Einrichtung zur selbsttätigen Wiedereinschaltung elektrischer Schalter. Elektrische Leistungsschalter werden häufig für selbsttätige Wiedereinschaltung eingerichtet, die nach einer selbsttätigen Auslösung infolge Überstromes oder Kurz schlusses wirksam wird.
Da die Erfahrung gezeigt hat, dass in der Mehrzahl der Fälle die :die Auslösung verursachende Störung vorübergehender Natur ist, das heisst nach Wegnahme der .'Spannung wieder verschwin det, liegt es im Interesse eines möglichst kurzen Unterbruches :
der Energielieferung, den Schalter rasch wieder zuzuschalten. Löst der Schalter jedoch nach der erstmaligen Wiedereinschaltung sofort wieder selbsttätig aus, so deutet dies auf eine längere Dauer der Störung hin, die ohne Betriebsunterbruch bezw. Ausserbetrieb:nahme störungsbehafteter Leitungen oder Apparate nicht zu beheben ist.
Aus diesem Grunde werden die .dem ersten Versuche zur Wiedereinschaltung allenfalls folgenden weiteren Versuche stets mit einer Zeitverzögerung ausigeführt, die zum voraus bestimmt und eingestellt wird und sich nach. :den Betriebsverhältnissen richtet.
Gemäss vorliegender Erfindung, die sich auf eine Einrichtung zur selbsttätigen Wie- dereinss-ahaltung elektrischer Schalter mit mindestens ,zwei beweglichen Kontakten be zieht, sind selbsttätig wirkende Sperrmittel vorhanden,
die für die Dauer einer selbsttä- tigen Auslösung und nachfolgenden Wieder einschaltung die Beweglichkeit einzelner Kontakte aufheben oder beschränken.
Eine derartige Einrichtung ist zum Bei spiel anwendbar auf Leistungsschalter, bei denen ein Leistun.gsschaltkontakt mit einem Trennkontakt in Reihe liegt, wobei der Trennkontakt räumlich mit dem ;
Schalter vereinigt oder getrennt aufgestellt sein kann, oder auf Leistungsschalter, bei denen von zwei oder mehr den Stromkreis schliessenden Leistungskontakten sich bei der Ausschal- tung normalerweise alle, aber unter Umstän den in verschiedener Weise bewegen.
Zur letzten Art ,gehört -das in Fg. 1 der beilie genden Zeichnung s,ehematis.ch. dargestellte Ausführungsbeispiel des Erfindungs,gegen- standes, und zwar ist :der :dargestellte Lei- stungss:ohalter ein Druekluftsoh-alter. In der Fig. 1 bedeuten:
a Druckluftan- trieb mit dem Druekluftbehä@lter u, dem Ein und Ausscha=ltzylinder b, dem Einschaltven til c, dem Auslösesteuerventil f und :dem Endschalter d:
<I>k</I> Steuerschalter, r Verzöge rungsrelais, i. Steuerstromquelle, g ITaupt- v entil, rzz Relais mit Schliesskontakt,<I>p</I> Halte kontakt, q Sperrventil, s, und s2 Relais der Wiedereinschaltvorriehtung, t Hilfs.sehalter, x eine regelbare Entlüftung, y Schnell- schlussventil, z, rund z_ Schalterkontakte.
Die normale Schaltfunktion der gezeigten Ei.n- riehtung spielt sieh wie folgt ab: Zum Einschalten, werden die Kontakte 1.1 und 12 des Steuerschalters k durch Drücken des Betätigungsgriffes geschlossen, oder es wird der 'Magnetanker v des Einschaltsteuer ventils c von Hand betätigt. In beiden Fällen öffnet sich das Steuerventil c und lässt Druckluft unter den Kolben im Zylinder b strömen,
worauf der Schalter einschaltet und den nicht gezeichneten Stromkreis über Kontakte z, und z., schliesst. Der Kontakt z. wird in der Einschaltlage durch eine feder- belastete Klinke<B>15</B> gehalten, welche beim Ausschalten durch Druckluft gelöst wird. Kurz vor Erreichung der Einschaltlage ist auch die Verkl:inkung des Magnetankers des Endschalters d gelöst worden.
Da dessen Magnetspule gleichzeitig mit derjenigen des Einschaltventils c erregt worden ist, wird der Anker angezogen und unterbricht den Strom durch die Magnetspule v des Einschaltventils c. Der Stromkreis bleibt solange ;geöffnet als auf den Steuerseha.lter k gedrückt wird, wo durch ein Pumpen des Schalters verhindert wird, wenn derselbe nach Einschaltung auf Kurzsehluss sofort wieder selbsttätig auslöst.
Zum Ausschalten wird die Spule des Aus lösesteuerventils f über die Kontakte 12, 13 des @Steuersehalters k, dessen Betätigungs griff zuerst in die Stellung rechts gedreht und dann ,gedrückt w=orden ist, erregt oder der Magnetanker des Ventils f von Hand be tätigt. Das Ventil f lässt Druckluft über den Kolben des Hauptventils g strömen, das eben falls öffnet.
Durch die zwei Verbindungs rohre (Ventil q offen) strömt jetzt die I>ruckluft in den Zylinder b und in die .die Kontakte z, und z, umgebende Sehaltkam- mer. Beide Kontakte setzen sich nach entge gengesetzten Richtungen in Bewegung, -wo bei sich der Kontakt z, infolge seiner kleine ren Masse schneller als der Kontakt z2 be wegt.
Der zwischen diesen Kontakten ent stehende Lichtbogen wird durch den Luft strom in der Regel beim nächsten Nulldurch- gang des Stromes meltiselrt. Mit dem Kontakt: z..2 kann eine zweite Unterbrechungsstelle mechanisch, pneumatisch oder elektrisch ge kuppelt sein (z. B. der bewegliche Kontakt eines Lufttrennscbal.ters). die aber der besse ren Übersichtlichkeit wegen nicht einge zeichnet ist.
Der Strom durch die Spule zc, des Aus- lüsesteuerventils f ist schon früher, das heisst nach der vollständigen Öffnung des Haupt ventils, am llülflHkontakt t unterbrochen wor den.
Das Steuerventil f hat deshalb wieder geschlossen, und die über dem Kolben des Hauptventils g einsgeschlossene Druckluft be- ginnt sich über das noch offene Ventil y durch die Entlüftungsöffnung x im Steuer- ventil f zu entleeren.
Nach einem gewissem Weg des Kontaktes zwird das Ventil y mechanisch betätigt, das durch Freigabe einer viel grösseren Aus-strömöffnung den Drucka;
bfasl im obern Kolbenraum des Hauptventils g beschleunigt. -Sobald der Druck in jenem Kolbenraum genügend abge- sunken ist, bewirkt die Differenz des auf beiden Seiten des Ventiltellers wirksamen Luftdruckes, sowie eine allenfalls vorhan dene zusätzliche Rückführfeder die Schlie ssung des Ventils g. Dadurch wird die Glas dauer und der Verbrauch an Blasluft be deutend vermindert.
Sobald der Druck in der Schaltkammer genügend abgesunken ist., be wegt sich auch ,der Schnellkontakt z, unter dem Einfluss seiner Rückführfe@der wieder in seine Anfangslage zurück. Der Kontakt z2 hat sieh unterdessen in seine unterste Lage bewegt, so dass der volle Unterbrechungsab stand zwischen den beiden Kontakten vor handen ist. In dieser Lage verbleibt der Schalter. Der Stromkreis der Spule w wurde "in Kontakt t, unterbrochen, bevor er am Kontakt t wiedergeschlossen wurde.
Automatische Ausschaltung <I>mit soforti-</I> <I>ger</I> Wiedereinschaltung. In anderer Weise verlaufen die Schaltfunktionen wenn bei ein geschaltetem Schalter und Steuerschalter k in "Ein"-La-ge gedreht (wie .gezeichnet), das Überstro:mrelais m anspricht und seinen Kon takt schliesst.
Gleichzeitig mit der Spule w des Aus- schaltsteuerventils f wird in diesem Falle über Kontakt 7 und 8 !des 'Steuerschalters k auch die linke Spule des Sperrventils q erregt, das die Druckleitung zum Antriebszylinder b absperrt. Da das Hauptventil noch nicht geöffnet hat, und kein Gegendruck vorhan den ist, ist wenig Kraft hiefür erforderlich. Kurz darauf öffnet - wie oben beschrie ben - das Hauptventil g und lässt Druck luft in :die Schaltkammer strömen.
Der Schnellkontakt z,, öffnet, und der Liahtbo:gen wird durch den Blasstromgelöscht. Gleich zeitig hat aber auch der vom Hauptventil g gesteuerte Hülfsschalter t den Strom durch das Auslösesteuerventil unterbrochen und unterbrechunjlos die Erregerwicklung des Ventils q ab- .und seine (rechte) Haltewick lung zugeschaltet.
Gleichzeitig ist auch :das Wiedereinschaltrelais s, erregt worden, das den Motor 5 des Wiedereinschaltrelais s, startet und sieh über die Kontakte 1 solange hält, bis :der Motorstrom von den Kontakten 2 übernommen wird und !die Kontakte 1 öff nen.
Das Relais s, in Verbindung mit dem Kontakt 1 des Relais 82 wirkt also als Relais mit verzögertem Abfall. .Sobald das Aus lösesteuerventil f wieder geschlossen hat, ent leert sich die Luft über dem Kolben des Hauptventils g durch die Entlüftungsöff nung<I>x</I> des Ventils<I>f.</I> Indem man den Quer schnitt dieser Öffnung regelbar macht, kann man den Zeitpunkt wählen, in welchem das Hauptventil g und damit auch der Kontakt z,. wieder zu schliessen beginnen.
Die Sehnell- ehlussvorrichtung (Ventil y) tritt diesmal nicht in Tätigkeit, :da sich ja :der untere Kontakt z2 nicht bewegt. Um der Liehtbo- genbahn an,der Kurzsehlussstelle Gelegenheit zur Entjomisierung zu geben, wird man den Zeitpunkt der ersten Wiedereinschaltung im allgemeinen nicht kürzer als 0,1 sek wählen und die Regulierschraube entsprechend ein stellen.
Mit der Schliessung des Hauptventils g ist auch der Hülfsischalter t wieder in seine Anfangslage zurückgekehrt und unterbricht den Haltestrom des Ventils q, das zurück fällt und die Verbindung zum AusseUalt- zylinder b wieder herstellt.
Ausserdem ist auch der die Schliessung des Stromkreises über die Auslösespule vorbereitende Kontakt t wieder geschlossen worden, während der Stromkreis über die Erregerwicklung des Ventils q am Relais s, offen bleibt, da Kon takt 1 noch geschlossen ist.
Sofern nun nach der Schliessung des Schnellkontaktes z1 der Kurzschlussstrom wieder einsetzt, und das Relais m von neuem anspricht, wird diesmal das Absperrventil q nicht mehr erregt.
Es erfolgt also eine normale Ausschaltung, bei der sich beide Kontakte z,. und z2 bewegen, und wobei nach Abschliessung ;der Blasluft der Kontakt z, in seine Anfangslage zurück kehrt, während der Kontakt z2 in seiner geöffneten Stellung verbleibt.
<I>Automatische</I> Ausschaltung <I>mit nachfol-</I> <I>gender, verzögerter</I> Wiedereinschaltung. Die vorstehend beschriebene einmalige sofortige automatische Wiedereinschaltung durch .die Schliessbewegung des Kontaktes z1 ist allein durch die Steuerung der Blasluft bewerkstel- ligt worden.
Sofern sie erfolglos war, und :der Schalter wieder automatisch öffnet, wobei nun auch der Kontakt z, öffnet und geöff net bleibt, können weitere Wiedereinsehal- tungen nur durch Betätigung des Einschalt- steuerrelais getätigt werden, wie die9 hier oben im Absatz über das Einschalten mittelst Steuerschalter beschrieben wurde.
Da es viel- faoh üblich ist, solche weiteren Wiederein- schaltversuche ebenfalls automatisch, aber mit Zeitverzögerung vorzunehmen, so ist das Relais s5 mit einem Kontakt 4 versehen, der zu einstellbaren Zeiten den Stromkreis durch die ,Spule v des Einschaltsteuerventils p schliesst.
Ehaschaltung <I>auf</I> Dauerkurzschluss. Wenn der Schalter offen ist und auf eine Leitung eingeschaltet wird, auf der ein Kurzschluss bereits besteht, so ist .die Voraussetzung einer vorübergehenden Störung nicht. vorhanden und eine sofortige automatische Wiederein schaltung soll unterbleiben. Die Einschaltung auf Kurzschluss kann sowohl mittelst Steuer schalter oder durch Handhetätig-ung des Ven tils als auch automatisch dureh den Kontakt des Relais s.. für verzögerte Wiederein schaltungen erfolgt sein.
Um eine sofortige Wiedereinschaltung in allen diesen Fällen zu vermeiden, muss der Stromkreis durch die (linke) Erregerspule des Sperrventils q schon vor Schliessung des Kontaktes des Aus löserelais in unterbrochen werden. Diesem Zwecke dient das Relais r mit Öffnungs kontakt, das momentanen Anzug und verzö gerten Rückfall besitzt und dessen Erreger spule parallel zur 3Tagnetspule v des Ein schaltstromventils c ,geschaltet ist und des halb bei jeder Einschaltung erregt wird. Es unterbricht für eine einstellbare Zeit, die etwas länger als die Laufzeit des Auslöse relais in sein muss,
die Erregerwieklung des Sperrventils q, so dass bei jeder unmittelbar auf eine Einschaltung folgenden automa tischen Auslösung auch der Kontakt z._ öff net und geöffnet bleibt.
Die beschriebene Einrichtung erfüllt also die Aufgabe, den Druckluftschalter nach einer erstmaligen selbsttätigen Auslösung unverzö- gert, und nach weiteren selbsttätigen Aus lösungen (infolge Dauerkurzschluss) mit ein stellbarer Verzögerung wieder einzuschalten, während bei jeder willkürlich vorgenomme nen, oder infolge Einschaltung auf Kurz schluss automatisch bewirkten Ausschaltung die Wiedereinschaltung unterbleibt, ohne dass es nötig wäre, die Vorrichtung vorher zu blockieren.
Die automatische Wiedereinsehaltung kann willkürlich unwirksam gemacht werden, wenn nach Einschaltung des .Schalters der Steuerschalter in die Stellung rechts zurück gedreht und dort belassen wird. Der @Strom- kreis über die Kontakte 7 und 8 ist dann unterbrochen.
Die Fig. 1 ist ein Beispiel für die prak tische '\"erwirl@lichung des Erfindungsgegen- slandes, der im übrigen nicht auf die ge zeichnete Einrichtung beechränkt bleibt.
Für den Fachmann nahehegende Variationen der Einrichtung bestehen zum Beispiel darin, dass die @Steuerung des Hilfsschalters t statt durch den Kolben .des Hauptventils g durch den Schnellkontakt z, oder auf pneumati schem Weg durch den Drucli: in der Schalt kammer oder im Verbindungsrohr zwischen Hauptventil und Schaltkammer erfolgt.
Der Strom durch die Spule zv des Ventils f kann auch durch ein Relais oder durch einen Off nun.gskontakt am Steuerventil selbst unter brochen werden, während die Unterbrechung des Stromes im Haltekreis des Sperrventils q durch den Druckrückgang im Verbindungs rohr oder durch ein separates Verzögerungs relais gesteuert werden kann.
Um die Schliesszeit des Sperrventils q zu verkürzen, kann man es mit einer schwachen Zustel'1- feder versehen, welche es auch bei unerregten Magnetspulen geschlossen hält, solange kein Druck auf den Ventilteller wirkt. Bei einer gewöhnlichen Ausschaltung öffnet dann das Ventil sofort, weil der nach Öffnung des Hauptventils g auf seinen Ventilteller wir kende Luftdruck es entgegen der Zustellfeder in die Offenlage drückt.
Der Schalterkontakt z:, öffnet daher wie wenn das Sperrventil q von Anfang an offen gewesen wäre. Werden als Vorbereitung zu einer sofortigen automa tischen Wiedereinschaltung die Erregerspu- len des Sperrventils q jedoch erregt, so muss die Erregung nur so stark sein, dass sie das Ventil bei bereits angezogenem Magnetanker geschlossen hält. Die Kraft zur Beschleuni gung des Magnetankers fällt wiegt, so dass die Leistungsaufnahme des Ventilmagneten ver kleinert werden kann.
Ferner ist es nahehegend, das Verzöge rungsrelais r und das in Verbindung mit. dem Kontakt 1 des Zeitrelais s., ebenfalls als -\Ter- zögerungsrelais wirkende Relais s1 so zu kombinieren, dass zum mindesten das Ver- zögerungselement für beide Relais ;gemein sam ist. Diese Lösung empfiehlt sich beson ders dann, wenn nur eine einzige automa tische Wiedereinschaltung gewünscht wird, und demzufolge die Kontakte 2 und 4 des.
Zeitrelais s. wegfallen können. Die Schaltung wird in diesem Falle besonders einfach, wie das Beispiel Fig. 2 .zeigt. Das Relais r mit sofortigem Anzug und verzögertem Abfall besitzt ein einziges Verzögerungselement 16 und einen einzigen Magnetkörper mit zwei getrennten Wicklungen. Es erfüllt die glei chen Funktionen, wie sie in Fig. 1 durch ,die Relais<I>r</I> und s,
. und .den Öffnungskontakt 1 des Zeitrelais s2 erfüllt werden.