CH300170A - Störschutzvorrichtung für Kontaktumformer. - Google Patents

Description

Sttirschutzvorrichtung für Kontalitumformer.

Die Erfinelung betrifft Bine Stbrschutz vorrichtung für Kontaktumformer, :die die Kontakt.e im Gefahrenfalle durch tberbriik kung mittels Bines KurzschlieBers schützt. Der bewegliehe 'Teil des Kurzschlief3ers wird durch einen Elektromagneten gesteuert, der durch Bine Oder mehrere elektrische Betriebs grbl3en des Kontaktumformers bei -Uber schreitung Bines vorbestimmten Wertes, z. B. durch Überstrom oder R,ückstrom, ausgelbst wirà. Es bereitet enter Umstânden Schwie rigkeiten, ein genügend rasches Ansprechen des KurzschlieBers zu erzielen, da die Über brückung der Kontakte m6gliehst noch in dem gleichen 'Stromübertragungs -'Zeitab schnitt vollzogen sein soll, in dem die St6 rung .auftritt. Da sich nun bei Mehrphasen anordnungen immer mindestens Bine der Kontakteinrichtungen kurz vor dem Ende Bines Ubertrag-Lingsabschnittes befindet, ist die zur Auslësung des KurzschlieBers zur Verfügiing stehende Zeitspanne sehr klein, z. B. in Biner Dreiphasen Brückenschaltiing auf jeden Fall ldeiner als ijs Periodendauer.

Eine weitere Schwierigkeit entsteht da durch, daB die Auslbsewerte in sehr weiten Grenzen verschieden sein ktinnen. Bei Halte m.agneten, -die gegenüber Zugmagneten wegen ihrer Fii,higkeit zu schnellerer Ausl & siing be vorzugt werden, besteht die Gefahr, daB Bine für den kleinsten vorgeschriebenen Ansprech wert bemessene 'Gegenerreg-Ling bei sehr

hohen Auslbsewerten die Haupterregung nicht nur schwâcht, sondern einen entgegen gesetzten IIaltekraftfluB erzeugt, der das Ab fallen des Ankers end damit die Auslbsung verzbgern Oder sogar verhindern kann.

Die _erwïihnten Schwierigkeiten werden bei Kontaktumformern, deren Kontakt einrichtungen aiis je zwei ruhenden Kontakt stücken end Biner beweglichen Schaltibrücke bestehen, d'adurch iiberwLinden, daB ein den KurzschlieBer steuernder Hilfsstromkreis, an einen der ruhendeni Kontaktteile end an die bewegliche Schaltbrücke Biner Kontaktein richtiing angeschlossen ist. Tritt Bine Stbrung auf, so entsteht bei der Kontaktëffnung zwi schen dem ruhenden Kontaldstück end der sich & ffnenden Schaltbrücke ein Lichtbogen, end der Lichtbogenstrom verursacht die Auslbsung des KurzschlieBers. Vorteilhafter weise kann man als KurzschlieBer einen Sperrmagneten verwenden. In mehrphasigen Anordnungen erhâlt der Sperrmagnet meh rere voneinander unabhângige .Sperrwick lungen, die an verschiedene Kontakteinrich tungen angeschlossen sind. $ei in Gegëntakt arbeitenden Kontakteinrichtungen kann man Bine gemeinsame 'Sperrwicklung für diese beiden Kontakteinrichtungen voi?sehen.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungs beispiele der Erfindung dargestellt_ Die Fig.1 zeigt einen Kontaktumformer in -dreiphasiger Brückenschaltung der Kontakteinriçhtungen

11 bis 16, von denen jede beispielsweise ails zwei ruhenden Kontaktstücken und einer be weglichen Schaltbrücke besteht. In Reihe mit den Kontakteinrichtungen liegen Schalt drosseln 17, 18, 19 mit beim Nennstromwert hochgesâttigten Magnetkernen, durch deren Entsâttigung in der Nâhe des Stromnull wertes eine die Stromunterbrechung erleich ternde - stromschwache Pause hervorgerufen wird. Die ruhenden Kontakte des Kurzschlie f3ers 20 siud unmittelbar vor den Kontakt einrichtungen an die drei Phasenleiter an geschlossen. Der bewegliche Uberbrückungs kontakt des KurzschlieBers stelit unter dem Druck einer kr#Lftigen Feder und wird durch eine Sperrklinke in ge & ffneter Stellung ge halten. Auf die'Sperrklinke wirken der Halte anker eines Sperrmangeten und eine Rück zugfeder. Der @Sperrmagnet ist mit einem Dauermagneten <I>NS</I> zur Erzeugung des Hauptkraftflusses ausgestattet. Diese Aus führungsform ist für Kontaktumformer be sonders vorteilhaft, weil hier gerade im St6 rungsfalle eine stabile Gleichspannungsquelle zur Erzeugung eines Haltekraftflusses ohne weiteres nicht zur Verfügung steht. Zum Schutze des Dauermagneten und zur Verrin gerung des Energiebedarfes sowie der Eigen zeit für die Auslbsung hat der Sperrmagnet einen magnetischen Nebenweg, in dem sich ein sehr schmaler Luftspalt befindet. Zwi schen dem Nebenweg und d em Ankerluftspalt sind in den 8chenkelenden die Durchbre chLingen für die Sperrwicklungen unterge bracht. Jede Sperrwicklung erzeugt um die Durchbrechungen herum ein ôrtliches Ma gnetfeld, das :den i-IauptkraftfluB an der Stelle, wo es die entgegengesetzte Richtung hat, schwâcht, jedoch an der gegenüberlie genden 'Stelle, wo es die gleiche Richtung hat, wegen Sfittigung nicht im gleichen Ma8e ver stârken kann. Daraus resultiert also eine Schwüchung des Haltekraftflusses. Die aus dem Anker verdrângten Kraftlinien k5nnen sich liber dem magnetischen Nebenweg schlie Ben. Eine Indilktionsânderitng findet also nur in finem dem Anker benachbarten Teil des Magneten statt, daher ist dise Ausl5se-

arbeit gering und die Eigenzeit kurz. Eine Umkehr des Hauptfeldes kann auch bei noch so hohem Ausltisestrom nicht eintreten. Vorausgesetzt, daM der Magnetquerschnitt, der den tirtlichen Sperrfeldern oberhalb und unterhalb der Schenkeldurchbrechungen zur Verfügting steht, grtifler ist als der Quer schnitt an den 'Sâttigungsstellen, werden von den Sperrfeldern auch keine Kraftlinien in den Anker übertreten, und es kann sich. infolgedessen auch bei noch so hohem Aus ltisestrom kein von diesem herrührender IIaltekraftfhlf@ ausbilden, der das Anspre chen verzëgern k5nnte.

Bei der Anordnung nach, Fig. 1 wird ein Sperrmagnet 24 mit drei voneinander unab hângigen und sich gegenseitig nicht beein flussenden Auslbsewicklungen verwendet. Jede dieser Sperrwicklungen ist an eine ge meinsame Weehselstromzuleitung zweier im Gegentakt arbeitender Kontakteinrichtungen angeschlossen, wâhrend das andere Ende der Sperrwicklung mit den beweglichen Kon taktbrücken der Kontakteinrichtungen ver bund'en ist. Tritt eine Stôrung auf, so ent steht bei der nâchsten Kontakt5ffnung zwi schen dem gleichstromseitigen ruhenden Kontaktstück und der sich tiffnenden 'Schalt brücke ein Lichtbogen. Der Lichtbogen flirt liber die angeschlossene Sperrwicklung zu dem mit dem andern ruhenden Kontaktstück verbundenen Phasenleiter und lbst den -Sperr magneten und damit den KurzschlieBer in so kurzer Zeit aus, daB der Lichtbogen unter brochen wird, bevor er für den weiteren Be trieb des Kontaktumformers schâdliche Zer stbrungen anrichtet. Soute sich auch zwischen der .Schaltbrücke und dem wechselstrom seitigen ruhenden Kontaktt.eil, also parallel zur Sperrwicklung, ein Lichtbogen ausbilden, so reicht die Lichtbogenspannung schon zur Auslbsung des Sperrmagneten aus.

Die zuletzt beschriebene erfindungs gemâf3e Steuerung des KurzschlieBers durch den irn Falle einer Lichtbogenbild`ung ent stehenden Spannungsunterschied zwischen einem ruhenden Kontaktstück und der be weglichen 'Schaltbrücke ist nicht an die Ver- w endung eines Sperrmagneten gebunden, son dera dank ihrer Zuverlâssigkeit urnd wegen des geringen Aufwandes auch für andere Magnete mit Vorteil anwendbar. In mehr- phasigen Steueranordnungen ist zu beachten, daB auf einem gew5hnlichen Arbeits- oder Haltemagneten nicha mehrere AuslSsewick- 1un.gen vereinigt werden dürfen. Da nâmlich stets mindestens eine Auslbsawicklung durch die zugehërige Kontakteinrichtung, die sich gerade in geschlossenem 'Zustand befindet, kurzgeschlossen ist, so würde diese Wicklung eine Feldânderung des Magneten hemmen und damit eine Auslbsung durch eine von den andern Ausltisewicklungen verhindern. Zur Umgehung dieser 'Schwierigkeit kann für jed'en !Steuerstromkreis bzw. für jede Phase des Kontaktumformers ein besonderer Kurz- schlieBer mit einem eigenen Steuermagneten vorgesehen sein. Damit wird zugleich ein KurzschluB der Gleichstromseite, der durch einen gleichstromseitigen Schnellschalter rasch unterbrochen werden müf#te, von vorn- herein vermieden. Es ist auch m5glich, einen gemeinsamen KurzschlieBer 2#0 mit mehreren Auslôsemagneten zu verwenden. Eine Ent- kopplung mehrerer Ausl & sekreise kann fer- ner mit Hilfe von Zwischenwandlern erreicht werden. Zu diesem Zweck sind z. B. in einer Drehstromanordnung âhnlich d'en in Fig. 1 dargestellten; drei Zwischenwandler erfor- derlich. Die PrimS,rwicklung jedes Zwischen- wandlers wird an einen der mit den Kontakt- einrichtungen verbund-enen Hilfsstromkreise angeschlossen. Die Sekund5,rwickhingen wer- d.en hintereinandergeschaltet und so an die Auslbsewicklungdes Magneten, der den Kurz- schlieBer steuert, angeschlossen. Statt meh- rerer Zwischenwandler kann ein gemeinsamer Zwischenwandler verwendet werden, welcher mindestens einen Streuschenk e1 hat, liber den sieh die Kraftlinien schlienen kënnen, w5.h- rend,die Wicldungen anderer Schenkel durch die zugehbrigen Kontakteinrichtungen kurz- geschlossen sind.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel Biner derartigen Anordnung mit einem Halte- magneten 21, der von Biner nicht dargestell-

ten Gleichstromquelle err egt werden kann und Bine Gegenerregung aufweist, und mit einem Zwischenwandler 25, der fünf ,Schen kel hat. Von diesen tragen z. B. die drei mitt leren je eine Primârwicklung, die an die Kontakteinrichtung einer Phase angeschlos sen wird, und je eine Sekundârwicklùng. Die Sekund5,rwicklungen sind hintereinander geschaltet und mit d er Auslbsespule des Magneten 21 verbunden. Die Teile 21 und 25 k & nnen an, die Stelle -des :Sperrmagneten 24 der Fig, 1 gesetzt werden. Im übrigen ist F''ig. '2 gemS.B Fig. 1 zu erg5,nzen.

Der bzw. die Zwischenwand'ler kbnnen so ausgelegt sein, da13 sie durch ihre Sâttigung den Steuerstrom, der der Auslbsespule des KurzschlieBers zugeführt wird, auf einen IISChstwert begrenzen und dadurch eine übermâLige Gegenerregung bzw, eine Verzb gerung der Auslôsang oder gar ein Kleben bleiben des Halteankers des Aus15semagneten verhindern.

Claims (5)

1. PATENTANSP'RUCH Stbrschutzvorrichturng mit KurzschlieBer für ein.en Kontaktumformer, dessen Kontalit einrichtungen ans je zwei ruhenden Kontakt stücken und einer b eweglichen Schaltbrücke bestehen, d .adurch gekennzeichnet, daB ein den Kurzschliel3er steuernder Hilfsstroil-,reis an einen der ruhenden Kontaktteile und an die bewegliche Schaltbrücke Biner Kontakt einrichtung angeschlossen ist. UNTERANSPRÜCHE 1. Schutzvorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, daB für die BetS,ti gung des KurzschlieBers ein Sperrmagnet verwendet ist, dessen :Sperrwicklung an einen d er ruhenden Kontaktteile und an die beweg liche Schaltbrücke Biner Kontakteinrichtung angeschlossen ist.
2. 2. Schutzvorrichtung nach Unteransprucli 1, dadurch gekennzeichnet, daB der Sperr magnet mehrere voneinander unabhângige 'Sperrwicklungen. aufweist, die an verschie dene Kontakteinrichtungen angeschlossen sind,
3. 3. Schutzvorrichtiu@g nach Unteranspruch 1, gekennzeichnet durch eine gemeinsame Sperrwicklung für zwei im Gegentakt arbei- tende Kontakteinrichtungen.
4. 4. Schutzvorrichtimng nach Patentanspruch, dadurch gek-ennzeichnet, dafl an 'die Ililfs- stromkreise mehrerer Kontakteinrichtungen die Primârwicklung je eines Zwischenwand- legs und an die hintereinandergeschalteten Sekund5,rwicklungen der Zwischenwandler die Steuerwicklung des Kurzschlieeers ange- schlossen ist.
5. 5. Schutzvorricht.ung nach Unteranspruch 4, gekennzeichnet durch einen allen Hilfs- stromkreisen gemeinsam-en Zwischenwandler mit mindestens einem Streuschenkel.