DE951020C - Drehstromschuetz fuer synchrones Ausschalten, dessen Kontakte zwecks Vermeidung von Schaltfeuer kurz vor dem Nulldurchgang des Stromes geoeffnet werden - Google Patents

Description

• Drehstromschütz für synchrones Ausschalten, dessen Kontakte zwecks Vermeidung von Schaltfeuer kurz vor dem Nulldurchgang des Stromes geöffnet werden Es ist für Einphasenwechselstromschütze bereits bekannt, den. Schaltkontakt in einem Nulldurchgang des abzuschaltenden Stromes. mit Hilfe einer einstellbaren Verzögerung zwischen dem Abfall des Schützankers und der Kontaktbrücke zu öffnen und den Schützantrieb zur Verringerung ,der Reibungswiderstände in -dem Schaltgestänge so aufzubauen, daß der Anker sich in vertikaler Richtung bewegt.
• Bei Drehstromschützen, die den Strom in jeder der drei Phasen in seinem Nulldurchgang abschalten sollen, tritt jedoch die Schwierigkeit auf, daß die Kontakte aller drei Phasen nicht gleichzeitig geöffnet werden können. Es muß vielmehr nach Öffnen des ersten Kontaktes, d. h. nach Abschalten der ersten Phase das verbleibende Einphasensystem wegen seiner Phasenverschiebung gegen die erste Phase sehr kurze Zeit später abgeschaltet.,werden. Da wegen der Reibung in den Gelenken des Gestänges für die Bewegung bzw. Steuerung es beweglichen Schaltschützenteils nur schwer eine Eindeutigkeit in der Bewegungsgeschwindigkeit bzw. -beschleunigung der bei dem Schaltvorgang bewegten Teile erreicht werden kann, ist es daher schwierig, diese geringe Zeitdifferenz bei jedem Schaltvorgang genau einzuhalten. Außerdem muß die Schützs:pule in einer ganz bestimmten Phase liegen, wenn die Abschaltung der ersten Phase tatsächlich in ihrem Stromnulldurchgang erfolgen soll.
• Gemäß der Erfindung werden diese Schwierigkeiten dadurch vermieden, daß die Kontakte der zuerst öffnenden Trennstelle in derjenigen Netzleitung liegen, die den Erregerstrom für die Schützspule liefert, und daß in einer für Einphasenschütze bereits bekannten Weise die Druckfedern für die Erzeugung des Kontaktdruckes, gegebenenfalls auch die Federn für die Beschleunigung der Traverse, sowie die Öffnungswege der Kontakte unter Berücksichtigung der Massen der zu bewegenden Teile so bemessen sind, daß die Kontakte dieser Trennstelle in einem Nulldurchgang des Erregerstromes geöffnet werden, während .die beiden anderen' Kontakte der übrigen beiden Phasen durch entsprechende Bemessung ihres Kontakthubes und der auf sie wirkenden Federkräfte um go elektrische Grade später öffnen. Nach Erlöschen des Lichtbogens an der ersten Trennstelle ist .das stromführende Leitungssystem nämlich einphasig geworden, und. sein Strom läuft go elektrische Grade nach dem erregenden, zuerst unterbrochenen Strom durch Null, so daß also eine synchrone Abschaltung durch das Schütz. stattfindet.
• Wenn nun gemäß der Erfindung eine bestimmte Öffnungsfolge an den Kontakten des Schützes benutzt wird, so ist damit noch keine Gewähr gegeben, daß bei der Montage das Schütz unmittelbar richtig für seine einwandfreie Wirkung angeschlossen wird, denn die Steuerspule des Schützes liegt nur in bzw. an einer der Netzleitungen, und das Schütz öffnet gemäß seinem vorgegebenen Aufbau die Kontakte in einer ganz bestimmten seiner Durchgangsleitungen zuerst. Damit nun auch die Trennstelle der in dieser Hinsicht richtigen Durchgangsleitung zuerst geöffnet wird, ist also die Einschaltung .der Schützspule in bzw. an eine ganz bestimmte Netzleitung notwendig, nämlich diejenige, in welcher die Trennstelle an dem Schütz zuerst geöffnet wird. Um diesen Suchprozeß für die richtige Schaltung bei der Montage einfach zu gestalten, wird gemäß der Erfindung an dem Schütz eine Umschalteinrichtung vorgesehen zur wahlweisen Einschaltung der Schützspule in eine der Netzleitungen. Auf diese Weisse braucht dieser Frage bei der Montage des Schützes zunächst keine Beachtung geschenkt zu werden. Die richtige Einschaltung der Spule in die richtige Netzleitung läßt sich nach der Montage auf einfache Weise durch Vornahme einiger Probeschaltungen mit dem Schütz und die entsprechende Bedienung der Umschalteinrichtung für die Schützspule ausführen. Ist die Phasenlage des Stromes gegenüber der Spannung anders, als bei der Bemessung der Federkräfte und Massen angenommen wurde, dann ist die Umschalteinrichtung ebenfalls vorteilhaft, da sie in einfacher Weise eine Verschiebung des Ausschaltzeitpunktes um je 6o elektrische Grade ermöglicht.
• Diese wahlweise Einschaltung der Schützspule stellt aber für eine einwandfreie betriebsmäßige Wirkungsweise des Schützes gegebenenfalls nur eine Grobeinstellung dar. Die günstigste Einstellung des Schützes kann dadurch verbessert werden, daß an der Schalttraverse des Schützes eine mechanische Feineinstellung vorgesehen wird zur Ergänzung,der grob wählbaren Zeitmasse, wie sie durch die Phasenbeziehungen der Ströme vorgegeben sind durch die Schaltung der Leitungen, durch auf diese Weise herstellbare Zwischenwerte.
• Um die angegebene bestimmte Öffnungsfolge zu den richtigen Zeitpunkten zu erreichen, ist es notwendig, daß der Erregerstromkreis der Magnetspule von einem ganz bestimmten Zeitpunkt an in einem Stromnulldurchgang stromlos bleibt. Hierfür gibt es verschiedene Möglichkeiten. Es seien als solche angeführt z. B. eine Gleichstromgrund-,erregung der Magnetspule mit darüber gelagerter Halbwelle aus Trockengleichrichtern im Sinne der Grunderregung oder in Gegenschaltung dazu, ferner ein Synchronmotor mit Schaltkontakten oder eine Li.chtbogenunterbrechungseinrichtung im Stromkreis der Magnetspule, z. B. ein Steuerschalter mit Zink oder Cadmiumkontakten; wenn der Steuerstrom so klein ist, daß diese leichtverdampfbaren Metalle zur Aufrechterhaltung des Steuerlichtbogens erforderlich sind.
• Zur näheren Erläuterung des Wesens der Erfindung wird nunmehr auf die Figuren der Zeichnung Bezug genommen.
• In der Fig. z ist ein Kurvenschaubild der Ströme in den Leitungen I bis III des Drehstromsystems wiedergegeben. Es werde angenommen, der Erregerstrom für die Steuerspule ödes Schützes wird vom Strom der Leitung I geliefert. Der Erregerstrom werde im Zeitpunkt A geschaltet. Dann erlischt der Lichtbogen des Steuerstromkreises, z. B. zum Zeitpunkt 8 im Stromnulldurchgang bei Wahl eines geeigneten Steuerschalters. Die Erregerspule gibt den beweglichen Schützteil für die Ausschaltung des Schützes frei. Dessen Beschleunigung ist nun derart bemessen, daß die Kontakte der zuerst zu schaltenden Leitung in einem Stromnulldurchgang des Stromes I sich öffnen, z. B. nach zwei Halbwellen, also etwa im Zeitpunkt C. Mit dem Stromloswerden der Leitung I wird das System einphasig, und die Stromkurve I ist also in dem fortschreitenden Zeitschaubild nicht mehr vorhanden. Der durch II und III bestimmte Einphasenstrom ist aber gegeben durch die Ordinaten der ausgezogenen Kurven II' bzw. III' nach dem Zeitpunkt C, welche den im Schaubild gestrichelt fortgesetzten normalen Kurvenzügen II und III nebengeordnet wiedergegeben sind. Dieser einphasige Strom läuft, wie zu erkennen ist im Schaubild, zeitlich go elektrische Grade nach dem Zeitpunkt C, also zur Zeit D durch Null. Die Beschleunigungskräfte sind aber für den beweglichen Schützteil derart bemessen, daß zum Zeitpunkt D die Trennstellen in den Leitungszügen II und III geöffnet werden, was also praktisch ebenfalls stromlos erfolgt.
• Die Fig. z und 3 zeigen in schematischer Darstellung in zwei einander entsprechenden Rissen ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Schaltschütz.
• z bezeichnet das Magnetgestell an der Grundplatte z. 3 ist die Erregerspule. 4 bezeichnet den Anker des Magnetsystems. Dieser sitzt am unteren Ende einer Führungs- und Verbindungsstange 5 zu der Traverse 6. Diese trägt die beweglichen Kontakte 7 bis g. Diese sind an Trägern io bis 12 befestigt, welche an Gehäusen 13 bis 15 geführt sind. In diesen sind die Federn 16 bis 18 untergebracht für die Erzeugung des Kontaktdruckes und für die Beschleunigung des, beweglichen Schutzsystems. ig bis 2,1 sind die ruhenden Gegenkontakte der Durchgangsleitungen des Schützes. Mit i" sind Kurzschlußwirndungen auf den Schenkeln des Magnetgestelles bezeichnet, welche deren magnetischen Hauptfluß nur teilweise umschließen.
• Die Teile sind in der Ausschaltstellung gezeigt. Wie zu erkennen ist, haben die betriebsmäßig beim Schaltvorgang bewegten Kontakte 7 und g einen kleineren Abstand von ihren Gegenkontakten ig und 2i als der mittlere Kontakt 8 von seinem Gegenkontakt 2o. In der Trennstrecke zwischen .den Kontakten 8 und 2o ist ferner vom Kontakt 2o aus ein Maß a eingetragen. Bis zu diesem Betrag ist der Trennungsweg von 8 und 2o in dem Zeitraum von go elektrischen Graden angewachsen, bevor 7 bis ig und g bis 21 getrennt werden im Verlaufe des Ausschaltvorganges des Schützes.
• Ist das Schütz bei der Montage so angeschlossen worden, daß die mittleren Kontakte 8 bis 2o des Schützes, welche bestimmt sind, ihren Leitungszug zuerst zu trennen, im Leitungs ,zug I liegen, so kann die Schutzspule zunächst in einer der Leitungen I, 1I oder III liegen. Der zeitlich für ganze Vielfache einer Halbwellendauer nach dem Stromnulldurchgang des Erregerstromes bemessene Zeitpunkt der Trennung der Kontakte des Leitungszuges I würde also im Falle einer Lage der Erregerspule in oder an der Leitung 1I bzw. III zu einer Trennung dieser Kontakte zeitlich 6o elektrische Grade vor oder nach dem gewünschten Zeitpunkt C nach dem Schaubild der Fig. i, also in den Zeitpunkten Cl bzw. C2 stattfinden, so daß ein beachtlicher Strom zu schalten wäre, und zwar auch zeitlich go elektrische Grade danach ebenso im Leiitungszug II-III. Wird aber die Schutzspule zusammen mit einer Schalteinrichtung gemäß dem Schema der Fig. 4 benutzt, so läßt sich die Schützspule wahlweise in eine der Leitungen I bis III einschalten, bis der sinngemäß richtige Punkt C nach dem Schaubild der Fig. i gemäß der Erfindung gewonnen ist. Die Fig. q. zeigt in der Abwicklung eine Schaltwalze mit den Segmenten 22 bis 2q., den ortsfesten Kontakten 25 bis 27 für den Anschluß der drei Netzleitungen und den ortsfesten Kontakten 28 bis 30, die untereinander eIektrisch verbunden sind durch eine Stromschiene, an welche die Steuerspule 31 des Schützes angeschlossen ist, die andererseits an dem Nulleiter des Dreiphasensystems liegt.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Drehstromschütz für synchrones Ausschalten, dessen Kontakte zwecks Vermeidung von Schaltfeuer kurz vor dem Nulldurchgang des Stromes geöffnet werden, wobei ein Kontakt einen größeren Hub hat als die beiden anderen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte der zuerst öffnenden Trennstelle in derjenigen Netzleitung liegen, die den ErTegerstrom für die Schutzspule liefert, und daß in einer für E,inphasenschütz.e bereits bekannten Weise die Druckfedern für die Erzeugung des Kontaktdruckes, gegebenenfalls auch die Felern für die Beschleunigung der Traverse sowie die Öffnungswege der Kontakte unter Berücksichtigung der Massen der zu bewegenden Teile so bemessen sind, daß die Kontakte dieser Trennstelle in einem Nullidurchgang des Erregerstromes geöffnet werden, - während die beiden anderen Kontakte der übrigen beiden Phasen durch entsprechende Bemessung ihres Kontakthubes und der auf sie wirkenden Federkräfte um go elektrische Grade 'später öffnen.
2. 2. Drehstromschaltschütz nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzspule mittels einer an dem Schütz vorgesehenen Umschalteinrichtung wahlweise an einer der Netzleitungen einschaltbar ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 539 555, 625 oii.