DE908995C - Resonanzrelais fuer Fernsteueranlagen in Starkstromnetzen - Google Patents

Description

• Resonanzrelais für Fernsteueranlagen in Starkstromnetzen Die bekannten, bisher zur Fernsteuerung in Starkstromnetzen verwendeten Resonanzrelais erfordern fürr die Betätigung von Schaltorganen mechanisch arbeitende Zwischenglieder. So wirkt z. B. das Resonanzrelais nach der britischen Patentschrift 616562, dessen Zungenende im Luftspalt seines Elektromagnets liegt, auf einen federbelasteten Winkelhebel, der über einen weiteren Doppelhebel dem Schalter eines Synchronmotors schließt, durch welchen erst über ein Zahnradzivischengetriebe der Verbraucherschalter betätigt wird. Die Zwischenschaltung so vieler üb@ertragungsglieder zwischen Relaiszunge und Verbraucherschalter bedingt jedoch einerseits eine beträchtliche Zeitverzögerung: zwischen Befehlsabgabe und Ausführung der gewünschten Schaltung, andererseits aber auch eine Beeinträchtigung der Betriebssicherheit infolge der größeren Zahl der möglichen Fehlerquellen.
• Ein weiterer Nachteil der bekannten Zungenrelais besteht ferner darin, daß sie nur mit verhältnismäßig niedrigen Frequenzen betrieben werden können, da sie andernfalls nicht imstande sind, die Zwischenglieder infolge :der zu beschleunigenden Masse und sonstiger Widerstände zu betätigen. Sie sprechen daher erst bei höheren, gegebenenfalls erst durch Verstärker zu erzeugende Spannungen an.
• Das Resonanzrelais nach der Erfindung ist von den genannten Mängeln frei. Die Erfindung besteht darin, daß :ein vorzugsweise kippbarer Hebel, der in einer Stellung einen Steuerstromkreis, insbesondere des Schaltorgans eines Verbraucherkreises unmittelbar schließt und diesen Kreis in der anderen Stellung öffnet, mit :einem Ende stets im Bereich der Schwingungen einer von zwei auf verschiedene Frequenzen abgestimmten Zungen des Relais liegt, derart, daß die jeweils schwingende Zunge das Hebelende in den Bereich der nicht schwingenden Zunge befördert. Der Hebel ist gemäß der Erfindung zweiarmig mit oberhalb seines Drehpunktes liegendem Schwerpunkt und gewichtsarm ausgebildet, so daß er durch den Anschlag der ausschwingenden: Zunge leicht aus der einen in die andere Endlage gebracht wird. In der Einschaltlage hat er den nur wenige Miniampere führenden Steuerstromkreis des den Verbraucherkreis schaltenden Organs zu schließen.
• Da die Relaiszunge nur den ganz leichten Kipphebel zu betätigen hat, kann sie im Gegensatz zu den Zungen der bekannten Resonanzrelais für bedeutend höhere Frequenzen, z. B. bis 25oo Hz, ausgeführt werden. Infolgedessen wird es möglich, auch die Abmessungen, des Relaismagnets sehr klein zu halten, und so tritt das Relais bei sehr geringen Tonfrequenzspannungen in. Funktion.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Hierbei wird die Unterbrechung und Schließung der Leitung R eines Leitersystems 0R mit Hilfe eines Ein- und Ausschalters gezeigt. Dem Relais 1 werden über den Kondensator 22 die dem Netz überlagerten Tonfrequenzen zugeführt, so .daß entweder die eine oder die andere der in den Luftspalten 2 und 3 eines Eisenkernes q. angeordneten Zungen 5 und 6 zum Schwingen kommt. Es wird jeweils jene Zunge zum Schwingen angeregt, deren Eigenschwingungszahl mit der Frequenz des zugeführten tonfrequenten Stromes oder einem harmonischen Vielfachen desselben übereinstimmt. Sollen also abwechselnd die Zuge 5 (»Aus«-Befehl) und die Zunge 6 (»Ein«-Befehl) ansprechen, so muß die Frequenz des zugeführten Tonfrequenzstromes ebenfalls abwechselnd so eingestellt werden, daß sie der Eigenschwingungszahl der Zunge 5 oder der Eigenschwingungszahl der Zunge 6 oder einem harmonischen Vielfachen der beiden entspricht. Der Eisenkern q. wird von der stromdurchflossenen Spule 7 erregt. Er besitzt zwei Rückschlußschenkel8 und 9 mit den erwähnten kleinen Luftspalten 2 und 3. Um ein absolut sicheres Ansprechen der Zungen zu erreichen, ist zwischen den beiden Zungen ein Dauerstabmagnet io angebracht, wodurch die Zungen magnetisiert werden und die entgegengesetzte Polarität des der Zunge zugekehrten Dauermagnetpoles annehmen. Werden die Zungen durch den Tonfrequenzstrom in der Spule 7 zum Schwdn,gen gebracht, so erreichen sie in etwa i/2 bis 1 Sekunde eine solche Größe des Ausschlages und eine entsprechende Schlagkraft, daß der Umschalthebel 11 des Ein- und Ausschalters auf rein mechanischem Wege ohne Zwischenschaltung :anderer Glieder durch die Zungen unmittelbar betätigt wird. Dieser Umschalthiebe111 besitzt :an seinem oberen Ende einen Kontaktsteg 12, der die beiden Kontakte 13 und 1¢ je nach der Stellung des Umschalthebels schließt oder öffnet. Der Schwerpunkt des aus dem Umschalthebel 11 und dem Kontaktsteg 12 bestehenden beweglichen Systems liegt oberhalb des Drehpunktes 15 des Umschalthebels 11. Zusätzlich oder an Stelle dieser besonderen Anordnung des Drehpunktes kann das Relais noch durch folgende Maßnahme gegen Erschütterungen unempfindlich gemacht werden: Zwei kleine Diauermagnete 24. und 25, z. B. aus einer AI-Ni-Legierung, wirken rauf einen Stahlstift 26 des Schaltorgans. Dieses wird demnach in seinen Endstellungen sicher und selbsttätig festgehalten. Parallel zu den Kontakten 13 und 14 liegt der hochohlnige Widerstand 16 zur Unterdrückung des Schaltfunkens. Werden die Kontakte 13 und 14 durch den Kontaktsteg 12 geschlossen oder geöffnet, so wird die Betätigungsspule 17 der Tauchschaltröhre 18 ein- oder ausgeschaltet, so daß der zu schaltende Stromkreis 0R ein- bzw. ausgeschaltet wird. Soll eine Ausschaltung bewirkt werden, so ist die Frequenz des tonfrequenten Stromes soeinzustellen, daß die Zunge 5 zum Schwingen kommt. Soll dagegen eine Einschaltung zustande kommen, so ist die Frequenz so zu wählen, daß die Zunge 6 zum Schwingen angeregt wird.
• Gemäß der Erfindung ergibt sich der Vorteil, daß in dem durch den Kontaktsteg 12 zu schließenden Stromkreis nur wenige Milliampere fließen müssen. Denn erst die dadurch unter Spannung gesetzte Spule des Tauchschaltrelais bewirkt in weiterer Folge die angestrebte Hauptschaltung.
• Der zu schaltende Stromkreis wird .an die Klemmen 2o und 21, die Spule 17 an die Klemmen 19 und 2o angeschlossen. Der Tonfrequenzstrom kann dem Relais 1 über zwei besondere Leitungen zugeführt werden oder er kann, wie hier dargestellt, dem Strom des zu schaltenden Netzes überlagert werden, so daß besondere Zuleitungen für die Schaltorgane wegfallen. Hier wird also der Tonfrequenzstrom den Klemmen 19 und 2o entnommen. Die den Eisenkern erregende Wicklung 7 ist in Reihe mit dem Kondensator 22 an die Tonfrequenzspannung gelegt. Im vorliegenden Fall liegen also Wicklung 7 und Kondensator 22 ständig am Netz. Die Wicklung 7 und der Kondensator 22 sind dann so aufeinander abgestimmt, daß sie der normalen Netzfrequenz einen sehr hohen, der überlagerten Tonfrequenz hingegen einen geringen Widerstand entgegensetzen. Dadurch wird erreicht, da.ß das Relais 1 im Ruhezustand einen vernachlässigbar kleinen Eigenverbrauch hat. Außerdem reicht aber die zugeführte Tonfrequenzenergie dazu aus, die Zungen sicher zum Schwingen zu bringen.
• Bei -der in der Zeichnung dargestellten Lage des Umschalthebels 1 i ist die Betätigungsspule 17 der Tauchschaltröhre 18 über die Kontakte 13 und 1 4 eingeschaltet. Die Leitung R des Verbraucherstromkreises ist demnach über die Klemmen 20 und 21 mit Hilfe eines Quecksilberkontaktes geschlossen.
• Soll hingegen .der Verbraucherstromkreis zwischen den Klemmen 20 und 21 geöffnet werden, so muß der Kontaktsteg 12 des Umschalthebels i 1 durch die Zunge 5 auf den Anschlag 23 geschwenkt werden.
• An Stelle des Anschlags 23 kann ein weiteres Kontaktpaar angeordnet sein, das eine zusätzliche Betätigungsspule steuern könnte. Statt einer Ein-und Ausschaltung können auch mehrere Schaltvorgänge in der erfindungsgemäßen Weise durchgeführt werden. Zum Beispiel können die Regelung von Generatoren bzw. Widerstandsänderungen nach der Erfindung -mit Hilfe solcher schwingenden Zungen erfolgen. Dabei können statt zwei auch mehrere Zungen benutzt werden. Es kann auch eine einzige Zunge genügen, z. B. wenn im Gefahrensfall eine einzige Schaltoperation durchzuführen ist.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Resonanzrelais für Fennsteueranlagen in Starkstromnetzen, dadurch gekennzeichnet, daß ein vorzugsweise kippbarer Hebel, der in einer Stellung eitlen Steuerkreis, insbesondere des Schaltorgans eines Verbraucherkreises, unmittelbar schließt und in der anderen Stellung öffnet, mit einem Ende stets im Bereich der Schwingung.en einer von zwei auf verschiedene Frequenzen abgestimmten Zungen -des Relais liegt, derart, daß die jeweils schwingende Zunge unmittelbar des Hebelende in den Bereich der nicht schwingenden Zunge befördert. z. Resonanzrelais nach Anspruch i, .dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (i i) als zweiarmiger Kipphebel ausgebildet ist, dessen Schwerpunkt oberhalb seines Drehpunktes (15) liegt. 3. Resonanzrelais nach den Ansprüchen i und a, dadurch gekennzeichnet, da.ß der infolge seiner Schwerpunktsverlagerung in die Endstellung verschwenkte Hebel (i i) in diesen Stelluggen durch permanente Magnete (z¢, 25) gesichert ist. 4. Resonanzrelais nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, da.ß die Zungen (5, 6) innerhalb des Relaismagnets (8, 9) gelagert sind und die ausschwingenden Enden der Zungen (5, 6) frei aus den Luftspalten des Magnets herausragen.