-
Vorrichtung und Schaltungsanordnung zur selbsttätigen Abschaltung
einer mehrphasig angeschlossenen Belastung bei Unterbrechung einer Phase oder bei
Uberlastung bzw. Kurzschluß Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und
eineSchaltungsanordnung zur selbs!ttätigenAbschaltung einer mehrphasig angeschlossenen
Belastung bei Unterbrechung einer Phase oder bei Überbelastung bzw. Kurz,schluß.
-
Es sind Vorrichtungen bekannt, bei denen in Serie mit der Schaltspule
eines elektromagnetisch bedienten Au slschalters ein Kontakt liegt, der durch ein
für alle in den Phasen vorgesehene S-icherun@gsrelais gemeinsames Organ nur dann
geschlossen wird, wenn in diesen Phasen der normale Betriebsstrom fließt, jedoch
geöffnet wird, sobald in zumindest einer Phase :der Strom ausfällt oder einen zu.
hohen Wert annimmt.
-
Parallel zu diesem Kontakt liegt hierbei ein Druckknopfschalter,dessen
Gegenkontaktstück von dem mit dem Druckknopf verbundenen Kontaktstück durch, den
Schaltmagnetanker des Hauptschalters beim Einschalten entfernt wird. Hierdurch kann
auch bei eingedrücktem Bedienungsschalter der Schutz in Tätigkeit treten.
-
Ein Nachteil dieser Schaltungsanordnung, liegt aber darin, daßdurch
die mechanische Bedienung des Gegenkontaktstückes mittels des Ankers des Hauptschalters
dieser Hauptschalter mit Odem Bedienungsschalter in konstruktiver Hinsicht eine
Einheit bilden muß; so daß es nicht möglich ist, den Druckknopfschalter an einer
von dem Hauptschalter entfernten Stelle einzubauen und gegebenenfalls durch z. B.
einen durch Schwimmer oder thermostatisch bedienten Schalter zu ersetzen.
-
Ein weiterer Nachteil der bekannten Schaltung liegt darin, daß bei
einbgedrüektem Druckknopfschalter sofort nach Ausläsen des Hauptschalters
eine
Wiedereinschaltung stattfindet, da Idas Gegenkontaktstück tdes Druckknopfschalters
dem mit dem Druckknopf verbundenen Kontaktstück anliegt.
-
Andererseits ist es bei einfachen Überstromschutzvorrichtungen, bei
d enen d iese Nachteile nicht zu befürchten sind, schon bekannt, in Serie mit der
Schaltspule des Hauptsehalters den Ruhekontakt eines Überstromreltais und den Ruhekontakt
eines Spannungsrelais zu legen. Das Spannungsrelais zieht,dsann bei Erregung seinen
Anker an und verriegelt sich selbst über einen Arbeitskontakt. Diese Verriegelung
findet über einen mit ,dem Hauptschalter verbundenen und sich .mit -diesem schließenden
Kontakt statt. Durch die Verriegelung des Spannungsrelais bleibt sein Ruhekontakt
offen, ;so daß ohne weiteres keine Wiedereinschaltung stattfinden kann.
-
Die Erfindung wendet nun diese bei einem einfachen Überstromschutz
bekannte Anordnung bei :dem eingangs gekennzeichneten Phasenschutz an und beseitigt
damit die dort auftretenden, olben ges7childerten Schwierigkeiten.
-
Die Erfindung 'beruht dabei auf (der Erkenntnis, d'aß es nicht genügt,
die beiden bekannten Schaltungsanordnungen unter Wegfall des bei dem einen von ihnen
verwendeten Druokknopfmechanismus zu kombinieren. Eine so kombinierte Schaltungs@anordnung
würde nämlich nichteingeschaltet werden können, weil der von dem gemeinsamen Organ
bediente Kontakt vor der Einschaltung (des Hauptschalters unterbrochen bleibt und
infolgedessen eine Erregung des Schaltmagneten des Hauptschalters ausbleibt.
-
Gemäß tder Erfindung wird parallel zudem obergenannten Kontakt, der
von ,dem für alle in den Phasen liegenden Schutzrelais gemeinsamen Organ bedient
wird, der Ruhekontakt eines Spannungsrelais geschaltet, das: in Arbeitsstellung
kommt, sobald durch mindestens eines der Schutzrelais der normale Betriebsstrom
fließt und sich (dann über seinen eigenen Arbeitskontakt verriegelt.
-
An Hand der Zeichnung soll oder Gedanke der Erfindung näher erläutert
werden. In dieser Zeichnung ist Fig. i eine Schutzvorrichtung, die bei Kurzschluß,
Überstrom und- Nullstrom in Tätigkeit tritt, Fig. 2 eine Schaltungsanordnung gemäß
der Erfindung, Fig. 3 eine perspektivische Darstellung einer Vorrichtung gemäß der
Erfindung, Fig.4 eine Seitenansicht einer anderen: Ausführungsform einer solchen
Vorrichtung, Fig. 5 eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach F ig. 4, Fig. 6 ein
Vertikalschnitt tdurch die Vorrichtung gemäß Linie A-B der Fig. 5 und Big. 7 ein
Vertikalschnütt gemäß. Linie C-D der Fig: 5.
-
In dieser Schaltung sind die drei Leiter a, z Sund 3 des Speisu ngsuetzes
verbunden mit einem Satz fester Kontakte 4, 5 und 6 eines elektramagnetiach bedienten
Schalters, dessen Schaltspule 22 bei Erregung die Brückenkontakte 7, 8 und
9 einlegt, 'die die Leiter mit dem anderen, Satz fester Kontakte io, i i und r2
verbinden. Die Belastung liegt an den Leitungen 13, 14 und 15. In jeder Phase liegt
ein elektromagnetischer Schutz,16, 17 und i$ sowie ein thermischer Schutz i9, e(o
undi 2i in Serie.
-
Weiter umfaßt die Schaltun;stanordnung ein Spannungsrelais 3,5 mit
Ruhekontakten 36 und. Atbeitsk ontakten 37. Der Einschaltkontakt, z. B. ein von
einem Schwimmer `bedsienter Kontakt, ist mit 38 bezeichnet. Dieser Kontakt kann
@durch einen Einschaltkontakt 39 und einen Ausschaltkontakt 40 ersetzt werden @(s.
den punktierten Teil der Fig. 2).
-
Von den drei elektromagnetischen Schützen. und den drei thermischen
Schützen ist in Fig. i jedesmal nur einer angegeben. Die anderen liegen in der Richtung
senkrecht zu :der Fläche der Zeichnung neben dem in der Figur angegebenen.
-
Jede Stromspule 25 Sdes elektromagnietisch:n Schützes ist auf einen
festen Kern, 27 montiert. Bei Stromdurchgang wird -der Anker 28 entgegen
:der Wirkung einer Feder heruntergezogen, während hei starker Überbelastung auch
der Hilfsanker 29 durch @diie Wirkung eines Streufeldes emporgezogen wird.
-
Über den drei Stromspulen ist ein gemeinsamer Kniehebel 3,2 montiert,
tder um eine feste Achse 31 drehbar ist. Am oberen Ende dieses Schwinghebels 32
ist ein Kontakt 33 befestigt. Eine Feder versucht Iden Kniehebel 32, nach rechts.
zu ,droben, aber dies gelingt nur, wenn alle Spulen 2i5 normal erregt sind.
-
Das thermische Relais i9 wird 'bei Überbelastung betätigt und bewegt
dann das obere Ende des Organs 32 nach links, wodurch zwei Kontaktsätze geöffnet
werden. In. Ruhestellung sind Abende Kontaktsätze 33, 34 und 23, 24 geöffnet (Fig.
2S).
-
Wenn beide Kontaktsätze 2,3, 24 und: 33, 34 erst schließen würden,
wenn aIlz Stromspulen erregt werden, würden ernsthafte Schwierigkeiten eintreten.
-
Wenn z. B. bei einem Drehstromnetz, bei dem die Schaltspule 22 an
den Phasen 2 ,und 3 liegt, eine Störung in Phase i- auftritt, :so würde nach d ier
Einschaltung der Schaltspule 22 das Spannungsrelais 35 gar nicht mehr erregt werden
können,, @da nicht einmal einer :der beiden obergenannten Kontakte geschlossen werden
würde.
-
Die Schaltspule 22 bleibt aber über den Ruhekontakt des Spannungsrelais
geschlossen, die Belastung würde daher an. :den zwei intakt geblic!benen Phasen
bleiben, wodurch die Schutzwirkung der Vorrichtung illusorisch sein würde.
-
Es ist,daher für die richtige Wirkung wesentlich. :daß :das Kontaktpaar
2!3, 24 schon geschlossen ist, wenn in einer der Phasen der normale Betriebsstrom
fließt.
-
Obwohl es in Fig. i nicht angegeben ist, sind die Kontakte 23 und
33 doch elektrisch miteinander v"; rbu:nden.
-
Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung ist die folagende: Angenommen,
alle Phasen seien intakt, dann wird durch das Schließen des- Schalters 38 oder .durch
das Einschalsten des Druckknopfes 39 der Erregerstromkreis für die.Schaltspule 22
-eschlossen.
Der Erregerstrom fließt von Phase 2 über die Wicklung
22, die Ruhekontakte 36 des Spannungsrelais. 35, 'die Schalter 38 bzw. 40 und
39 nach Phase 3.
-
Die Brückenkontakte 7, 8 und g werden dadurch eingeschaltet. DieSpulen25der
elektromaägnietischen Relais .16, r7 und 18 werden erregst, wodurch die Kontaktsätze
23, 24 und, 33, 34 geschlossen werden.
-
Dabei wird nun das Spannungsrelais 3-5 erregt. Sein Erregerstrom fließt
von Phase 2 über die Wicklung 35, das Kontaktpaar 213, 24, den Schalter 38 nach
Phase 3. DieRuhekontakte36werden unterbrochen unddieArbeitskorntakte37 geschlossen,
wobei das Relais 35 über die Arbeitskontakte 37 und zurück über Schalter
38 einen Hadtestrolmkreis hat. Ebenso bleibt die Schaltspule 22 ,durch einen neuen
Stromkreis über ,las Kontaktpaar 24, 23 und zurück über Schalter 38 erregt.
-
Bei Überbelastung in den idrei Phasen treten die thermischen Relais
i9, 2o und 21 in Tätigkeit und das Kontaktpaar 33, 34 wird geöffnet. Dieser Kontakt
wird auch bei Kurzschluß geöffnet. In diesem Fall wird der Hilfsanker 2g emporgezo,-en,
wodurch die Stange 30 gegen,den Kniehebel 32 stößt. Wenn eine der Phasen
unterbrochen wird" so fällt Ader entsprechende Anker 28 ab und wird d'urah
eine Ziehfeder gegen den gedrückt, wodurch das Kontaktpaar 33, 34 unterbrochen wird.
-
Sobald daher die eine oder die andere Störung auftritt, wird das Kontaktpaar
24, 2i3 geöffnet. Dadurch wird idie Schaltspule 22 stromlos und,die Belastung abgeschaltet.
Da das Spannungsrelais über den Arbeitskontakt 37 verriegelt bleibt und der Ruhekontakt
316 damit offen i.st, kann keine Wiedereinschaltung stattfinden. Erst du -rch das
Öffnen des Schalters 38 oder 40 wird die Erregung des Relais 35 unterbrochen und
kann idann aufs neue eingeschaltet werden.
-
Es ist aber auch möglich, den Kontakt 23, 24 a-ls Hilfskontakt an
dem Hauptschalter anzubringen, und zwar so, daß ,dieser Kontakt zusammen mit den
Brückenkontakten geschlossen wird.
-
In Fig. 3 ist eine Ausführung gemäß der Erfindung angegeben, wobei
der Einfachheit halber nur ein Teil des gemeinsamen Kniehebels 32-dargestellt ist,
so daß der auf Überlastung ansprechende Thermostatenteil einschließlich: ödes Ankerteits
der Stromspulen fortgelassen ist, uim die Figur nicht zu komplizieren.
-
In Fig. 3 sind links idie Stromspulen 25 der Schutzrelais .angegeben,
die in jeder der Phasen (hier drei) liegen. Der Andrer 28 jedes Stromrelais hat
einen Finger 41, der zwischen die zwei Teile 43, 44 einer Brücke aus I,sodationsmaterial
hineinreicht. Beide Teile sind um eine berneinsame horizontale Achse 42 getrennt
drehbar. Sie sind durch, einen Stift 45 mit Druckfeder 46 gekuppelt. Die Feder 46
übt einen abwärts gerichteten Druck auf die obere Brücke 44 aus. Sobald in einer
der Phasen der normale Betriebsstrom fließt, wird der Anker der betreffenden Stromspule
den unteren Brückenteil 43 herunterziehen, so :daß der @darauf @befestigte Kontakt
23 den Fedierkontakt 24 berührt und idamit der Erregerstromkreis für das rechts
gezeichnete Relais 35 schließt, das sofort anzieht und', bei der Ab@wärts@bewe,gung
ödes Anlcers den kuhekontakt 36 öffnet und den Arbeitskontakt 37 schließt.
-
Hierdurch wird. ein Haltestromkreis für @dieses Spannungsrelais über
!die Arbeitskontakte 37 und das Kontaktpaar 23, 24 geschlossen.
-
Die obere Brücke 44 wird durch die Anker der noch niicht erregten
Stromspulen 25 in Ruhestellung gehalten. Während der Abwärtsbewegung des unteren
Brückenteils. 43 wird nur die Druckfeder 46 vorgespannt. Erst wenn auch die anderen
Stromspulen erregt werden, kann der obere Brückenteil 4.4 unter dem Druck der Feder
46 @dieser Bewegung des unteren Brückenteils folgen. Der Kontakt 33, 34 wird geschlossen,
wodurch die Schaltspule 22 (s. Fig.2) des elel<t.romagneti,sch beddentenSchalters
erregt bleibt.
-
Die Kontakte 33 und 23 sind auch hier elektrisch miteinander verbunden.
Tritt idanach eine Störung meiner der Phasen. auf, dann. wird sogleich Bier Kontakt
34, 33 uni, damit der Erregerstrom der Schaltspule 22 unterbrochen, so d@aß idie
Schalt-Organe 7, 8 und g geöffnet werden und die Belastung abschalten, Wenn schon
am Anfang die Phase i gestört war, dann wird wohl. die untere Brücke 43 bewegt und
dabei das Spannungsrelais: 35 erregt, jedoch wird ider Stromkreis für die Schaltspule
2i2 über den . Ruhekontakt 36 unterbrochen und kein Haltestromkreis über Iden Kontakt
33, 34 g'eschlossen, weil @dieser im Störungsfall geöffnet .bleibt. Hierdurch ist
eine Wiedereinschaltung ausgeschlossen. Eine Wiedereinschaltung ist nur .dann möglich,
wenn durch das Öffnen ides Schalters 38 oder 40 die Erregung des Relais 35 ausgeschaltet
ist.
-
Eine Ausführungsform, die die Einsparung dies Kontaktpaares. 23, 24
ermöglicht, ist in den Fig. 4, 5, 6 uni, 7 angegeben.
-
Hierbei sind wieder die Brückenteile 43 und 44 vorgesehen, jedoch'bewegt
jetzt der untere Brückenteil 43 unmittelbar den Anker -des Spannungsrelais 3'5,
wodurch der Ruhekontakt 36 unterbrochen: und 37 und damit der Haltestromkreis für
Relais 35 ge-
schlossen wird. Auch, ein Haltestromkrie,is für die Schaltsp,ule,2!2
wird ,dabei geschlossen.
-
Aus diesen Figuren geht hervor, da,ß an dem unteren Brückenteil ein
Schraubstift 47 befestigt ist, der (den Ruhekontakt 36 öffnen kann. Nachdem
der Kontaktbrückentei143 ,heruntergedrückt ist, kann der Arbeitskontakt 37 mit dem
obergenannten Erfolg wieder geschlossen werden.
-
Diese Ausführung ermöglicht einen platzsparenden Aufbau und eine Ersparung
des Kontaktpaares 23, 24, weil seineFunktion mechanisch durch den Druck des unteren
Brückenteils von Odem Anker des Relais 35 übernommen. wird..
-
Die Anker der Stromspulen 25 :bleieben tdurrch die Wirkung der Blattfeder
48, die neben dem Ankerdrehpunkt angreifen, in der ernporgerichteten: Stellung.
Außerdem kann,die Arbeitsstrecke des Ankers durch eine Stellschraube 49 auf das
Joch geregelt werden.
Aus Fig. 6 ,geht hervor, idaß die obere Brücke
-dien Kontakt 33, 34 schließt und :der Erregungsstromkreis für -die 2-z über diesem
Kontakt und :dien Korntakt 36 erregt ibleiibt. Der letztgenannte Kontakt
wird nur im letzten Augenblick durch die Abwärtsbewegung Sdes Stiftes geöffnet.
Der Stift 50 ruht z. B. auf dem Hebel, der die untere ,Brücke 43 nach unten drücken
kann. Hierdurch werden Klickgeräuschebei -der Erregung der Spule2a verursacr..