eine Gegenerregung des
Relais kompensiert wird. Geschieht letzteres, dann fällt der Anker ab und löst den
gewünschten Schaltvorgang aus. Bei der erfindungsgemäßen Anwendung des Relais an
einem Selbstschalter mit Fehlerstromauslösung hat die Beseitigung des remanenten
Magnetismus durch den beim Auftreten eines Fehlerstromes in der Sekundärwicklung
des Durchgangswandlers induzierten Strom zu erfolgen, während die nach dem Ansprechen
des Relais für das Wiederanziehen des Ankers nötige erneute Erregung über einen
vom Selbstschalter beeinflußten Hilfsstromkreis geschehen kann.
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Das eben beschriebene Relais mit im Ruhezustand durch remanenten Magnetismus
festgehaltenem Anker zeichnet sich zunächst durch sehr hohe Empfindlichkeit aus,
so daß bei seiner Anwendung der in der Sekundärwicklung des Durchgangsstromwandlers
induzierte schwache Strom ausreicht, das Relais zum Ansprechen zu bringen. Zugleich
ist es aber auch sehr zuverlässig in seiner Wirkungsweise, so daß es einen dauernd
wirksamen, also sicheren Fehlerstromschutz verbürgt. Es ist in beiden erwähnten
Eigenschaften dem bei i den bisher vorgeschlagenen Differenzschutzschaltern bevorzugten
polarisierten Relais überlegen. Außerdem ist der beim letzteren aus der Verwendung
eines Dauermagneten sich ergebende wesentliche Nachteil vermieden. Im Gegensatz
zum polarisierten Relais werden die magnetischen
Eigenschaften des
erfindungsgemäß dem Summenstromwandler zugeordneten Steuerrelais weder durch die
bei jedem Ansprechen auftretende Gegenwirkung (ler AuslöseNvicklung verändert noch
tritt eine Schädigung durch etwaige Kurzschlußströme auf. Der Grund liegt darin,
daß die Kraft -zum Festhalten des angezogenen Relaisankers nicht einem Dauermagneten
entnommen wird, sondern daß hierfür der nach (lern Ausschalten der Anzugspule im
Eisenkern verbleibende Restmagnetismus benutzt wird. Dieser wird aber jedesmal nach
seiner Beseitigung durch ein darauffolgendes Einschalten der Anzugspule voll wieder
hergestellt, so daß die Empfindlichkeit des Relais dauernd auf der gleichen Höhe
bleibt. hierzu kommt noch, daß das beim Schalter nach der Erfindung benutzte Relais
verhältnismäßig billig herzustellen ist, zumal es keinen kostspieligen Dauermagneten
benötigt.
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Kurz zusammengefaßt besteht demnach das Wesen der Erfindung darin,
daß bei einem elektrischen Selbstschalter mit über einen Summenstromwandlerwirkender
Fehlerstromauslösung mit einem Durchgangswandler, durch dessen die Sekundärwicklung
tragenden ringförmigen Eisenkern alle vorn Selbstschalter zu der zu schifitzenden
Anlage gehenden Leiter hindurchgeführt sind, ein den Stromkreis einer Auslösevorrichtung
des Selbstschalters steuerndes, hochempfindliches Relais mit einem im Ruhezustand
durch den remanenten Magnetismus des Relais in angezogener Stellung festgehaltenem
Anker kombiniert ist, welches Relais beim Auftreten eines Fehlerstromes durch den
dann in der Sekundärwicklung des Durchgangswandlers induzierten Strom erregt wird,
um durch Kompensieren seines remanenten Magnetismus den Relaisanker zum Schalten
des Stromkreises der Auslösevorrichtung des Selbstschalters abfallen zu lassen,
und danach zum Wiederanziehen seines Ankers über einen vom Selbstschalter beeinflußten
Hilfsstromkreis kurzzeitig erneut erregt wird. 'Durch diese neue Kombination ist,
wie oben gezeigt, die der Erfindung gestellte Aufgabe in einer einfachen und glücklichen
Weise gelöst.
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Die Wirksamkeit des beim Schutzschalter nach der Erfindung verwendeten
hochempfindlichen Steuerrelais kann gewünschtenfalls noch durch zusätzliche Maßnahmen
gesteigert werden. So wurde zunächst gefunden, daß die Streuung des Relais vermindert
und damit seine Empfindlichkeit erhöht werden kann, wenn (las Relais zum Anziehen
seines Ankers durch- Gleichstrom bzw. gleichgerichteten Strom erregt wird. Erfindungsgemäß
soll deshalb sein durch den Selbstschalter beeinflußter Stromkreis einen Trockengleichrichter
enthalten. Ein weiterer Erfolg in der gleichen Richtung ist dadurch möglich, daß
die am einen Polstuck des Eisenkerns des Steuerrelais vorgesehene Anlagefläche für
den Anker erhaben gewölbt oder gekrümmt ist. Um dabei das Anziehen des Ankers zu
erleichtern, kann das Polstück neben der gekrümmten Anlagefläche noch eine gegen
diese etwas zurückspringende ebene Stirnfläche aufweisen. Schließlich kann erfindungsgemäß
die Spannung der den Anker des Relais abziehenden Feder regelbar sein, um so die
Empfindlichkeit des Relais genau auf den verlangten Wert einstellen zu können.
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Es sei hier bemerkt, daß in der Starkstromtechnik zum Schutze von
Transformatoren, Generatoren und ähnlichen Maschinen bereits Einrichtungen zum Erdschlußschutz
vorgeschlagen worden sind, die mit einem Durchgangsstromwandler arbeiten. Man hat
auch, wenigstens auf dem Papier, schon vorgeschlagen, solche Stromwandler bei Fehlerstromschutzschaltern
für Niederspannungsanlagen zu verwenden. Dabei ist aber kein Weg gezeigt, wie man
mit dem in der Sekundärwicklutrg des Durchgangswandlers induzierten schwachen Strom
ein Auslösen des Selbstschalters herbeiführen kann. Die Vorschläge zeigen nur den
aussichtslosen Versuch, mit dem Sekundärstrom des Wandlers unmittelbar einem Auslösemagneten
am Schalter zu betätigen. Es sei ferner bemerkt, daß das beim Schalter nach der
Erfindung angewendete hochempfindliche Relais, dessen durch vorübergehendes Einschalten
einer Anzugspule angezogener Anker durch den remänenten Magnetismus festgehalten
wird, bis dieser durch Erregen einer Auslösewicklung kompensiert wird, für andere
Zwecke bereits gebraucht worden ist. Es ist jedoch bisher nicht erkannt worden,
daß ein solches Relais das langgesuchte Mittel ist, um auf dem Gebiete des Differenzschutzschalters
die Brücke zwischen dem Summenstromwandler und der Auslösevorrichtung des Selbstschalters
zu bilden und durch Kombination mit einem Durchgangswandler einen Differenzschutzschalter
von gedrängter Bauart zu schaffen, der zu einem erträglichen Preis auf den Markt
gebracht werden und deshalb auch in Haushalten, Werkstätten und in der Landwirtschaft
Eingang finden kann.
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In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht.
Dabei zeigt Fig. i einen Fehlerstromschutzschalter nach dem ersten Beispiel in schaltbildmäßiger
Darstellung, Fig. ? das Steuerrelais dieses Schalters imLängs-,schnitt, Fig. 3 eine
Teilansicht des Relais von der in Fig. 2 oberen Seite, Fig. d eine abgeänderte Ausführung
in einer der Fig. i entsprechenden Darstellung.
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Im Schaltbild Fig. i ist A ein Selbstschalter, der ein Stromversorgungsnetz
O, R, S, T mit einem Verbraucherstromkreis O, U, h, W verbindet. Der
Schalter ist in bekannter Weise so eingerichtet, daß die Kontakte i des Nulleiters
beim Einschalten vor den Kontakten der Phasenleiter geschlossen und umgekehrt beim
Ausschalten nach diesen Kontakten geöffnet werden. Im eingelegten Zustand wird der
Schalter A entgegen einer Öffnungsfeder 2 durch eine Verklinkung 3 festgehalten,
die mittels eines Elektromagneten B ausgerückt werden .kann. Die Spule I des letzteren
und ein ihr vorgeschaltete:-Widerstand 5 liegen in einem Hilfsstromkreis 6 bis 8,
der sowohl durch den Selbstschalter A als auch durch ein elektromagnetisches Relais
C gesteuert wird. Zit dem Zwecke ist der Hilfsstromkreis
6 bis
8 einerseits hinter dem Schalter A an eine Phase, z. B. R, des Netzes und an den
Nullleiter angeschlossen, so daß er beim Einlegen des Selbstschalters an den Kontakten
i und 9 von Nullleiter und Phasenleiter R, U vorbereitet wird. Anderseits ist er
über zwei am Relais C vorgesehene Unterbrecherkontakte i o, i i geführt, die je
nach der Stellung des Relaisankers 13 geöffnet oder geschlossen sind.
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Das Relais C soll beim Auftreten eines Fehlerstromes im Verbraucherstromkrueis
O, U, Y, W ansprechen. Zu dem Zwecke ist seine Auslösespule 14 mit
der Sekundärwicklung IS eines Summenstromwandlers D verbunden, dessen Primärseite
im Verbraucherstromkreis liegt. Der Summenstromwandler ist als sogen. Durchgangs-
oder Durchsteckwandler ausgeführt. Er besitzt einen beispielsweise aus einem fortlaufenden
Band gewickelten oder aus einem Paket von Blechringen gebildeten ringförmigen Eisenkern
16, der die Sekundärwicklung 15 trägt und durch dessen Ringöffnung sämtliche Phasenleiter
U, V, W und der Nulleiter O des zu schützenden Stromkreises, vorzugsweise
in Form eines geschlossenen Kabels, zentral hindurchgeführt sind.
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Das Steuerrelais C ist als hochempfindliches Relais, nämlich in an
sich bekannter Weise so ausgebildet, daß sein Anker 13 gewöhnlich durch den remanenten
Magnetismus seines Eisenkerns 17 im angezogenen Zustand festgehalten wird, dagegen
abfällt, wenn der Restmagnetismus durch einen durch die Auslösespule 14 fließenden
Strom kompensiert wird, wofür ein schwacher Auslösestrom genügt. Das Relais C hat
einen im wesentlichen U-förmigen Eisenkern 17, an dessen einem Polstück 18 ein schwenkbarer
Anker 13 gelagert ist, während das andere Polstück i9 eine Anlagefläche für das
freie Ende des Ankers aufweist. Der Eisenkern 17 trägt neben der bereits obengenannten
Auslösespule 14 eine zweite Spule 20 zum Anziehen des Ankers 13, die jeweils immer
nur vorübergehend unter Strom gesetzt wird. Die Anzugspute 20 liegt in einem Hilfsstromkreis
21, 22, 8, der vor dem Selbstschalter A an die Phase R des Netzes und hinter diesem
Schalter an den Nulleiter O angeschlossen ist. Der genannte Hilfsstromkreis Wird
deshalb beim Einlegen des Schalters A an den Kontakten i des Nulleiters geschlossen,
bevor der Schalter die Kontakte der Phasenleiter schließt. Zusätzlich zu seiner
Steuerung durch die Nulleiterkontakte des Selbstschalters A wird der Stromkreis
21, 22, 8 der Anzugspute 20 noch durch das Relais C gesteuert. Zu dem Zwecke enthält
er eine Unterbrechungsstelle, die von zwei am Steuerrelais vorgesehenen Kontakten
23, 24 gebildet ist und dazu dient, den Stromkreis der Spule 20 sogleich nach dem
Einschalten wieder zu unterbrechen. Die beiden Unterbrecherkontakte 23, 24 der Anzugspute
sind ebenso wie die Unterbrecherkontakte io, I I der Spule 4 des Elektromagneten
B am Steuerrelais C so angeordnet, daß sie bei abgefallenem Anker geschlossen, bei
angezogenem Anker dagegen geöffnet sind. Im Schaltbild Fig. 1 sind der besseren
Übersicht halber die Unterbrecherkontakte io, i i und 23, 24 des Magnetstromkreises
und des Relaisstromkreises als getrennte Kontaktpaare dargestellt. Bei der praktischen
Ausführung können sie, wie in der das Relais für sich wiedergebenden Fig. 2 gezeigt,
zu einem Kontaktpaar vereinigt sein. Sie bestehen dabei am einfachsten aus zwei
Blattfedern 25, 26, die an einer vom Polstück 18 des Relais getragenen Platte27
isoliert befestigt sind, derart, daß sie sich bei, abgefallenem Arrker 13 unter
Wirkung ihrer Eigenfederung mit ihren Kontaktstücken 10, 23 und 11, 24 berühren,
während sie beim Anziehen des Ankers durch einen an diesem vorgesehenen Finger 28
aus Isolierstoff voneinander entfernt werden.
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In den Stromkreis der zum Anziehen des Ankers 13 dienenden Spule 2o
des Steuerrelais C ist ein Trocken- oder Kontaktgleichrichter 29, nämlich vorzugsweise
ein Selengleichrichter, eingeschaltet, so daß die Anzugspute durch gleichgerichteten
Strom erregt wird. Es wurde gefunden, daß hierdurch die magnetische Streuung des
Relais vermindert und seine Empfindlichkeit wesentlich erhöht wird. Ein weiterer
bemerkenswerter Erfolg in dieser Richtung ist auch dadurch erreicht, daß die für
den Relaisandrer am Polstück 19 vorgesehene Anlagefläche 3o nicht wie die eigene
Anlagefläche des Ankers 13 eben ist, sondern eine erhabene Wölbung hat, indem sie
beispielsweise, wie in Fig. 3 gezeigt, in Querrichtung des Ankers kreisbogenförmig
gekrümmt ist. Eine besonders zweckmäßige Ausführungsform ergibt sich dann, wenn
das etwa aus zwei Blechen bestehende Polstück i9 an seiner Stirnseite derart abgestuft
wird, daß es neben der gekrümmten Anlagefläche 3o noch eine gegen letztere etwas
zurückspringende ebene Stirnfläche 3ö hat. Dadurch wird das Anziehen des Ankers
13 erleichtert, ohne daß aber eine unerwünschte Vergrößerung der Klebkraft des letzteren
stattfindet.
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Das Abziehen des Ankers 13 erfolgt durch eine Feder 31. Diese kann,
wie in Fig. 2 gezeigt, als Druckfeder zwischen denn Anker und der die Kontaktfeder
25, 26 tragenden Platte 27 angeordnet sein. Ihre Abstützung an dieser Platte geschieht
unter Vermittlung einer Stellschraube 32. Mit Hilfe dieser Schraube kann die Federspannung
geregelt und auf diese Weise die Empfindlichkeit des Relais auf den jeweils gewünschten
Wert eingestellt werden. Die Auslösespule 2o des Steuerrelais A besteht vorzugsweise
aus einer verhältnismäßig kleinen Zahl von Windungen eines starken Drahtes. Man
kommt dann auch bei der Sekundärwicklung IS des Durchgangswandlers D mit verhältnismäßig
wenig Windungen aus, was die Herstellung des Wandlers vereinfacht und verbilligt.
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Die beschriebene Einrichtung arbeitet in folgendfer, Weise: Beim Einlegen
des Selbstschalter A wird zunächst mit den Kontakten i des Nulleiters der Stromkreis
der Anzugspute 2o des Relais geschlossen und damit der Anker 13 des letzteren angezogen,
falls er nicht schon angezogen war. Durch das Anziehen des Ankers wird der Stromkreis
der
Spule 2o an den Relaiskontakten 23, 24 sofort wieder unterbrochen,
wobei jedoch der Anker 13 infolge des remanenten Magnetismus des Eisenkerns im angezogenen
Zustand festgehalten wird. Erreicht der Schalter A seine Endstellung, dann wird
mit dem Schließen der Stromphasen zugleich der Hilfsstromkreis des Elektromagneten
B vorbereitet, nachdem er zuvor durch das Anziehen des Ankers 13 an den Relaiskontakten
io, i i unterbrochen worden war. Der eingelegte Schalter A wird durch die Verklinkung
3 festgehalten. Tritt ein Fehlerstrom im Verbraucherstromkreis auf. dann wird bekanntlich
in der Sekundärwicklung 15 des Summenstromwandlers ein Strom induziert. Dieser fließt
durch die Auslösespule 14 des Relais C, wodurch der remanente Magnetismus des letzteren
kompensiert wird, was zur Folge hat, daß der Relaisanker 13 abfällt und die Kontakte
i o, i i und 23, 24 schließt. Damit wird einerseits der Stromkreis der Magnetspule
4 an den Kontakten io, i i geschlossen. Der Anker 38 dieses Magneten wird angezogen
und löst die Verklinkung 3 des Schalters A, so daß dieser sich unter Wirkung der
Ausschaltfeder 2 öffnet. Auf der anderen Seite wird durch das Schließen der Kontakte
23, 24 der Stromkreis der Anzugspute 20 vor seiner Unterbrechung an den Kontakten
i des Nulleiters erneut geschlossen. Infolgedessen wird der Relaisanker 13 angezogen,
wobei er die Kontakte io, i i und 23, 24 wieder öffnet und am Polschuh i9 klebenbleibt.
Das Relais C kehrt also sogleich in seine Bereitschaftsstellung zurück. Ist der
Fehler beseitigt, dann kann der Selbstschalter A wieder eingelegt werden. Geschieht
das Einlegen vor Beseitigen des Fehlers, dann spricht sogleich das Steuerrelais
an, so daß der Schalter A sich unverzüglich wieder öffnet.
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Der beschriebene Schutzschalter kann, wie üblich, mit einer Prüftaste
33 ausgestattet sein. Diese stellt bei ihrer Bedienung über einen Widerstand 34
eine den Summenstromwandler D umgehende Verbindung zwischen einer Stromphase, z.
B. U, und dem Nulleiter her. Dadurch wird ein künstlicher Fehlerstrom hervorgerufen,
der das Ansprechen des Steuerrelais C zur Folge hat.
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Das abgeänderte Beispiel nach Fig. 4 unterscheidet sich von der ersten
Ausführungsform dadurch, daß nur der Stromkreis 6 bis 8 des zum Auslösen des Selbstschalters
A dienenden Elektromagneten B durch das Relais C gesteuert wird, wohingegen die
Anzugspute 2o des letzteren ausschließlich in Abhängigkeit vom Selbstschalter ein-und
ausgeschaltet wird. Zu dem Zwecke ist der Stromkreis 21, 22, 8 dieser Spule über
einen mit dem Selbstschalter A vereinigten kleinen Schalter 35, 36 geführt, der
so ausgebildet ist, daß er beim Bedienen des Selbstschalters vorübergehend geschlossen
wird. In Fig.4 der Zeichnung ist der kleine Schalter für die Anzugspute in vereinfachter
Form dargestellt. Er besteht danach aus einem festen Kontakt 35 und einem beweglichen
bzw. drehbaren Kontaktarm 36, der durch einen am Schaltschieber des Selbstschalters
A vorgesehenen Ansatz 37, gegebenenfalls in Verbindung mit einer Feder, verstellt
wird. Der bei geöffnetem Selbstschalter in der gestrichelten Stellung stehende Kontaktarm
36 bewegt sich beim Schließen des Schalters in die in vollen Linien wiedergegebene
Stellung. Bei dieser Bewegung schleift er alsbald nach dem Schließen der Kontakte
i des Nulleiters über den festen Kontakt 35, wodurch der. Stromkreis der Anzugspule
20 geschlossen und sogleich wieder geöffnet wird. Infolgedessen wird der Anker 13
des Relais C angezogen und verbleibt dann infolge des remanenten Magnetismus des
Eisenkerns 17 wieder in angezogener Stellung, so daß das Relais zum Ansprechen auf
einet, Fehlerstrom bereit ist. Der Schalter 35, 36 kann so ausgebildet werden, daß
beim öffnen des Selbstschalters A eine Berührung seiner Kontakte nicht stattfindet.
Es ist aber ohne weiteres zulässig, daß der Kontaktarm 35 auch beim öffnen des Selbstschalters
am Kontakt 36 schleift. In diesem Falle findet nach einem Ansprechen des Relais
das Wiederanziehen des Relaisankers 13 schon beim öffnen des Selbstschalters statt.
Beim erneuten Einlegen des letzteren wird der Stromkreis der Anzugspute noch ein
zweites Mal geschlossen, was einerseits wirkungslos bleibt, weil der Anker schon
angezogen ist, anderseits aber auch nichts schadet, weil man bei dem durch Einschalten
der Spule 2o bewirkten Magnetisieren des Eisenkerns 17 bis an die Sättigungsgrenze
des Eisens gehen kann.
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Der mit dem Selbstschalter A vereinigte Schalter 35, 36 zum vorübergehenden
Schließen des Stromkreises der Anzugspute 2o des Relais C könnte statt durch das
Schaltglied des Selbstschalters A auch durch die Bedienungswelle des letzteren beeinflußt
werden. Hierbei könnte der kleine Schalter aus zwei an einem festen Schalterteil
isoliert befestigten Kontaktfedern bestehen, die gewöhnlich durch ihre Eigenfederung
voneinander entfernt gehalten werden, beim Drehen der Bedienungswelle im Einschaltsinne
jedoch durch einen an der genannten Welle befestigten Isolierstoff arm, der mit
einer entsprechenden Schrägfläche auf eine der Federn drückt, einander genähert
werden, um einen vorübergehenden Stromschluß zu bewirken. Der Isolierstoffarm kann
eine zweite, entgegengesetzte Schrägfläche aufweisen, die zur Folge hat, daß er
bei der Ausschaltdrehung der Bedienungswelle unter Anheben der einen Feder zwischen
den beiden Kontaktfedern hinduchgeht, so daß beim öffnen des Selbstschalters ein
Einschalten der Anzugspule nicht stattfindet. Wenn zum vorübergehenden Einschalten
der Anzugspute ein mit dem Selbstschalter vereinigter kleiner Schalter vorgesehen
wird, könnte der Stromkreis der Anzugspule 20 statt hinter dem Selbstschalter A
auch vor diesem mit dem Nulleiter verbunden werden.
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In solchen Fällen, wo mit dem vorübergehenden Ausfallen einer Stromphase
zu rechnen ist, empfiehlt es sieh, die Wicklung 4 des AuslösemagnetenB des Selbstschalters
in zwei parallele Stromkreise zu legen, die über Vorschaltwiderstände an verschiedene
Stromphasen, z. B. R und S, angeschlossen sind. Die Kontaktvorrichtung des
Steuerrelais
C wird dann so ausgebildet, daß beim Abfallen des Relaisankers 13 die beiden Magnetstromkreise
des Auslösers B nacheinander geschlossen werden. Tritt dann der Fall ein, daß diejenige
Phase, z. B. R, die den an erster Stelle geschlossenen Magnetstromkreis speisen
soll, beim Ansprechen des Steuerrelais spannungslos ist, dann wird der Strom zum
Erregen des Auslösemagneten B über den zweiten Magnetstromkreis der anderen Phase,
z. B. S, entnommen. Diese Einrichtung kann noch dahin weiter ausgebildet werden,
daß die Stromphase, z. B. R, an die der von den Kontakten des Steuerrelais C an
erster Stelle zu schließende Magnetstromkreis angeschlossen ist, durch eine Spannungsspule
überwacht wird, die einen Unterbrecher für den von den Kontakten des Relais an zweiter
Stelle zu schließenden Magnetstromkreis gewöhnlich geöffnet hält. Die eben beschriebenen
Anordnungen können gewünschtenfalls noch weiter ausgebaut werden, dahin, daß drei
je mit einer der drei Stromphasen verbundene Magnetstromkreise vorhanden sind, die
beim Ansprechen des Steuerrelais C nacheinander eingeschaltet werden, wobei gegebenenfalls
zwei dieser Magnetstromkreise Unterbrecher enthalten, die je durch eine eine andere
Phase überwachende Spannungsspule geöffnet gehalten werden.
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Statt daß das Steuerrelais C, wie im gezeichneten Beispiel, getrennte
Spulen 2o und 14 zum Anziehen des Relaisankers 13 und zum Kompensieren des remanenten
Magnetismus hat, könnte es auch mit einer einzigen Wicklung ausgestattet sein, die
beiden Aufgaben dient. Zu dem Zwecke kann die mit der Sekundärwicklung 15 des Stromwandlers
D verbundene einzige Relaiswicklung zugleich in einem vom Selbstschalter A beeinflußten
Hilfs= stromkreis liegen. Dieser Hilfsstromkreis, der vorzugsweise einen Trockengleichrichter
enthält, kann beispielsweise über einen Spannungsteiler mit einer Stromphase, z.
B. wieder R, verbunden sein, und er kann ähnlich wie der Stromkreis der bei den
dargestellten Ausführungsformen vorhandenen besonderen Anzugspule 2o entweder entsprechend
dem Beispiel nach Fig. i durch am Selbstschalter A und am Steuerrelais C angeordnete
Kontakte i und 23, 24 oder entsprechend dem Beispiel nach Fig. 4 allein durch am
Selbstsch er vorgesehene Kontakte 35, 36 geschlossen und wieder geöffnet werden.
Eine andere Ausführungsmöglichkeit besteht darin, daß die einzige Wicklung des Relais
C zugleich im Sekundärkreis des Durchgangswandlers und in dem dazu parallelen Sekundärstromkreis
eines kleinen Hilfswandlers liegt, dessen Primär-Wicklung über einen Vorschaltwiderstand
beispielsweise mit einer Stromphase und dem Nulleiter verbunden ist. Dabei kann
der Sekundärstromkreis des Hilfswandlers zum Anziehen des Relaisankers 13 über vom
Selbstschalter beeinflußte Kontakte ein- und wieder ausgeschaltet- werden. Oder
man kann diese Kontakte in den Primärstromkreis des Hilfswandlers legen, so daß
dieser Stromkreis den zum Anziehen des Relaisankers zu schaltenden Hilfsstromkreis
darstellt. Schließlich kann die zum j Anziehen des Relaisankers 13 dienende Erregung
der einzigen Wicklung des Steuerrelais C auch über die Sekundärwicklung 15 des Durchgangswandlers
D erfolgen. Zu dem Zwecke wird auf dem ringförmigen Eisenkern 16 dieses Wandlers
zusätzlich eine kleine Primärwicklung angebracht, die über einen Widerstand an eine
Stromphase und den Nulleiter gelegt ist. Der Stromkreis der zusätzlichen Primärwicklung
kann ähnlich wie der Stromkreis der besonderen Anzugspule 20 im Ausführungsbeispiel
nach Fig. 4 durch vom Selbstschalter A verstellte Kontakte geöffnet und geschlossen
werden, stellt also den zum Anziehen des Ankers kurzzeitig zu schließenden Hilfsstromkreis
dar. Der bei geschlossenem Stromkreis der zusätzlichen Primärspule in der Sekundärspule
15 des Wandlers induzierte Strom bewirkt das Anziehen des Relaisankers 13, wohingegen
der beim Auftreten eines Fehlerstromes in der Wicklung 15 induzierte Strom den remanenten
Magnetismus des Relais C kompensiert und so das Abfallen des Ankers 13 herbeiführt.
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Im Rahmen der Erfindung sind noch mancherle, Abänderungen der dargestellten
und beschriebenen Beispiele sowie andere Ausführungsformen und Anwendungen möglich.
So könnte an Stelle eines Magneten mit Zuganker eine andere Auslösevorrichtung am
Selbstschalter A angeordnet sein, insbesondere könnte für die Verklinkung des Schalters
eine Haltespule vorgesehen werden, deren Stromkreis durch das Steuerrelais C bei
dessen Ansprechen geöffnet wird. Im Bedarfsfalle können mehrere Durchgangswandler
D vorgesehen sein, indem die zu der schützenden Anlage führenden Leiter durch die
Öffnungen mehrerer, je eine: Sekundärwicklung 15 tragender Ringkerne 16 hindurchgeführt
sind. Die Sekundärwicklungen dieser Wandler können in Reihe oder parallel geschaltet
sein, so daß ihre Leistungen sich summieren.