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Einrichtung zum Einschalten eines Kurzschlußstromkreises
Einrichtungen
zum Einschalten eines Kurzschlußstromkreises für Prüfzwecke, s. B. zur Prüfung eines
Leistungsschalters, sind bekannt. Es ist auch bekannt, das Einschalten so vorzunehmen,
daß kein Gleichstromglied im Strom auftritt, um eine zu hohe Beanspruchung des Generators
zu vermeiden, der den Kurzschlußstrom liefert. Zu diesem Zweck muß in demjenigen
Zeitpunkt eingeschaltet werden, in dem der eingeschwungene Kurzschlußstrom den Wert
Null hätte, In induktiven Stromkreisen muß also im Maximum der Spannung eingeschaltet
werden, Man hat hierzu hei dreiphasigen Stromkreisen einen dreipoligen Schalter
verwendet, bei dem das Schaltstück in einem SchaFterpol um 5 ms bei 50 Peir/s gegenüber
den Schaltstücken der beiden anderen Pole nacheilt, und dieser Schalter wurde durch
eine mit dem Generator synchron rotierende Kommandoeinrichtung ausgelöst. Dabei
ergeben sich jedoch subjektive und objektive Fehlermöglichkeiten. Der Zeitpunkt,
;in dem das Kommando gegeben wird, muß nämlich verstellt werden, je nachdem, ob
Stern- oder Dreieckschaltung des Generators und je nachdem, ob ein dreipoliger oder
ein zweipoliger Kurzschluß vorliegt. Hierbei können subjektive Fehler auftreten.
Auch objektive Fehler können auftreten, z,. B. dadurch, daß der Kurzsch,lußkreis
vermeintltich dreipolig, in Wirklichkeit aber nur
zweipolig ist.
Das kann beispielsweise bei. Prüfung eines dreipoligen Schalters entstehen, bei
dem ,durch äußerlich nicht erkennbare Schäden der dritte Pol nicht geschlossen ist.
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Gegenstand der Erfindung dst ebenfalls eine Einrichtung zum Einschalten
eines induktiven Kurzschluß stromkreises für Prüfzwecke ohne Gleichstromglied. Gemäß
der Erfindung liegt parallel zum Schalter ein ohmscher Widerstand in Reihe mit einem
Sättigungswandler, dessen Sekundärwicklung den Impuls für die Auslösespule des Schalters
liefert, dessen Eigenzeit eine Vieftelperiode beträgt, wobei außerdem ein Hilfskontakt
im Sekundärkreis des Wandlers liegt, der erst nach seiner Betätigung den Impuls
für die Auslösung des Schalters hindurchläßt. Durch diese Einrichtung wird mit Sicherheit
erreicht, daß gerade im Maximum der -Spannung der Schalter geschlossen wird. Der
Hilfskontakt kann die Auslösewicklmg kurzschließen oder die Verbindungsleitung zum
Auslöser unterbrechen. Die an dem offenen Schalter herrschende Spannung treibt üiber
den Widerstand und die Primärwicklung des Sättigungswandlers einen mit der -Spannung
phasengleichen Strom. Der Sättigungswandler wird in an sich bekannter Weise so bemessen,
diaß beim Nulldurchgang des seine Primärwicklung durchfließenden Stromes die Sekundärwicklung
einen Impuls abgibt. Dieser ist aber zunächst noch unwirksam, da die Sekundärwicklung
kurzgeschlossen bzw. die Zuleitung zum Auslöser unterbrochen ist. Erst wenn der
Htlfskontakt geöffnet bzw. geschlossen wird, gelangt der Impuls auf den Auslöser,
und der Schalter ist nach 5 ms eingeschaltet. Der Stromkreis ist also geschlossen,
wenn die . Spannung ihr Maximum erreicht hat, da der Impuls beim Nulldurchgang der
Spannung gegeben wurde und die Eigenzeit des Schalters eine Viertelperiode beträgt.
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Handelt es sich um mehrphasige Kmrzschlußstromkreise, so werden so
viel mechanisch voneinander unabhängige Schalter vorgesehen, wie Phasen vorhanden
sind. Der Hilfskontakt im Stromkreis der Sekundärwicklung des Sättigungswandlers
des zweiten Schalters wird vom ersten Schalter betätigt usw. Nach dem Schließen
des ersten Schalters im Maximum der Spannung an seinen Klemmen wird gleichzeitig
der Hilfskontakt im Auslösestromkreis des zweiten Schalters geöffnet bzw. geschlossen,
so daß dieser zweite Schalter beim Nulldu,rchgang seiner Klemmenspannung einen Impuls
erhält und im Maximum seiner Klemmenspannung einschaltet. Durch die Einschaltung
des zweiten Schalters wird die des dritten vorbereitet, deridann auch im Maximum
seiner Klemmenspannung den Stromkreis schließt.
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Man kann die Anordnung auch so treffen, daß in dem Stromkreis ein
Hilfseinschalter vorgesehen ist. Dann wird der Kontakt des in der Schaltfolge zuerst
einschaltenden Schalters durch den Kontakt eines verzögert arbeitenden Kipprelais
ersetzt, das an die Sekundärseite des Sättigungswandlers angeschlossen ist. Es wird
dadurch erreicht, daß der Impuls, der beim Einschalten des Hilfsschalters gegeben
wird, nicht auf den Auslöser wirkt, sondern nur das Kipprelais erregt, das seinen
Kontakt betätigt und dadurch dem folgenden Impuls der beim Nulldurchgang des Primärstromes
über den Sättigungswandler auftritt, den Weg zum Auslöser freigibt. Hierzu kann
der Kontakt Jn Reihe mit der Wicklung des Kipprelais parallel zur Auslösewicklung
liegen oder in der Zuleitung zur Auslösewicklung, während die Wicklung des Kipprelais
unmittelbar an die Sekundärwicklung des Wandlers angeschlossen ist.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt,
und zwar zeigt Fig. I schematisch die Einrichtung gemäß der Erfindung, während die
Fig. 2 die Spannungs- und Stromverhälmisse darstellt.
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Fig. I zeigt einen stark ausgezogenen Kurzschlußstromkreis mit den
Phasen T, S und R, der von einem nicht dargestellten Drehstromgenerator gespeist
wird. In jeder Phase liegt ein Schalter I bzw. II bzw. 21. Jeder Schalter besitzt
awei feststehende Schaltstücke 2 und 3 bzw. 12 und I3 bzw.
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212 und 23 und die Strombrücke 4 bzw. 24. Jede Strombrücke hängt am
Anker 8 bzw. I8 bzw. 28 eines nur schematisch dargestellten Haltemagnets 5 bzw.
I5 bzw. 25, der sie in der Offenstellung hält.
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Sobald die Spule (Auslösespule des Schalters) des Haltemagnets einen
Impuls erhält wird der Anker unter der Wirkung einer nicht dargestellten Feder abgerissen.
Die Eigenzeit des Schalters, d. h. die Zeit, von der Impulsgabe an den Auslöser
(Haltemagnet, Feder und ein eventuell vorhandener KraftuntersetzungshebelW zwischen
Anker und Schaltbrücke) bis zur Berührung der Kontaktbrücke) bis zur Berührung der
Kontaktbrücke mit den feststehenden Kontakten beträgt 5 ms bei 50 Per/s. Parallel
zu den Klemmen jedes Schalters liegt ein ohmscher Widerstand 6 bzw. I6 bzw. 26 in
Reihe mit der Primärwicklung eines Sättigungswandlers 7 bzw. I7 bzw. 27'. An die
Sekundärwicklung des Sättigungswandlers 7 ist die Spule IO eines nicht näher dargestellten
Kipprelais angeschlossen, dessen Kontakt 9 in der Zuleitung zum Haltemagnet 5 liegt.
Im Sekundänstromkreis der Sättigungswandler I7 und 27 liegt ein Hilfskontakt 19
bzw. 29, der vom Schalter I bzw. II betätigt wird. 20 ist ein dreipoliger Hilfseinschalter,
30 ist der zu prüfende Schalter.
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In Fig. 2 sind dünn ausgezogen die Spannungen zwischen den Kontaktstücken
2 und 3 bzw. 12 und I3 bzw. 22 und 23 dargestellt, stark ausgezogen die Ströme in
den Kontaktbrücken 4 bzw. I4 bzw. 24.
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Der Ablauf des Einschaltvorganges ist bei dreipoligen Ausschaltversuchen,
d. h. wenn alle Pole des Schalters 30 geschlossen sind, folgender: Wird der Schalter
20 im Zeitpunkt t, eingeschaltet, so erscheint zwischen den Kontaktstücken2 und
3 bzw. 12 und I3 bzw. 22 und 23 die Steruspannung. Für die Schalter II und 2-1 ist
der Sekundärkreis der Säbfligungswandler durch
die Kontakte 19 und
29 unterbrochen, für den Schalter I durch den Kontakt 9. Die beim Einschalten des
Schalters 20 von den Sättigungswandlern gelieferten Impulse (Einschaltilmpulse)
können also nicht auf die Auslöser wirken. Der von dem Sättigungswandler 7 gelieferte
Einschalten impuls erregt die Spule 10 des verzögerten Kippreliais, wodurch der
Kontakt 9 geschlossen wird; nachdem der Impuls verschwunden ist. Im Zeitpunkt t1
geht die Spannung zwischen den Schaltstücken 2 und 3 durch Null. Dadurch wird ein
Impuls auf die Spule des Haltemagnets 5 gegeben und der Anker 8 abgerissen. 5 ms
später, im Zeitpunkt t2, werden die Schaltstücke 2 und 3 durch die Strombrücke 4
überbrückt. Ist, wie im vorliegenden Fall, der Sternpunkt des Generators nicht mit
dem Sternpunkt des Kurzschlußkreises verbunden, so kommt noch kein Strom über die
Schaltbrücke 4 zustande. Es wird also lediglich die Spannung zwischen den Schaltstücken
2 und 3 Null; zwischen den Schaltstücken I2 und I3 bzw.
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22 und 23 erscheinen die DreiecksspannungenlS-T bzw. R-T. Im Zeitpunkt
t2 ist durch den Schalter I der Kontakt 19 geschlossen worden, so daß im Spannungsnulldurchgang
der Spannung S-T (Zeitpunkt t3) der Impuls für den Schalter 2 durchkommt und sich
Idie Kontaktbrücke 14 in Bewegung setzt. Im Zeitpunkt t4, also 5 ms später, kommt
die Kontaktbrücke 14 mit den feststehenden Schaltstücken 12 und I3 in Berührung,
und es entsteht ein einphasiger zweipoliger Kurzschlußstrom zwischen T und S. Zwischen
den Kontakten 22 und 23 springt die Spannung nochmals und geht dabei durch Null.
Da der Kontakt 29 inzwischen geschlossen ist, erhält der Haltemagnet 2.5 beim Durchgang
der Spannung zwischen den Kontaktstücken 22 und 23 durch Null einen Impuls, und
5 ms später, iim Zeitpunkt t5, kommt die Kontaktbrücke 24 mit den Schaltstücken
22 und 23 in Berührung. Der Stromkreis wird dreiphasig. Dies geschieht zu dem Zeitpunkt
tS, in dem der zweipolige Kurzschlußstrom 87% des. dreipoligen Kur.zschluß stromes
erreicht. Da dies zu einem Zeitpunkt eintritt, in dem die stationären dreipoligen
Kurzschlußströme die gleichen Augenblickswerte hätten, d. h. in der Phase R den
Wert Null, in S + 87 °/9 untd in T -87 01o, so tritt kein Gleichstromglied auf,
und der Stromkreis befindet sich vom Zeitpunkt t5 ab im eigenen geschwungenen Zustand.
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Ist durch einen z. B. äußerlich nicht erkennbaren Schaden in dem
zu prüfenden Schalter 30 durch diesen Schalter der Stromkreis in der Phase R unterbrochen,
so wird trotzdem ohne Auftreten eines Gleichstromgliedes der Einschaltvorgang der
Schalter I und 1, durchgeführt. I1st die Unterbrechung dagegen in der Phase T erfolgt,
so findet überhaupt keine Einschaltung statt. Es wird also immer mit Sicherheit
das Auftreten eines Gleichstromgliedes vermieden.
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Man kann auch den Hilfsschalter 20 sparen, wenn man an Stelle des
Kipprelais im Sekundärkreis des Wandlers 7 lediglich einen Kontakt g vorsieht, der,
nachdem der Generator hochgefahren ist, 1geöffnet bzw. geschlossen wird, je nachdem
er parallel oder in Reihe zur Ausläsewicklung geschaltet ist.