DE909828C - Wiedereinschaltvorrichtung fuer Leistungsschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Wiedereinschaltvorrichtungen für Leistungsschalter, die in Hochspannungsnetzen oder Kraftübertragungsleitungen eingebaut sind.

In elektrischen Verteilungsnetzen wird ein ununterbrochener Betrieb verlangt. Dort verwendet man bereits Vorrichtungen, welche einmal oder mehrmals nach einem Schalterteil infolge Störung das Wiedereinschalten versuchen. Es ist bekannt, daß die meisten Störungen vorübergehend sind, wie z. B. Stoßwellen bei einem Gewitter. Deshalb wäre es ideal, wenn der Schalter augenblicklich wieder schließen würde, sobald der Fehler beseitigt

ist. Die bekannten Vorrichtungen gestatten jedoch kein Wiederschließen, bevor nicht die volle Öffnungsbahn durchlaufen würde.

Die Länge der Kontaktbahn muß so bemessen sein, daß der Lichtbogen nicht zurückschlägt, selbst wenn die Netzspannung ihren Normalwert mehrfach übersteigt.

Der Ausnutzung der Tatsache, daß ein üblicher Fehler durch eine kurze Öffnungsbahn beseitigt werden kann, steht die Schwierigkeit der Isolation der Schalter entgegen.

Es wird nun eine mechanische Vorrichtung angegeben, die sehr rasch arbeitet und die den Schal-

terschluß schon an einem günstigen Punkt der Öffnungsbahn einleitet. Das Wesen der Erfindung beruht darin, daß eine Vorrichtung selbsttätig den Schalter wieder schließt an einem, vorzugsweise einstellbaren Punkt der Öffnungsbahn, bei dem die Kontakte nur so weit getrennt sind, wie es für gewöhnliche Fehler nötig ist.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht.

ίο Der Schalter ist in geschlossener Stellung gezeichnet. JS ist seine Schaltstange, M seine Einschaltvorrichtung, in dem dargestellten Beispiel eine Zentrifugalvorrichtung. Ein Kraftspeicher, hier z. B. eine große Federt dient zum selbsttätigen Öffnen und Schließen des Schalters. Die Einschaltvorrichtung M kann in der üblichen Weise gesteuert werden von einem entfernt angebrachten Schaltbrett für die normalen Schaltungen des Leistungsschalters. Eine Spannvorrichtung für die Federn ist mit R bezeichnet.

Die Schaltstange B ist drehbar verbunden mit Schalthebel i. Ein Drehpunkt 8 dieses Schalthebels wird über ein Gelenk 2, bestehend aus Kniehebel g, io, in jener Lage gehalten, die die Fliehkraftgewich te bei M einstellen, die von einem Motor beschleunigt werden. Auf dem anderen Ende ist Schalthebel 1 durch einen Hebel 3 mit der Federanordnung 5" verbunden. Der Hebel 3 wird durch eine Schnellauslösevorrichtung 4 eingerückt.

Ist der Schalter in geschlossener Stellung, wie hier dargestellt, so hält das Gelenk 2 dauernd das eine Ende von Schalthebel 1 und die Auslösevorrichtung^ das andere Ende. Bei Überlast oder Störung läßt 4 den Hebel 3 los, so daß der Schalthebel 1 sich frei drehen kann um jenen Angelpunkt, der durch das Gelenk 2 festgehalten wird. Dabei steht Schalthebel 1 unter der Einwirkung der Federanordnung S und der Rückschlußkraft des Schalters.

Nach einer bestimmten Abwärts- oder Öffnungsbewegung von B werden die Federn 5¹ wieder wirksam. Nun wird die Drehung des Hebels 1 durch Hebel 3 umgekehrt. Der Schalter wird rasch geschlossen. Feder S kann an jedem beliebigen Punkt der Öffnungsbahn ihre Gegenkraft einsetzen, um den Schalter zu schließen.

Während dieses selbsttätigen Wiedereinschalten^ ist B unverriegelt für den Fall eines Fehlers. Nach dem ersten Öffnen ist die Schalterüberwachung vor-

So übergehend von der Vorrichtung 4 auf die Motorvorrichtung M übertragen. Der vollständige Ablauf bei einer Störung ist also offen — geschlossen — offen. Die Spannvorrichtung R bringt dann ihre Federn sofort wieder in Bereitschaft, und Motor M schließt den Schalter.

Die Einschaltvorrichtung M enthält Fliehkraftgewichte 5. Ein Gegengewicht bei 6 ist mit dem Kniehebelgelenk 2 verbunden und vermag dieses zu strecken in Übereinstimmung mit dem Arbeiten der Auslösevorrichtung. Die Teile des Gelenks 9, 10 sind durch eine Riegeleinrichtung 11 überwacht. Am anderen Ende stellt der gekrümmte Hebel 7 eine Verbindung zum Schalthebel 1 her. Hier ist die stoßübertragende Lage der Riegeleinrichtung gezeichnet. Ihre Klinke 12 ist vom Magnet 13 abhängig. Wird die Spule vom Magnet 13 erregt,, der die Klinke 12 betätigt, gibt letztere die Welle der Hauptklinke 11 am Hebel 10 frei. Dieser wirkt das Gelenk 9," 10, welches unter der Rückschlußkraft des Schalters einknickt und den gekrümmten Hebel 7 im Uhrzeigersinn zu drehen sucht, entgegen. Folglich führt der oben bezeichnete Vorgang zum Abfall des anliegenden Schalthebels 1 und zum Öffnen des Schalters. Der umgekehrte Schaltvorgang ist der, daß die Klinke 12 nach dem Wiederanziehen die Riegeleinrichtung in der stoßübertragenden Lage hält, so daß die Fliehkraftgewichte eine Drehung des gekrümmten Hebels 7 entgegen dem Uhrzeiger verursachen und die Schaltstange B in die Schließstellung bringen.

Die Feder S besteht aus einer Öffnungsfeder S₁ und einer Schließfeder S₂. Jede Feder liegt an einem festen Widerlager, die zugleich als Führung für die Federbolzen 15 und 16 dienen. Die Federbolzen sind jeder mit einem festen Ring 15' und 16' versehen, die mit den entgegengesetzten Enden der Federn zusammenwirken, so daß diese auf den Bolzen zwischen den Ringen und den Widerlagern zusammengedrückt werden. Die Federn S₁ und S₂ sind einzeln und getrennt mit dem Hebel 3 verbunden, so daß jede Feder für sich entlastet werden kann, um den Hebel 3 in die entgegengesetzte Richtung, wie oben beschrieben, zu drehen.

An diesem Ende ist die öffnende Feder S₁ über den Bolzen 15 mit einem Hebel 17 verbunden, der einen festen Drehpunkt bei 18 hat. Das andere Hebelende 17 ist bei 19 über ein Kniegelenk 20-21 mit dem Hebel 3 verbunden. Das Knie bei 22 dieses Gelenks kann mit Hilfe eines Steuerhebels 23 in der Übertotpunktlage gehalten werden, der mit einer passenden Schließ- und Auslösevorrichtung zusammen arbeitet. Diese Vorrichtung besteht aus einem drehbaren Glied 24, das mit einem Zapfen 25 in den Schlitz 23' des Gelenks 23 eingreift, und aus einer Klinkenwelle 26, die mit einer unter Federdruck stehenden Klinke 27 zusammenwirkt.

Wenn die Welle 26, wie gezeichnet, eingerastet ist, wird das Kniegelenk 20-21 in der stoßübertragenden Lage gehalten, so daß die Reaktion der Feder S₁, wenn sie gespannt ist, den Hebel 3 im Gegenuhrzeigersinn in die Offenstellung zu drehen sucht.

Folglich verursacht die Betätigung der Schnellauslösung 4 die Freigabe des entgegengesetzten Endes des Hebels 3, der mit Hilfe der Feder S₁ den Schalter in der oben beschriebenen Weise öffnet.

Die Schließfeder S₂ ist durch den Federbolzen 16 mit einem in 28' gelagerten Hebel 28 und mit der Klinke 29 bei 29' drehbar verbunden. Die Klinke 29 steht auch mit dem Klinkenglied 24 durch den Stift 25 in Verbindung, so daß in der verriegelten Lage von 24 die Feder S.₂ zusammengedrückt ist, wobei die Öffnungsfederkraft das Glied 24 über einen kleinen Hebelarm zu drehen sucht. Die Verbindung zwischen dem Haupthebel 3 und der Klinke ist durch das Kniegelenk 23-21 hergestellt.

Zur Einleitung der Schalteröffnung durch die Feder S₁ gibt der Schnellauslöser 4 den Hebel 3 frei. Die Hauptklinke des Auslösers betätigt über die Kurbel 30 die Welle 31, die mit dem Hebel 3 gelagert ist. Die Kurbel 30 wird bei 32 durch eine Feder belastet. Die Auslösekraft wird durch die Feder 33 erzeugt, die auf den Auslöseteil 30 über den Hebel 34 einwirkt. Wird der Hebel 34 durch die Feder im Gegenuhrzeigersinn gedreht, so läuft der Teil 30 mit und dreht im gleichen Sinn, wobei er die Welle 31 freigibt. Eine federnde Verbindung zwischen den Teilen 30 und 34 ist bei 35 vorgesehen, um das Glied 30 unabhängig vom Hebel 34 in die alte Lage zurückzuführen.

Die Schnellauslösung 4 umfaßt einen Schnellschaltmagnet, der in dem angeführten Beispiel aus einem Permanentmagnet 36, einem Anker 37, der am Hebel 34 befestigt ist, und einer Magnetspule 38 besteht, die bei Erregung das magnetische Feld über den Anker 37 schwächt. Die Feder 33 wirft den Hebel 34 in die Auslösestellung.

Die Rückführung des Schnellauslösers in die gezeichnete Lage bewirkt die Rückstellfeder 32 in Verbindung mit der Magnetkraft des Teiles 36. In dieser Stellung ist die Auslösefeder 33 gespannt und für einen anderen Auslöseimpuls bereit.

Der selbsttätige üffnungs- und Schließvorgang findet in folgender Weise statt: Angenommen, der Schalter B befindet sich in der gezeichneten Einschaltstellung: Die Schnellauslösung 4 bewirkt über die Spule 38 infolge Ansprechens eines gewöhnlichen Federrelais 40, daß der Hebel 3 freigegeben wird. Die Öffnungsfeder S₁ versucht den Schalthebel r über die feste Welle 8 zu drehen. Sowie das Schaltglied B sich nach unten bewegt, spricht eine Hilfsauslösevorrichtung an und gibt die Schließfeder frei. Die Hilfsauslösevorrichtung besteht aus einem Glied 41, das mit dem beweglichen Ende des Schalthebels 1 über den Träger 42 und das Gestänge 43 und 44 verbunden ist. Der Auslöseteil 41 ist bei 45 mit der Klinke 2j im Eingriff, so daß diese die Welle 26 bei einer vorbestimmten Durchsenkung des Schalthebels 1 freigeben kann. Der Stab 44 ist verstellbar, z. B. bei 44' mit dem Träger 42 verbunden, so daß die Klinke 27 in einer gewünschten Stellung bei öffnung des Schalters betätigt werden kann.

Tritt die Hilfsauslösung in Tätigkeit, versucht die gespannte Feder S₂ sofort, die oben beschriebene Bewegung des Schalthebels umzukehren und den Schalter zu schließen. Obgleich die Energie der öffnenden Feder S₁ zum Zeitpunkt des Wiederschließens nicht vollständig verbracht ist, bewirkt das Einknicken des Kniegelenks 20-21 infolge des Auslösevorgangs bei 27 die Schließung des Verbindungskniegelenks 23-21 und verhindert eine gegenseitige Störung der Federn S₁ und S₂. Die aufgehobene Antriebsverbindung bei 2^' läßt den Hebel 28 auf den Hebel 3 während des Wiederschließens, unabhängig von dessen Verklinkung, einwirken.

Angenommen, der Fehler besteht nicht langer und der Schalter kann wieder schließen, dann wird der Federmechanismus S wie folgt gespannt: Ist der Schalthebel in die Schließlage zurückgekehrt, wirkt die Kurbel 30 auf die Schließstellung ein, um die Welle 31 des Hebels 3 wieder zu sperren. Zugleich schließt der Teil 30 einen Hilfsschalter 46, um über einen zweiten Hilfs- oder Begrenzungsschalter 47 den Stromkreis für die Motorkontaktspule 48 zu schließen. Der Motorschalter 49 regelt die Energiezufuhr für den Motor 50, der in geeigneter Weise mit der Welle 51 verbunden oder über ein Getriebe gekuppelt ist. Auf der Welle 51 sitzt eine Nockenscheibe 52, um den Motorkreis zu regeln und eine Bremsvorrichtung bei Beendigung des Federspannvorgangs zu betätigen. Eine zweite Nockenscheibe 53 dient zum Spannen der Federn S₁ und S₂.

Die Nockenscheibe 53 ist mit den Federbolzen 15 und 16 über ein paar zusammengelagerter Hebel 55 bzw. 56 verbunden. Der Hebel 55 ist mit einem Widerlager 55' versehen, welches in eine Nut 56' des Hebels 56 eingreift. Wenn die Nockenscheibe 53 im Uhrzeigersinn rotierend den Hebel 55 mitnimmt, um die Feder S₁ zu spannen, hakt der Hebel 56 ebenfalls ein und spannt die Feder S₂.

Die Nockenscheibe 52 arbeitet über den Hebel 57 mit dem Begrenzungsschalter 47 zusammen; gleichzeitig ist der Hebel 57 bei 58 federnd mit dem Hebel 56 verbunden. Die Feder 58 kann entweder als Druck- oder als Zugfeder ausgebildet sein und wirkt in der dargestellten Lage öffnend auf den Begrenzungsschalter 47. Der Hebel 57 ist auch nachgiebig bei 59 mit einem Bremsband 60 verbunden, um den Motor stillzusetzen, wenn der Begrenzungsschalter 47 geöffnet ist.

Wenn die Federn ^₁ und S₂ entspannt sind und der Spannvorgang beginnen kann, wird die Welle 53', die auf der Arbeitsfläche der Nockenscheibe 53 läuft, durch die Restspannung von den Hebeln 55 und 56 gegen die Nockenscheibe gedrückt, und die Feder 58, die jetzt unter Druck steht, wirkt auf den Hebel 57 ein, der den Motorbegrenzungsschalter 47 schließt. Der Motor wird jetzt über den Kontakt 49 erregt, und die Nockenscheiben 52 und 53 drehen sich in der angedeuteten Weise. Da die Nockenscheibe 53 die Hebel 55 und 56 weiter im Gegenuhrzeigersinn dreht, um die Feder .S₁ und S₂ zu spannen, hält die Nockenscheibe 52 den Begrenzungsschalter 47 gegen die wachsende Spannkraft der Feder 58 geschlossen. Haben die Federn die vorgesehene Spannung erhalten, fällt der Hebel 57 in die Vertiefung an der Nockenscheibe 52 unter der Einwirkung der Feder 58. Damit wird gleichzeitig der Begrenzungsschalter geöffnet und die Bremse angezogen. Die Kraftspeicherung ist beendet. Der Motor 50 kann nicht mehr erregt werden, bevor nicht die Federn S₁ und S₂ entspannt sind.

Die ganze Einrichtung schließt falsches Arbeiten aus. Die Schließfeder kann nicht entspannt werden, bevor nicht die Öffnungsfeder ^₁ ihre Energie abgegeben hat. Die Verriegelung 27 ist abhängig vom vorherigen Ansprechen der Auslösung 4. Der Ladehebel 56 für die Schließfeder kann infolge seiner Abhängigkeit vom Hebel 57 nicht vor Entspannung der Öffnungsfeder wirken. Eine Kraftspeicherung

kann überhaupt erst beginnen, wenn beide Federn entspannt worden sind. Außerdem muß Auslösung 4 den Schluß des Hilfsschalters 46 erlaubt haben.

Die Vorrichtung betreut auch den Fall, daß die Störung noch nicht vorbei, ihre neuerliche Abschaltung demnach erforderlich ist. Während der vorigen Vorgänge hat die Schaltstange B einen kleinen Schalter 61 mittels eines Gegenhälters 62 vorübergehend geschlossen. In diesem Augenblick ist Spule 63 von einer Zeitverzögerungs- oder Luftkissenvorrichtung erregt gewesen, die zum Schließen eines Hilfsstromkreises bei 65 dient. Diese Vorrichtung schließt normalerweise einen Kreis bei 66, in dem auch die Spule 38 der Auslösevorrichtung 4 Hegt. Durch das Luftkissen 64 bleiben die Kontakte 65 einige Sekunden geschlossen. Dies genügt, um die Auslöseüberwachung von 4 auf die Auslösevorrichtung 13 der Vorrichtung M zu übertragen. Ist der Schalter wieder geschlossen, so erregt das Stromrelais 40 den Auslösemagnet 13 über einen Hilfsschalter 67 und den verzögerten Schalter bei 65. Wie schon beschrieben, kann der Mechanismus während des Schließvorgangs auf Grund der Auslösekontralle frei auslösen. Die Verbindung 2 läßt, wenn sie nicht verriegelt ist, das linke Ende des Schalthebels abfallen, so daß der Schalter öffnen kann. Die Übertragung des Auslösesignals benötigt keine längere Zeit, als sie von der Spannvorrichtung R gebraucht wird, um die Federanordnung wieder in die ursprüngliche Lage zu bringen. Demgemäß kann der Mechanismus während des Spannvorgangs auslösen und dieser Vorgang ohne Unterbrechung fortgesetzt werden, obgleich der Schalter wieder geöffnet hat. Am Schluß der Schaltfolge

kann der Schalter beliebig durch den Mechanis- 35 mus M geschlossen werden und ist, wenn der Spannvorgang'beendet ist, für einen anderen Impuls bereit. Der Schalter kann während des Spainivorgangs und seiner normalen Öffnung und Schließung durch den Mechanismus M auch vom Schaltpult kontrolliert 40 werden.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Elektrischer Leistungsschalter mit einer Einrichtung zum Fortschalten von kurzzeitigen Fehlern, gekennzeichnet durch eine Kräftespeicheranordnung (S₁, S₂) und zwei diese wahlweise betätigende Auslösevorrichtungen (4, 41-44), derart, daß die eine Auslösevorrichtung (4) einen Kräftespeicher (JT₁) zur Kontakt-Öffnung und die andere (41-44) an einem vorbestimmten, einstellbaren Punkt (44') der Öffnungsbahn einen Kräftespeicher (S₂) zum Schließen der Kontakte veranlaßt.
2. 2. Elektrischer Leistungsschalter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslösevorrichtung (41-44) durch einen bei einer bestimmten Durchsenkung des Schalthebels (1) betätigten Anschlag (44') die Schließung der Schaltkontakte durch Kräftespeicher (S₂) bewirkt.
3. 3. Elektrischer Leistungsschalter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter im Fall eines anhaltenden Fehlers durch eine über eine HilfsÜberwachung (64, 65) ansprechende Auslösevorrichtung (13) geöffnet wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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